重力数据误差对大地水准面模型建立的影响

发表时间:2020/8/24   来源:《基层建设》2020年第9期   作者:吕洲 刘宇 李江鹏 付利扬
[导读] 摘要:随着智能化的产生,大数据信息对现在人们的生活越来越重要。
        61206部队  北京  100042
        摘要:随着智能化的产生,大数据信息对现在人们的生活越来越重要。以前距离隔绝了交流,加上信息技术的不发达,出门在外除了要会辨识通达,还要会认路。大地水准面模型的建立给人们的生活提供了极大的便利。出门在外手机在手GPS定位想去哪去啦,再也不用担心,在外地人生地不熟的尴尬和无奈。重力数据误差对大地水准面模型建立的影响具有至关重要的因素。本文通过对重力数据误差的原因分析,找出重力数据误差对大力数据面模型建立的影响。
        关键词:大地水准面;GPS定位;三维空间
        一、大地水准面模型产生重力数据产生误差的原因
        要建立一个非常精准的大地水准面模型。需要有重力的数据信息和数据摆动,那是因为在测量大地水准面模型的时候,不是根据实体数据信息而测量的,而是在地面上的空间上离散测量。离散测量法虽然跨越了距离、超越了空间的障碍,但是理论上的连续分布它是满足不了的。因此需要重力数据测量大地水准面模型的时候,都是用数值化的形式来表现的。就高中学的离散型模型就适用于这个大地水准面模型的数据分析和数据估算。想要算出一个曲面球体的面积链,就把它分成若干个小面积,然后再以此相加累积。但是应用这种方法而建成的大地水准面模型是具有误差的。在斯托克斯公式中G=4/3πrrrdg。因而可以知道,直接影响重力数据误差的关键是地形数据的积分半径,再来就是因为重力数据的误差,而影响重力数据的点如下:
        1、地形高程
        质量是不可改变的,但是重量却会因为高度而有所区别,因此地形的高程将决定重力的大小。在大地水准面模型测量的时候,避免不了要去测量一些我们人力平时接触不到的高度,因此过高过低的不平均高度水平,反而会影响整个大地水准面模型的精度。继而影响整个模型的建成。
        2、地壳密度
        因为密度公式是p=m/v,所以有m=pv   又因为m=G(重力)/g(9.8N/kg)从而得出分析结果:影响重力数据误差原因,地壳密度有一定直接的关键因素。但是在测量大地水准面模型的时候,地球的密度是不可能一一实际相应和一一对应的。而且理想化的离散测量。或多或少都有误差产生。
        3、频域精度
        想要测量一个三维空间,必须得知道它的长宽高。而想要知道一个物体的重量,其中体积的大小也将占极大的影响因素。现在只要我们出行就一定会用到手机的GPS定位。其中GPS定位就是大地水准面模型的一个缩写代名词。也就是一个实际运用到现实生活中的大地水准面的模型。GPS为人类前进的里程碑上又填了几笔色彩。但是随着社会的迅速发展,相形见绌的GPS也有了他的弱点。领域的精度还是集中在户外,室内的导航地位,因为区域精度上的斜接问题,导致了室内导航上的偏差,进而直接产生室内导航失败的种种案列。
        4、地形数据的分辨率
        分辨率的公式为:ppi=√xx+yy/z(X:长度像素数;Y:宽度像素数;Z:屏幕尺寸即对角线长度),分辨率就像一层包裹在圆心上的网点,点线面之间,不断连接形成一个面。三维空间上的长宽高线新增的点与点之间的连接形成面。所围成的大小就是扇形面积所追求的大小。顾名思义就是大地水准面要计算的离散型面积。就像像素一样,分辨率也是有清晰度要求的,只有足够准确的三维公交数据,才能构建更加清晰明了的分辨率。
        5、地形数据的积分半径
        建立大地水准面模型,其实就跟求一个球体体积一样,而其中影响一个圆的大小的直接原因,就是半径。利用离散微积分的算法,离散所有曲面面积,由点及面再到空间,完完全全覆盖。但是过于标准化的模型公式反而会造成地面上的测量偏差过大。直接造成大地水准面模型过于唯一性,缺少综合性。


        二、重力数据误差对大地水准面模型建立的影响
        大地水准面模型的建立结合GPS重力数据,将理论与实际进行结合实践使用。GPS管高系统,有很好的路况精准度,在一定的程度上解决了大地水准面膜型的精度问题,然后就是大地水准面本身就具有很好的形高的管控,GPS和大地水准面的结果,有一种数形结合的优势,俩着强强联合,让大地水准面模型的建立有很好的技术基础。但是在建立的过程中,如果发生以下问题,影响重力数据的标准和准确度,将会对大地水准面产生严重的不良影响。
        1、地形高程计算不准确影响
        质量是恒久的,不会因为时间空间的改变二有所变化,大地水准面模型的建立是依据stoke理论为基础的,在斯托克斯的理论中,重力和高度几乎呈正比的形式,俩数据相互相成,直接影响,所以在地球水准面测量的过程中,一定会有地形高程不一的结果,避免不了得出参差不齐的数据,有时候为了离散积分,分散计算,虽然有一定的统计作用,虽然有一定的准确涵盖度,但是对于重力的影响却是缺少了一点的精准度。
        2、地壳密度影响
        已经得出密度公式中密度和质量的影响,进而推断出重力与质量的相互关系 在这个关系中 自始至终都离不开m也就是质量。但是不管在密度公式还是在重力公式中,质量都是不变的,那么至关重要的就是密度公式中的体积和重量公式中的重力g,v和g是直接影响密度的关键点。而且地壳处于地底,涉及到很多的未开发的地域,不管是在开采还是在勘测中,都是很难进行研究勘察的。所以密度测控技术的艰难,也给重力数据的准确度带来了很大的挑战。
        3、域频精度误差影响
        域频精度是GPS定位数据准确建立大地水准面模型的重要关键点,域频精度在三维空间上有一个弱点,那就是空间识别障碍。比如,地方标识和地理数据,域频精度都能检测出来 但是只要一遇见一座高楼,出现了高度上的限制 ,域频精度就会失去它的精度,所以在后续研究中,高度造成的精度误差,将是一大挑战。
        4、分辨率辨识故障的影响
        分辨率的检查依赖于三维空间的计量单位:xyz,三者的关系就像一个屹立不倒的金字塔,缺一不可,由点及线再到面,最后由表及里形成整个大地水准面的模型。所以分辨率如果数据出现错误,或者在建立模型过程中出现错误,那么将影响整个大地水准面的建成。
        5、地球积分半径的影响
        不管是球体还是地球,建立大地水准面的模型,所依据的原理和理论,都是有理有据的,其中在求地球离散面积的时候,离散积分半径是决定整个模型概况的根本因素,但众所周知,地球仪也好,我们所接触的知识也罢,都有一个既定知识点:地球是圆的。其实并不然,地球只是形式圆而已。所以即使积分半径在精准,但在实际情况中 难免会出现实体和数据上的碰撞。
        三、结论
        大地水准面模型的建立对于人们的生活和后续的发展将有极为重要的作用,但是在测量和研究中,不免发现一些对重力数据影响的因素:地形高程、地壳密度、域频精度、地形数据的分辨率、地形数据的积分半径。这个原因都是对重力数据分析的影响关键点。但是有问题有影响,才能有进步发展的空间,这或许是一个挑战 但是对于长久的发展,这更是一个机遇。希望研究分析能给予大地水准面模型的建立一个可行建议性的问题,让大地水准面模型的后期建立有一个完善的问题数据来源。
        参考文献
        [1]许曦.区域大地水准面确定的观测数据影响分析[C].中南大学,2012.
        [2]李姗姗;曲政豪.重力数据误差对大地水准面模型建立的影响[J].大地测量与地球动力学,2016,v.36,5-8+27.
        [3]章传银;党亚民;晁定波;文汉江;常晓涛.似大地水准面的误差分析与抑制技术[J].测绘科学,2006,4+27-30.
        作者简介:吕洲,1987.06.04,汉,男,山西长治,助理工程师,学士学位,大地测量.
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