厦门岛大地水准面精化可行性分析

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厦 门 岛 大 地 水 准 面 精 化 可 行 性 分 析

◇ 文 /韩 志 国 刘玲 燕

【 要】 摘

本 文 论 述 了 如 何 采 用 现 代 测 绘 技 术 布 设 高 精 度 GP S水 准 网 , 合 重 力 测 量 资 料 , 用 现 代 地 球 重  结 利

力 场 模 型 研 究 最 新 成 果 来 确 定 区 域 性 厘 米 级 精 度 ( ) 地 水 准 面 。 实 现 用 G S测 量 手 段 代 替 四 等 水 准 以 下  似 大 P

精 度 的 高程 测量 . 以 大幅 度 减 少外 业 工作 。 可

【 键 词 】 G S 大地 水 准 面  关 P

1 引 言

在 测 量 工 作 中 , 用 G S技 术 可 同 时 测 得 控 制 点 的 三 维 坐 标 , 采 P

① 力 地 准 的 算 式(k公 )  J( 重 大 水 面 计 公   ts 式N r    Se 0 : s)

N R为 地球 的平 均 曲率 半 径 ; 为地 球平 均 正 常重 力    即 控 制 点 的 平 面 位 置 和 大 地 高 . 由 于 大 地 高 与 我 国 采 用 的 高 程 系  A  盯+   式 中 : 但 A 实 统 ( 常 高 系 统 ) 相 一 致 , S测 得 的 大 地 高 这 个 重 要 资 源 往 往 被  值 ; ‰ 为 剩 余 空 间 异 常 ( 际 值 与 按 重 力 场 模 型 计 算 的 模 型 值 的  正 不 GP g g c A N 浪 费 掉 . 果 我 们 能 够 采 用 物 理 大 地 测 量 方 法 . 确 得 到 同 一 点 的  差 值 );A 陆 =A -A g M式 中 , & 为 空 间 异 常 ;   为 按 模 型 计 算  如 精   大 地 高 与 正 常 高 的差 异 ,即 大地 水 准 面差 距 , P G S测 得 的 大 地 高 便  的 大 地 水 准 面 。

能 转 换 为 正 常 高 . 而 使 G S测 得 的 大 地 高 这 个 重 要 资 源 能 够 被 充  从 P 分 利 用 。通 过 完 成 厦 门 岛 ( 鼓 浪 屿 ) 厘 米 级 精 度 的 ( ) 地 水 准  含 的 似 大 面 精 化 工 作 . 以 实 现 用 G S测 量 手 段 代 替 三 角 ( 线 ) 量 和 低 精  可 P 导 测

② 重 力 似 大地 水 准 面计 算 公式 ( o d n y 式 ) M l es 公 o k

‘  J )陆Td  ̄h i¥+ 这 T为  r   ( +)-  gGhN 里C  s △ C ' C - p)  (   O A'   T

计 算 公 式 N= — 这 里 h为 G S大 地 高 , 由 GP h H. P 可 S定 位 给 出 ,   H

h为 高 程 。   度 的 水 准 测 量 或 三 角 高 程 测 量 . 分 发 挥 GP 充 S精 度 高 、 速 、 活 的  地 形 改 正 . 快 灵 2 5 由 G S 水 准 计 算 大 地 水 准 面  .. P / 特 点 . 幅 度 减 少 外 业 工 作 量 , 低 生 产 成 本 。 它 也 是 构 建 “ 字 厦  大 降 数 门

” 基 础 性 工 作 , 发 展 G S快 速 自 动 测 图 创 造 了 必 要 条 件 , 加  的 为 P 可 由   快 厦 门 市 基 本 比 例 尺 地 图 测 制 ( 新 ) 期 与 构 建 “ 字 厦 门 ” 理  为 正 常 高 , 水 准 测 量 获 得 。 更 周 数 地

空 间基 础 框架 的步伐 。

2 ( ) 地 水 准 面 的 数 学 模 型 介 绍  似 大

2 1 重 力 点 重 力 异 常 归 算  ..

2 6 最 终 大 地 水 准 面 的 确 定  ..

由 于 重 力 ( ) 地 水 准 面 使 用 的 平 均 椭 球 ( S 0 同 G S 水 准 使  似 大 GR 8 ) P 用 椭 球 ( S 4) 一 致 , 上 重 力 基 准 等 因 素 的 影 响 , 得 G S 水  WG 8 不 加 使 P/

对 根 据 我 国 地 形 和 重 力 分 辨 率 的 实 际 , 重 力 归 算 时 采 用 地 形 均  准 与 重 力 大 地 水 准 面 在 同 一 点 上 存 在 一 定 的 差 异 。 此 一 般 习 惯 于  在 并 衡 异 常 归 算 方 法 。 空 间 异 常 的 定 义 为 A g g  +8 t 其 中 , =一 g, g为 重 力  采 用 多 项 式 拟 合 法 完 成 系 统 改 正 计 算 , 获 得 最 终 的 大 地 水 准 面 结    值 , 是 正 常 重 力 值 ,g 为 空 间 改 正 ; 布 格 异 常 为 A g= 一 8 t  果 及 有 关 的 精 度 信 息 。   8t  s g  + g+ 8 &=Ag +Ag ,其 中 ,& 为 层 间 改 正 ; 地 形 均 衡 重 力 异 常 为 J  = - 2 8 g g   ̄ + g+ &+ 岛 +   =A g+ g+ g , 中 ,  为 局 部 地 形 改 正 ,g 8l 8 8 8 s S ̄ S k 式 8 ¥k为  均衡 改 正 。地 形及 均 衡改 正 采用 四棱 柱法 计 算 , 形 式 为 : 其

① 系统 改 正参 数 的计算

这 里 仅 给 平 面 ( 次 多 项 式 ) 合 公 式 △ N= o aA B+a△ L, 一 拟   a+ l i 2 i其  中 △ N 为 i号 G S水 准 点 的 G S水 准 结 果 ( 测 大 地 水 准 面 ) 重 力  。 P P 实 与 大 地 水 准 面 差 异 、 B 、 L 为 i号 G S水 准 点 的 重 心 坐 标 。 △ 。△ i P

8 G

n y r+ l(+ ) /rt ( + ) yn x r+,cg a

② 对 重 力大 地 水 准 面 的系统 改 正 计算

采 用 公 式 为 N = GjaA B+ 2 i 其 中 ,   为 系 统 改 正 前 的    N i l   a △L. + , N

22 高 分 辨 率 格 网 地 形 及 均 衡 改 正 的 确 定  ..

① 谱方 法 确定 格 网地 形 改 正 ST ¥ ̄ 8 g = gl   c +

重 力 大地 水 准 面 结果 ,   △ 分 别 为格 网 点 (,) △B   i 的重 心 坐标 ,N. j 。

为经 过 系统 改 正后 的最终 大地 水 准 面结 果

。   ( P 网 点 的 似 大 地 水 准 面 及 正 常 高 的 确 定   G S 利 用 经 过 系 统 改 正 后 的 格 网 似 大 地 水 准 面 和 G S点 WG 8 P S 4椭  球 的` 大 地 坐 标 ( L H) 果 , 用 S ead 内 插 法 完 成 GP 网 点 似 大  B, , 成 采 hp r S 地 水 准 面 计 算 和 正 常 高 的 确 定 。S ead 内 插 法 是 以 计 算 点 为 中 心 . hpr

② 谱 方 法 确 定格 网均 衡 改正 8k GAp -f l1 +1GAp ~  g=   1[ R]   F 2D }     2 F

fD ] [: }

2 3 平 均 空 间 异 常 的 计 算  ..

① 格 网 均衡 异 常 ( k 的计 算  A异 )

采 用 一 次 多 项 式 移 动 拟 合 法 可 获 得 较 好 的 拟 合 效 果 。 移 动 拟  取 拟 合 半 径 R 以 内 已 知 函 数 值 的 权 中 数 , 据 点 上 的 权 按 距 计 算 点  数 合 法是 一 种 局 部 函 数 拟 合法 , 远 以 待 定 点 为 中 心 . 它 周 围 的 已 永 用   的 不 同 范 围采 用不 同 的 权 函 数 式 , 靠 近 中心 点 的权 增 大 . 离 中 使 远   知数 据 定 义一 个 函 数 。应 用 时 首先 将 坐 标 原 点移 动 到 待 定 点 中 , 平  心 的 权 迅 速 减 少 。 G S网 点 正 常 高 ( .的 计 算 : -H一 。式 中 , j P h) h- .‘, n 为  移 后 数 据 点 i的 坐 标 为 : 。X一   Y=y Y , 动 拟 合 法 的 内 插 模 型  GP X= 。X 。 i  移 — S点 WG 8 S 4椭 球 的 大 地 高 。   为 : g a b ic 。 据 待 定 点 周 围 的 已 知 点 , 组 成 误 差 方 程 式 . A = + X+ Y 根 按

3 技 术 实 现

最 小二 乘 法求 解 待定 系数 ,对 待定 点 P, 。 , 0故 待 定 点 的 拟合  X=0Y=

值 ( 力 异 常 ) △  =   重 为 a

厦 门 岛 ( 鼓 浪 屿 ) 位 于 东 经 18 0  1 8 1 . 纬 2 。 5 一 含 , 1 。 3 一 1 。2 北 4 2

2 。 3 围 内 , 面 积 约 1 0平 方 公 里 , 4 3 范 总 7 现存 一 等 水 准 点 10个 . 2 按  2公里 级 分 辨 率布 测 G S水 准 网 ,只 需在 其 中选 择 符 合条 件 的水 准  P

② 计 算 格 网平 均 空 间异 常

由 格 网 均 衡 异 常 , 采 用 恢 复 法 获 得 格 网 平 均 空 问 异 常 : g= 点 进 行 GP A s  t S观 测 和 重 力 加 密 . 平 均 2千 米 边 长 布 设 . 测 点 数 约  按 观

A  一 昏 g - g 其 中 , g 8 一ST St f c s △  8 、豳 为格 网平 均 层 间改 正 、局 部 地  4 踟 8 0个 。 进 行 地 面 重 力 观 测 值 的 归 算 时 , 虑 到 厦

门 岛 现 有 地 面 重 力  考 形 改 正 及 均 衡 改 正 。 当 采 用 布 格 异 常 时 ,肌 、 豳 取 为 零 值 。 8 8   数 据 分 布不 均 匀 , 重力 资 料 稀 疏 , 而且 分 辨 率 较 低 , 适 当进 行 重 力  应

2 4 重 力 ( ) 地 水 准 面 的 确 定  .. 似 大

加 密 测 量 , 后 利 用 高 分 辨 率 数 字 高 程 模 型 . 过 重 力 值 的归 算 获  然 通 得 高平 滑度 的重 力 异 常 , 行 推估 内插 , 相 应分 辨 率 恢 复 地 面 ( 进 按 或

采 用 rmoe rs r 法 , 成 ( ) 地 水 准 面 的 计 算 。 e v~ et e方 o 完 似 大

1 19—

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可 为 厦 门 市 的 城 市 测 量 、 程 测 量 、 籍 与 房 产 测 量 、 壳 运 动 监  工 地 地

大 地 水准 面 ) 的空 间重 力 异常 。 上

采 用 现 代 测 绘 技 术 全 面 布 设 高 精 度 G s水 准 网 , 结 合 重 力 测  测 、 大 气 环 境 监 测 及 灾 害 监 测 与 预 报 等 多 领 域 提 供 更 为 完 善 的 服  P 量 , 用 现 代 地 球 重 力 场 模 型 研 究 的 最 新 成 果 来 确 定 厦 门 市 区 域 性  务 , 分 发挥 测 绘 、 察 在 厦 门 市 经 济 建 设 与 人 民生 活 中 的基 础 和 先 行 作  利 充 勘

厘 米 级 精 度 似 大 地 水 准 面 的 格 网 数 字 模 型 , 决 利 用 G s技 术 测 定  用 。 解 P

该 地 区 15 0、 :O 120 :0 1 lO、 :0 0等 比 例 尺 地 形 图 中 的 高 程 测 定 和 一 般 工

程 测 量 项 目中 高 程 测 定 问 题 . 用 G s间 接 测 定 该 地 区 任 意 站 点 正  为 P

常 高 高程 提 供 精密 高 程 异 常值 , 以代 替 四等 水 准 测量 及 其 它 相 应 等  参 考 文 献

级 的 高 程 测 量 , 面 改 善 厦 门 市 各 类 工 程 建 设 中 高 程 测 量 的 技 术 条  [] 泽 霖 , 津 生 , 球 形 状 及 外 部 重 力 场 , 绘 出 版 社 , 9 1年 。 全 1管 宁 地 测 18

件 , 正 实 现 G s在 测 绘 工 程 中 在 几 何 和 物 理 意 义 上 的 三 维 定 位 功  『】 建 成 , 津 生 , 部 大 地 水 准 面 精 化 的 理 论 和 方 法 , 绘 出 版  真 P 2李 宁 局 测 能 , 分 发 挥 G s测 量 精 度 高 、 速 、 活 的 特 点 与 优 势 。 充 P 快 灵

4 结 束 语

社 , 1 3, 9 9。 7 -8 1 9

[ ] 建 成 , 津 生 等 , 球 重 力 场 逼 近 理 论 与 中 国 20 3李 宁 地 00似 大 地 水 准

厦 门 岛 f 鼓 浪 屿 ) 大 地 水 准 面 精 化 工 程 是 完 善 测 绘 手 段 的  面 的 确 定 , 汉 大 学 出版 社 ,0 3年 。 含 似 武 2

项 基 础 性 建 设 .将 为 厦 门 市 的 测 绘 工 作 以 及 地 学 研 究 做 出 贡 献 。

( 者 单位 系 厦 门地 震勘 测 研 究 中心) 作

f 接 14页 1 上 1   ( ) 外 发射 子 程序 : 3红

i ¥n : r e d

_ .

部 分 , 外 接 收 头 的 输 出 有 反 向 作 用 , 发 射 代 码 和 接 收 代 码 是 反  红 即 向 的 , 出 电 平 则 兼 容 IL, MO 。 输 . C S  I mo r, btmn;i u 初 始 化 为 8 v 7 i n bt m n   mo  a s nlu ; 讯 信 号 送 A v , i anm 通 g

r  a ; l c 发射 信 号 从高 位 先送

mo   s g a n m,a v in lu

j  i snll c r e dp  _ mo t .t 0 ; 送 位 为 “ ” . 给  v l i L 发 0 me 0时 送

mo t0. i 0 : 时 器 0 的 数  v h t meH 计

圈 4 红 外 接 收 电 路

aI  rsnl2 j l i e dp  n _ p

i snl   r e d pl

_

4 小 结  .

mo t ,t 1 ; 送 位 为 “ ” , 给  v l i L 发 0 me 1 时 送 m v h .t e H : 时 器 0的 数  o t0 i 1 m 计 dn 7 i sn q i ; jzr , r e dut 8位 还 没 发 送 完 , 出  _ 跳 st sn f i ; 送 完 . 置 标 志  e b e di s 发 nh 设

Mo   r v 7.#   8

红 外 通 讯 可 用 于 许 多 需 短 距 离 传 输 数 据 的 场 合 , 特 别 适 用 于 那  些 有 线 通 讯 无 法 实 现 或 者 便 携 性 要 求 较 高 的 场 合 。 本 文 就 基 于 单 片

机 的 红 外 通 讯 系 统 , 要 针 对 红 外 发 送 接 收 的 电 路 原 理 设 计 以 及 红  主 外 通讯 协 议 进行 了制定 . 系统 可用 在 红 外遥 控 的场 合 。 该   参 考 文 献

i snl   r e d p2

_

nu 7 i s n q i: v b t m ,r   r e d u t mo   i

_

[] 永 广 . 代 传 感 技 术 [ ]哈 尔 滨 : 北 大 学 出 版 社 ,0 1 1魏 现 M . 东 20 .

[] 志 增 . 器 人 感 觉 与 多 信 息 融 合 [ ]北 京 : 械 工 业 出 版 社 , 2 罗 机 M . 机

2 0   0 2.

rt e

3 红 外 接 收  .

3罗 简 c]全 红 外 接 收 电 路 的 作 用 就 是 将 红 外 通 讯 信 号 接 收 过 来 , 通 过 放  [] 志 增 、 易 红 外 接 近 觉 传 感 器 [ . 国 青 年 第 三 届 机 器 人 学 研

大 、 幅 和滤 波 . 调 为 原 始信 号 后再 发送 给单 片机 进 行处 理 。 限 解

讨 会 论 文 集 . 9 0  19 .

4丁 传 M . 电

子 工 业 出 版 社 ,98  19 . 以 往 的 接 收 电 路 都 是 由 红 外 接 收 二 极 管 与 放 大 电 路 组 成 , 样  [] 镇 生 . 感 器 及 传 感 技 术 应 用 [ ]北 京 : 这 5何 单 M . 北 的 接 收 电 路 联 机 焊 接 点 较 多 。 用 不 够 方 便 。 一 种 用 于 红 外 接 收 的  [] 立 民 . 片机 应 用 系 统 设 计 [ ]北 京 : 京 航 空 航 天 大 学 出 版   使

20   小 型 一 体 化 接 收 头 PC1 1S L。 将 红 外 接 收 管 与 放 大 电 路 集 成 为  社 . 0 3. I 08C 它

6欧 红 北 19 . 体 . 样 做 的 优 点 是 它 体 积 小 , 封 性 好 , 敏 度 高 , 干 扰 性 好  『1 阳 杰 . 外 电 子 学 . 京 理 工 大 学 出版 社 ,9 7  这 密 灵 抗 [ 】 海 兰 . 外 学 习 机 的 设 计 原 理 与 应 用 . 子 元 器 件 应 用 ,0 4  7赵 红 电 20 . 并 且 价 格 低 廉 , 以 说 是 接 收 红 外 信 号 的 一 种 理 想 装 置 。 I 1 1S L 可 PC 0 8 C

8裴 陈 基 电 仅 有 三 个 管 脚 . 别 是 电 源 正 极 、 源 负 极 以 及 信 号 输 出 端 , 工 作  f ] 颜 纯 , 志 超 . 于 单 片 机 系 统 的 红 外 遥 控 器 设 计 . 子 与 封 装  分 电 其

电 压 在 24 .V 之 间 , 只 要 给 它 接 上 电 源 即 是 一 个 完 整 的 红 外 接  [ ]2 0 . . 6 5 M ,0 5

收 放 大 器 , 用 十 分 方 便 。 它 的 主 要 功 能 包 括 放 大 、 频 、 调 几 个  使 选 解

( 作者 单位 系福 建农 林 大学 金 山学 院)

( 接 1 8页 ) 上 1

8 智 能 化 和 移 动 监 控

目标识 别 功 能 。

医 院 保 卫 工 作 是 医 院 行 政 管 理 工 作 的 重 要 组 成 部 分 .从 当 前 医

保 不 并 随 着 视 频 监 控 系 统 的 日益 成 熟 , 控 体 系 逐 渐 向 智 能 化 的 方 向  院 的 现 状 及 今 后 发 展 的 趋 势 看 , 卫 工 作 只 能 加 强 , 容 削 弱 , 要 随  监 着 形 势 的 变 化 . 进 其 逐 步 走 向 现 代 化 、 范 化 、 学 化 , 们 只 有 加  促 规 科 我 发 展 。典型 的智 能化 视 频监 控 系统 功 能 的包 括如 下 :   才 患 而 f1 公 共 社 会 安 全 领 域 相 关 的 安 防 联 动 功 能 。 如 各 种 安 防 传  强 科 技 的 运 用 , 能 更 好 的 保 障 医 院 、 者 的 生 命 财 产 的 安 全 , 利  1在 能 医 门 感 器 、 制 器 、 视 频 录 像 、 控 报 警 之 间 的 互 动 。 功 能 型 软 件 的 开  用 监 控 , 更 科 学 合 理 的 安 排 医 院 的 治 安 保 卫 、 疗 救 护 , 诊 的 值  控 音 监 发 . 设 置 方式 方便 灵 活 , 监 控 软件 上定 义 各 种相

关联 动 ; 使 在   f1 像 对 比 和 分 析 功 能 。在 定 义 的 敏 感 区 域 进 行 动 态 分 析 , 2图 并  提 供 针 对 视 频 录 像 进 行 目标 跟 踪 和 报 警 的 联 动 功 能 。   标 图 像 , 在 音 频 中 识 别 的 特 定 声 音 , 及 车 牌 识 别 和 各 种 行 业 的  需 以

参 考 文 献  班 安 排 . 患 者 提供 一 个优 质 、 全 的 就 医环 境 ! 为 安

1罗 视 20 3 f1 3 自动 识 别 功 能 。在 预 先 设 置 的 功 能 中 , 于 视 频 图 像 中 的 目 对   [1 世 伟 《 频 监 控 系 统 原 理 及 维 护 ) 07— —1电 子 工 业 出 版 社

( 者 单位 系 长治 医 学院 附属 和 平 医院) 作

1 20一

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