Vấn đề bình sai kết hợp độ cao trắc địa, độ cao
chuẩn và độ cao geoid đã được xem xét trên cơ sở
dữ liệu đo đạc GPS/Thủy chuẩn trên khu vực lãnh
thổ Việt Nam.
Trên cơ sở sử dụng các hệ số hàm điều hòa cầu
chuẩn hóa đầy đủ có thể xác định được giá trị dị
thường độ cao tại điểm bất kỳ trên bề mặt Trái đất.
Ở khu vực Việt Nam, giá trị tính toán được khi so
sánh với kết quả đo trực tiếp GPS/Thủy chuẩn cho
Độ lệch chuẩn (mét)174
độ lệch trung phương và độ lệch chuẩn tương ứng
đạt được là ±0,830m và ±0,296m.
Các mô hình toán học được sử dụng phổ biến
trong bình sai kết hợp độ cao trắc địa, độ cao chuẩn
và độ cao geoid đã được khảo sát, đó là các mô
hình 4 tham số, 5 tham số, đa thức bậc 1, đa thức
bậc 2, đa thức bậc 3. Trong đó, mô hình đa thức
bậc 3 cho kết quả tốt nhất với độ lệch trung
phương và độ lệch chuẩn được cải tiến các giá trị
tương ứng là 54cm và 1cm, và biên độ độ lệch
giảm một lượng khoảng 7cm so với trước khi chính
xác hóa. Độ lệch chuẩn của mô hình đa thức bậc ba
nhỏ hơn các mô hình khác từ 2mm đến 8mm.
Giá trị độ lệch trung bình trước khi chính xác
hóa là 0,776m và đã được loại trừ bởi các mô hình
bình sai sau khi chính xác hóa.
Khi sử dụng bài toán bình sai kết hợp độ cao
trắc địa, độ cao chuẩn và độ cao geoid để xây dựng
mô hình bề mặt hiệu chỉnh với mục đích chuyển
đổi giữa các hệ thống độ cao, khi đó có thể sử dụng
đo cao GPS để thay thế cho đo thủy chuẩn hình
học truyền thống, thì đại lượng phần dư còn lại sau
chính xác hóa có thể được lập mô hình ở dạng lưới
ô vuông trên cơ sở các điểm song trùng GPS/Thủy
chuẩn. Khi đó giá trị này có thể được tính toán cho
các vị trí khác bằng việc áp dụng các phương pháp
nội suy
6 trang |
Chia sẻ: honghp95 | Lượt xem: 558 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Chính xác hóa các giá trị dị thường độ cao được xác định từ các hệ số hàm điều hòa cầu chuẩn hóa đầy đủ của mô hình thế trọng trường toàn cầu egm2008 trên cơ sở bình sai kết hợp độ cao trắc địa, độ cao thủy chuẩn và độ cao Geoid, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
169
36(2), 169-174 Tạp chí CÁC KHOA HỌC VỀ TRÁI ĐẤT 6-2014
CHÍNH XÁC HÓA CÁC GIÁ TRỊ DỊ THƯỜNG
ĐỘ CAO ĐƯỢC XÁC ĐỊNH TỪ CÁC HỆ SỐ
HÀM ĐIỀU HÒA CẦU CHUẨN HÓA ĐẦY ĐỦ
CỦA MÔ HÌNH THẾ TRỌNG TRƯỜNG TOÀN CẦU
EGM2008 TRÊN CƠ SỞ BÌNH SAI KẾT HỢP ĐỘ CAO
TRẮC ĐỊA, ĐỘ CAO THỦY CHUẨN VÀ ĐỘ CAO GEOID
BÙI KHẮC LUYÊN
Email: buikhacluyen@humg.edu.vn
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Ngày nhận bài: 30 - 12 - 2013
1. Mở đầu
Vấn đề sử dụng kết hợp dữ liệu đo bằng Hệ
thống vệ tinh đạo hàng toàn cầu (GNSS), kết quả
đo thủy chuẩn truyền thống, và độ cao geoid là vấn
đề mang tính chất then chốt trong các ứng dụng
của Trắc địa cao cấp. Mặc dù ba hệ thống độ cao
liên quan đến các dữ liệu kể trên được xem là khác
nhau cả về ý nghĩa vật lý, về định nghĩa bề mặt
tham chiếu, về phương pháp đo đạc và về độ chính
xác, chúng vẫn phải thỏa mãn mối quan hệ hình
học đơn giản sau đây [1]:
ܪ − ℎ −ܰ = 0 (1)
trong đó, H là độ cao trắc địa được xác định từ kết
quả đo GNSS, h là độ cao chính xác định từ kết
quả đo thủy chuẩn hình học, và N là độ cao geoid
xác định từ mô hình geoid. Trong thực tế, công
thức (1) không thể thỏa mãn được vì nhiều lý do
khác nhau.
Vấn đề khảo sát và lập mô hình thống kê sai số
khép theo công thức (1) được tính toán ở mạng lưới
các mốc GPS/Thủy chuẩn là mục tiêu của nhiều
nghiên cứu mà theo đó có sự khác nhau về mục đích
nghiên cứu, có thể được kể đến như sau [1]:
(i) Đánh giá khả năng sử dụng của các mô hình
hàm điều hòa cầu toàn cầu của thế trọng trường
trái đất;
(ii) Đánh giá khả năng sử dụng của mô hình
geoid cục bộ/khu vực và các kỹ thuật tính toán
đi kèm;
(iii) Phát triển các bề mặt hiệu chỉnh trung gian
sử dụng cho mục đích chuyển đổi tối ưu giữa bề
mặt geoid và bề mặt gốc độ cao;
(iv) Phát triển các bề mặt hiệu chỉnh cho các
thành phần sai số bước sóng dài của mô hình geoid
trọng lực, và quy trình tổng quát trong chính xác
hóa mô hình geoid đó;
(v) Đánh giá độ chính xác đạt được của kỹ
thuật đo cao GPS;
(vi) Khảo sát, đánh giá, và/hoặc cải tiến cơ sở
gốc độ cao đã có.
Mô hình thế trọng trường toàn cầu EGM2008
đã được Cơ quan Thông tin-Địa không gian Quốc
gia Mỹ (NGA) phát triển tới số bậc và hạng 2159
và cùng với đó là các hệ số bổ sung tới bậc 2190 và
hạng 2159. Bằng việc sử dụng các hệ số hàm điều
hòa cầu chuẩn hóa đầy đủ của mô hình thế trọng
trường toàn cầu EGM2008 chúng ta có thể tính
toán được các đại lượng như dị thường độ cao, độ
cao geoid, dị thường trọng lực, Mô hình thế
trọng trường toàn cầu EGM2008 có độ chính xác
không đồng đều ở các khu vực khác nhau trên Trái
170
đất. Theo các kết quả được công bố trong [5] ở
những khu vực có dữ liệu trọng lực chi tiết với chất
lượng cao, độ lệch giữa độ cao geoid xác định trên
mô hình EGM2008 với độ cao geoid xác định từ
dữ liệu GPS/Thủy chuẩn có thể đạt được trong
phạm vi 5 cm đến 10 cm. Tuy vậy, ở một số khu
vực, trong đó có Việt Nam, do không có dữ liệu chi
tiết trong quá trình xây dựng mô hình EGM2008
nên độ chính xác ở đó sẽ thấp hơn nhiều. Chính vì
vậy, vấn đề đánh giá độ chính xác cũng như chính
xác hóa dị thường độ cao xác định dựa trên mô
hình EGM2008 trên cơ sở sử dụng dữ liệu đo song
trùng GPS/Thủy chuẩn là cần thiết. Trong bài báo
này, dựa trên 816 điểm song trùng GPS/Thủy
chuẩn phủ trùm lãnh thổ Việt Nam, chúng tôi đã
tiến hành đánh giá mức độ phù hợp của mô hình
EGM2008 thông qua các đại lượng thống kê là độ
lệch lớn nhất, nhỏ nhất, độ lệch trung bình, độ lệch
trung phương và độ lệch chuẩn. Theo đó, độ lệch
trung phương và độ lệch chuẩn đạt được tương ứng
là 0,830 m và 0,296 m. Sau đó, cũng với dữ liệu
kể trên chúng tôi đã sử dụng bài toán bình sai kết
hợp độ cao trắc địa, độ cao thủy chuẩn và độ cao
geoid trên cơ sở các mô hình toán học là mô hình 4
tham số, 5 tham số, mô hình đa thức bậc 1, bậc 2
và bậc 3 nhằm chính xác hóa các giá trị độ cao
geoid xác định được trên mô hình EGM2008. Kết
quả cho thấy mô hình đa thức bậc 3 là phù hợp
nhất với độ lệch chuẩn đạt được sau bình sai là
0,287 m. Kết quả nghiên cứu trong bài báo có thể
tiếp tục được sử dụng vào mục đích thiết lập mô
hình bề mặt hiệu chỉnh phục vụ cho việc chuyển
đổi giữa các hệ thống độ cao. Khi đó phần dư độ
cao geoid sau bình sai có thể được lập thành mô
hình lưới ô vuông để sử dụng cho mục đích nội suy
cho các vị trí khác.
2. Mô hình thế trọng trường toàn cầu
Mô hình thế trọng trường toàn cầu là tập hợp
của các hệ số hàm điều hòa cầu chuẩn hóa đầy đủ,
không có đơn vị (̅ܥ , ܵ̅) nhận được từ việc
phân tích phổ thế trọng trường. Trong việc xây
dựng mô hình thế trọng trường toàn cầu, thành
phần ảnh hưởng bước sóng dài của trường trọng
lực trái đất được xác định từ dữ liệu quan sát vệ
tinh. Như đã biết, vận động của vệ tinh trên quỹ
đạo bị ảnh hưởng bởi nhiều nguồn nhiễu khác
nhau.Bằng việc nghiên cứu các ảnh hưởng nhiễu
quỹ đạo của vệ tinh, tập hợp các đặc tính của
trường trọng lực được xác định. Việc cải tiến các
mô hình trọng lực của trái đất ở các thành phần
bước sóng trung bình và ngắn có thể được thực
hiện dựa trên các trị đo trọng lực xác định từ đo
cao từ vệ tinh, đo trọng lực mặt đất, đo trọng lực
biển và đo trọng lực hàng không ở các giai đoạn
khác nhau, chất lượng và phạm vi bao phủ khác
nhau. Độ chính xác của các mô hình này ở số bậc
cao phụ thuộc vào phạm vi bao phủ của dữ liệu
trọng lực.
Mô hình thế trọng trường toàn cầu EGM2008
được phát triển bởi Cơ quan Thông tin-Địa không
gian Quốc gia Mỹ (NGA) trên cơ sở sử dụng dữ
liệu đo đạc bởi vệ tinh gradient trọng lực GRACE
kết hợp với cơ sở dữ liệu trường trọng lực toàn cầu
với độ phân giải 55. EGM2008 được phát triển
tới số bậc và số hạng 2159 và các hệ số hàm điều
hòa cầu mở rộng tới bậc 2190 và hạng 2159 [6].
Mô hình EGM2008 sử dụng hệ số trọng trường
GMEGM=3986004,415×108 m3/s2, và bán kính bán
trục lớn aEGM=6378136,3 m.
Bằng việc sử dụng các hệ số hàm điều hòa cầu
chuẩn hóa đầy đủ của mô hình thế trọng trường
toàn cầu EGM2008, dị thường độ cao có thể được
xác định như sau [2]:
ߞ(߮, ߣ, ݎ) = ܶ(߮, ߣ, ݎ)
ߛ
= ܩܯ
ߛݎ
ܿݏ݉ߣ ቀ
ܽ
ݎ
ቁ
ܥ̅ തܲ(ݏ݅݊߮) +ெ
ୀఓ
ݏ݅݊݉ߣ ቀ
ܽ
ݎ
ቁ
ܵ̅ തܲ(ݏ݅݊߮)ெ
ୀఓ
ெ
ୀ
(2)
trong đó,ܯ là số bậc lớn nhất của mô hình thế
trọng trường;
ߤ = max (2,݉);
ߛlà giá trị trọng lực chuẩn trên ellipsoid;
ܩܯ: hằng số trọng trường Trái đất;
ݎ: bán kính địa tâm của điểm xét;
߮, ߣ: tọa độ điểm xét;
̅ܥ , ܵ̅: hệ số hàm điều hòa cầu chuẩn hóa
đầy đủ bậc n, hạng m;
തܲ
(ݏ݅݊߮): hàm số Legendre liên hợp chuẩn
hóa đầy đủ, có thể được tính toán sử dụng công
thức truy hồi sau:
171
തܲ
,(ݏ݅݊߮) = ܽ, . ݏ݅݊߮. തܲିଵ,(ݏ݅݊߮) − ܾ, . തܲିଶ,(ݏ݅݊߮),ݒớ݅݊ > ݉;
തܲ
,ඨ(2݉ + 1)2݉ തܲିଵ,ିଵ(ݏ݅݊߮),ݒớ݅݉ > 1. (3)
trong đó,
ܽ, = ඨ(2݊ − 1)(2݊ + 1)(݊ −݉)(݊ + ݉) ;
ܾ, = ඨ(2݊ + 1)(݊ + ݉− 1)(݊ −݉ − 1)(݊ −݉)(݊ + ݉)(2݊ − 3) . (4)
Để tính được các đại lượng trong (3) cần sử
dụng các giá trị khởi đầu như sau: തܲ,(ݏ݅݊߮) =1, തܲଵ,(ݏ݅݊߮) = √3ݏ݅݊߮, തܲଵ,ଵ(ݏ݅݊߮) = √3ܿݏ߮.
3. Mô hình bình sai kết hợp độ cao trắc địa, độ
cao chuẩn và độ cao geoid
Với ba thành phần độ cao trắc địa, độ cao
chuẩn và độ cao geoid, ta có thể viết được vector
trị đo ℓ và phương trình trị đo trong bình sai kết
hợp như sau [4]:
ℓ = ܪ − ℎ − ܰ = ܰீௌ/் − ܰ (5)
và
ℓ = ்ܽ .ݔ + ܸ (6)
trong đó, các yếu tốܽ của ma trận A và ẩn số
ݔ phụ thuộc vào mô hình tham số được lựa chọn
để mô tả khoảng chênh giữa ba thành phần độ cao
kể trên. Trong công thức (5) và (6), ܪ, ℎ và ܰ
biểu thị các đại lượng độ cao trắc địa, độ cao chuẩn
và độ cao geoid tương ứng tại điểm xét i, và
ܰ
ீௌ/் = ܪ − ℎđược gọi là độ cao geoid
GPS/Thủy chuẩn. Trong bài báo này, chúng tôi đã
sử dụng các mô hình toán học phổ biến có dạng mô
hình 4 tham số, 5 tham số, đa thức bậc 1, đa thức
bậc 2 và đa thức bậc 3 được thể hiện trong các
công thức từ (7) đến (11) dưới đây [4]:
ܽ
்ݔ = ݔ + ݔଵܿݏ߮ܿݏߣ + ݔଶܿݏ߮ݏ݅݊ߣ+ ݔଷݏ݅݊߮ , (7)
ܽ
்ݔ = ݔ + ݔଵܿݏ߮ܿݏߣ + ݔଶܿݏ߮ݏ݅݊ߣ+ ݔଷݏ݅݊߮ + ݔସݏ݅݊ఝଶ , (8)
ܽ
்ݔ = ݔ + ݔଵ߮ + ݔଶߣ ,
(9)
ܽ
்ݔ = ݔ + ݔଵ߮ + ݔଶߣ + ݔଷ߮ଶ+ ݔସ߮ߣ + ݔହߣଶ, (10)
ܽ
்ݔ = ݔ + ݔଵ߮ + ݔଶߣ + ݔଷ߮ଶ+ ݔସ߮ߣ + ݔହߣଶ+ ݔ߮ଷ + ݔ߮ଶߣ+ ݔ଼߮ߣଶ + ݔଽߣଷ, (11)
Ở dạng ma trận, hệ phương trình trị đo và lời
giải của nó được viết như sau:
ܾ = ܣݔ + ܸ (12)
và:
ݔ = (ܣ்ܲܣ)ିଵܣ்ܾܲ (13)
trong đó, P là ma trận trọng số, nghĩa là ma trận
nghịch đảo của ma trận phương sai - hiệp phương
sai của trị đo. Trong bài báo này, chúng tôi đã giả
thiết rằng a) các trị đo và sai số tương ứng của nó
không có sự tương quan giữa các loại độ cao, và b)
không có sự tương quan của các trị đo trong cùng
một hệ thống độ cao. Mặt khác, chúng tôi cũng giả
thiết rằng các độ cao có cùng độ chính xác, khi đó
ma trận trọng số sẽ trở thành ma trận đơn vị.
4. Tính toán thực nghiệm
Số liệu thực nghiệm trong bài báo này bao gồm
816 điểm GPS/Thủy chuẩn phân bố đều trên lãnh
thổ Việt Nam (hình 1). Độ cao trắc địa của các
điểm được xác định bằng công nghệ GNSS theo kỹ
thuật đo tĩnh với khoảng thời gian tối thiểu của mỗi
ca đo là 6 tiếng. Độ cao thủy chuẩn của các điểm
được xác định với độ chính xác tối thiểu là hạng III
nhà nước. Trên cơ sở các công thức (2) đến (4),
chúng tôi đã tiến hành xây dựng chương trình cho
phép tính toán giá trị dị thường độ cao của điểm
bất kỳtrên cơ sở cho biết các thành phần tọa độ
(,) sử dụng các hệ số hàm điều hòa cầu chuẩn
hóa đầy đủ của mô hình thế trọng trường toàn cầu
EGM2008. Bằng chương trình này chúng tôi đã
tính toán đượcdị thường độ cao của các điểm
GPS/Thủy chuẩn kể trên.Kết quả tính toán sau đó
được so sánh với kết quả đo GPS/Thủy chuẩn mà
theo đó độ lệch lớn nhất, độ lệch nhỏ nhất và độ
lệch chuẩn tương ứng đạt được là 1,631m, -0,152m
và ±0,296m (bảng 1).
172
Hình 1. Sơ đồ phân bố điểm GPS/Thủy chuẩn
Tiếp theo, chúng tôi đã sử dụng 5 mô hình bình
sai như đã trình bày trong phần 3, đó là các mô
hình 4 tham số, 5 tham số, đa thức bậc 1, đa thức
bậc 2 và đa thức bậc 3 để chính xác hóa dị thường
độ cao xác định theo mô hình EGM2008 bằng số
liệu đo song trùng GPS/Thủy chuẩn. Kết quả được
thể hiện trên các hình 2-5 và bảng 1dưới đây.
Bảng 1. Kết quả thống kê khoảng chênh
NGPS/TC– NEGM2008 trước và sau khi chính xác hóa
Đơn vị: mét
Mô hình
toán học
Lớn
nhất
Nhỏ
nhất
Trung
bình
Trung
phương
Độ lệch
chuẩn
Trước cx
hóa
1,631 -0,152 0,776 ±0,830 ±0,296
4 tham số
5 tham số
Đa thức
bậc 1
Đa thức
bậc 2
Đa thức
bậc 3
0,833
0,789
0,832
0,792
0,766
-0,977
-0,998
-0,950
-0,979
-0,948
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
±0,294
±0,291
±0,295
±0,289
±0,287
±0,294
±0,291
±0,295
±0,289
±0,287
Trên bảng 1, độ lệch trung phương và độ lệch
chuẩn được tính theo công thức sau:
ߤ = ±ඨ[∆∆]
݊
;ߪ = ±ඨ[(∆ − ∆ത)ଶ]
݊ − 1
trong đó,ߤ: độ lệch trung phương;
ߪ: độ lệch chuẩn;
∆: độ lệch giữa kết quả tính toán trên mô hình
EGM2008 với kết quả tính toán từ dữ liệu
GPS/Thủy chuẩn của điểm kiểm tra thứ i;
∆ത: độ lệch trung bình;
n: số điểm kiểm tra.
Hình 2. Sơ đồ khoảng chênh dị thường độ cao GPS/Thủy chuẩn với EGM2008
tại các điểm song trùng GPS/Thủy chuẩn trước khi chính xác hóa
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
102 104 106 108 110 112 114 116
Đ
ộ
vĩ
(đ
ộ)
Độ kinh (độ)
GPS/Thủy chuẩn Hoàng Sa
Trường Sa
-0.2
0.3
0.8
1.3
1.8
N
(G
PS
/T
C)
-N
(E
G
M
20
08
)
(m
)
173
Hình 3. Sơ đồ khoảng chênh dị thường độ cao GPS/Thủy chuẩn với EGM2008
tạicác điểm song trùng GPS/Thủy chuẩn sau khi chính xác hóa bằng mô hình đa thức bậc ba
Hình 4. Sơ đồ phân bố độ lệch chuẩn GPS/thủy chuẩn
với EGM2008 trước khi chính xác hóa
Hình 5. Sơ đồ phân bố độ lệch chuẩn GPS/thủy chuẩn với
EGM2008 sau khi chính xác hóa bằng mô hình đa thức bậc ba
Từ kết quả liệt kê trên bảng 1 có thể thấy rằng
mô hình chính xác hóa phù hợp nhất trong trường
hợp này là mô hình đa thức bậc 3. Trên thực tế, các
mô hình có số bậc cao hơn cũng đã được chúng tôi
khảo sát, và kết quả cho thấy các chỉ tiêu độ lệch
không có sự cải thiện, thậm chí có trường hợp còn
cho kết quả kém hơn so với mô hình đa thức bậc 3.
Sau khi chính xác hóa, mô hình đa thức bậc ba cho
giá trị độ lệch chuẩn giảm đi một lượng xấp xỉ
1cm, độ lệch trung phương giảm đi một lượng
khoảng 54cm, trong khi biên độ độ lệch là hiệu
giữa giá trị độ lệch lớn nhất và độ lệch nhỏ nhất
giảm từ 1,783m xuống còn 1,714m, nghĩa là giảm
một lượng xấp xỉ 7cm. Bên cạnh đó, mô hình đa
thức bậc 3 tốt hơn so với các mô hình còn lại từ
2mm đến 8mm xét trên phương diện giá trị độ lệch
chuẩn. Trước khi chính xác hóa, giá trị độ lệch
trung bình là rất lớn, đạt được là 0,776m. Giá trị
này được xem là do ảnh hưởng của sự không đồng
nhất về cơ sở gốc độ cao và các nguồn sai số hệ
thống khác, và đã được loại trừ bởi các mô hình
toán học sau khi chính xác hóa.
5. Kết luận
Vấn đề bình sai kết hợp độ cao trắc địa, độ cao
chuẩn và độ cao geoid đã được xem xét trên cơ sở
dữ liệu đo đạc GPS/Thủy chuẩn trên khu vực lãnh
thổ Việt Nam.
Trên cơ sở sử dụng các hệ số hàm điều hòa cầu
chuẩn hóa đầy đủ có thể xác định được giá trị dị
thường độ cao tại điểm bất kỳ trên bề mặt Trái đất.
Ở khu vực Việt Nam, giá trị tính toán được khi so
sánh với kết quả đo trực tiếp GPS/Thủy chuẩn cho
-1
-0.5
0
0.5
1
N
(G
PS
/T
C)
-N
(E
G
M
20
08
)
(m
)
16 20
57
169
223
208
74
32
17
0
50
100
150
200
250
-0.1 0.1 0.3 0.5 0.7 0.9 1.1 1.3 1.5
Độ lệch chuẩn (mét)
7 16
51
167
221
203
101
30 19
0
50
100
150
200
250
-0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8
Độ lệch chuẩn (mét)
174
độ lệch trung phương và độ lệch chuẩn tương ứng
đạt được là ±0,830m và ±0,296m.
Các mô hình toán học được sử dụng phổ biến
trong bình sai kết hợp độ cao trắc địa, độ cao chuẩn
và độ cao geoid đã được khảo sát, đó là các mô
hình 4 tham số, 5 tham số, đa thức bậc 1, đa thức
bậc 2, đa thức bậc 3. Trong đó, mô hình đa thức
bậc 3 cho kết quả tốt nhất với độ lệch trung
phương và độ lệch chuẩn được cải tiến các giá trị
tương ứng là 54cm và 1cm, và biên độ độ lệch
giảm một lượng khoảng 7cm so với trước khi chính
xác hóa. Độ lệch chuẩn của mô hình đa thức bậc ba
nhỏ hơn các mô hình khác từ 2mm đến 8mm.
Giá trị độ lệch trung bình trước khi chính xác
hóa là 0,776m và đã được loại trừ bởi các mô hình
bình sai sau khi chính xác hóa.
Khi sử dụng bài toán bình sai kết hợp độ cao
trắc địa, độ cao chuẩn và độ cao geoid để xây dựng
mô hình bề mặt hiệu chỉnh với mục đích chuyển
đổi giữa các hệ thống độ cao, khi đó có thể sử dụng
đo cao GPS để thay thế cho đo thủy chuẩn hình
học truyền thống, thì đại lượng phần dư còn lại sau
chính xác hóa có thể được lập mô hình ở dạng lưới
ô vuông trên cơ sở các điểm song trùng GPS/Thủy
chuẩn. Khi đó giá trị này có thể được tính toán cho
các vị trí khác bằng việc áp dụng các phương pháp
nội suy.
TÀI LIỆU DẪN
[1] Christian Hirt, 2012: Efficient and accurate
high-degree spherical harmonic synthesis of
gravity field functionals at the Earth’s surface
using the gradient approach. Journal of
Geodesy,Volume 86, pp 729-744, Springer-Verlag.
[2] G. Fotopoulos, 2005:Calibration of geoid
error models via a combined adjustment of
ellipsoidal, orthometric and gravimetric geoid
height data.Journal of Geodesy, Volume 79,pp
111-123, Springer-Verlag.
[3] C. Kotsakis, M. G. Sideris, 1999: On the
adjustment of combined GPS/Levelling/geoid
networks.Journal of Geodesy, Volume 73, pp 412-
421, Springer-Verlag.
[4] Nikolaos K. Pavlis, Simon A. Holmes, Steve
C. Kenyon and John K. Factor, 2012: The
development and evaluation of the Earth
Gravitational Model 2008 (EGM2008). Journal of
Geophysical Research, vol 117.
[5] Pavlis NK, Holmes SA, Kenyon SC, Factor
JK, 2008: An Earth Gravitational Model to Degree
2160: EGM2008.Presented at the 2008 General
Asembly of the European Geosciences Union,
Vienna, Austria, April 13-18.
[6] N. Tziavos, G. S. Vergos, V. N.
Grigoriadis, V. D. Andritsanos, 2012: Adjustment
of collocated GPS, geoid and orthormetric height
observations in Greece. Geoid or Orthometric
height improvement?. International Association of
Geodesy Symposia, Volume 136, pp 481-488,
Springer Berlin Heidelberg.
SUMMARY
Refining geoidal heights computed by fully-normalised spherical harmonics coefficients of the earth
gravitational model EGM2008 by adjustment of combined GPS/Levelling/Geoid network
The paper presents the combined adjustment of GPS/Levelling observations on benchmarks with gravimetric geoid
heights of the Earth Gravitational Model EGM2008 on both terms of theoretical and practical point of view. For the
parametric models to be used, various choice have been tested, namely well-known four- and five-parameter similarity
transformation models and 1st, 2nd, 3rd order polynomial ones.The geoid heights of GPS/Levelling points in Vietnam
territory were computed by the use of fully-normalised spherical harmonic coefficients of the Earth Gravitational Model
(EGM) 2008 up to degree 2190.All five models have been tested employing GPS/Levelling observations, geoid heights
from EGM2008 with a uniform accuracy for all height types. The mean deviation can be attributed to some datum bias
and other systematic errors which was eliminated by the mathematical models after the fit. From the results which are
summarized in the paper, it becomes evident that the best fit is achieved when the 3rd order polynomial model is
employed to model the residuals. After the fit by 3rd polynomial model, a reduction by 54 cm and 1cm correspoding to
RMS and standard deviation is achieved while the range reduces from 1.783m to 1.714m.
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- 4498_16060_1_pb_9776_2100719.pdf