解析GPS在物理大地測(cè)量中的應(yīng)用及GPS邊值問(wèn)題

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1、解析GPS在物理大地測(cè)量中的應(yīng)用及GPS邊值問(wèn)題 　　【摘要】文章分析了GPS技術(shù)被使用于大地測(cè)量現(xiàn)狀，著手分析物理大地測(cè)量基本原理以及使用方法。重點(diǎn)論述了物理大地測(cè)量中出現(xiàn)的GPS邊值問(wèn)題。 　　【關(guān)鍵詞】物理大地；GPS邊值問(wèn)題；GPS測(cè)量 　　1前言 　　GPS這項(xiàng)技術(shù)在實(shí)際工作過(guò)程中得到了系統(tǒng)優(yōu)化，能夠有效應(yīng)用在用地管理信息系統(tǒng)中，能夠取得非常良好的成績(jī)。系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)及資料的時(shí)候，這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用將能夠使得數(shù)據(jù)和信息的采集范圍得到有效提升，能夠?qū)崿F(xiàn)基礎(chǔ)用戶(hù)的廣泛使用。在實(shí)際工作過(guò)程中該技術(shù)是嚴(yán)格按照規(guī)范來(lái)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的，數(shù)據(jù)信息不會(huì)存在丟失問(wèn)題。從中我們可以看出GPS技術(shù)

2、在用地管理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用對(duì)于提升系統(tǒng)性能是具有重要意義的，這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用將會(huì)使得日常工作變得非常簡(jiǎn)單。 　　2GPS在物理大地測(cè)量中的應(yīng)用 　　2.1物理大地測(cè)量研究模式的變化 　　隨著GPS技術(shù)被使用之后，最明顯的功能就是能夠最大精度的確定出大地的高度，在大地物理研究中，確定出了最新的研究途徑和方法。具體而言，一般都會(huì)存在需要測(cè)量的數(shù)值，還有已經(jīng)存在的已知值。在進(jìn)行計(jì)算時(shí)，可以根據(jù)對(duì)應(yīng)的理論，將不同代表的大地水準(zhǔn)和對(duì)應(yīng)的正高確定出來(lái)。這不僅使得大地物理測(cè)量變得有意義，而且還使得研究變得有意義。地球形狀確定現(xiàn)實(shí)問(wèn)題得以解決，對(duì)應(yīng)的，當(dāng)?shù)厍騿?wèn)題被解決之后，相應(yīng)的問(wèn)題也得到解決

3、。地球表現(xiàn)近空的重力場(chǎng)被確定下來(lái)，自由邊值問(wèn)題也逐漸確定下來(lái)，逐漸變成固定邊值。W=Fl（S，g）或f（T）=Fl（S，g），其中每個(gè)數(shù)值都代表不同的已知量，s代表的是地球表面，可以將其視為已知量作為下一步進(jìn)行的前提條件。f（T）代表的是擾動(dòng)位，其中的T是基本轉(zhuǎn)化量，對(duì)應(yīng)專(zhuān)門(mén)的物理量以及幾何數(shù)值。例如：常見(jiàn)對(duì)應(yīng)的外部重力場(chǎng)或者是垂線偏差等等。Fl表示的是對(duì)應(yīng)的模型算子。 　　2.2獲得擾動(dòng)重力 　　GPS技術(shù)對(duì)于物理大地測(cè)量還有一個(gè)深遠(yuǎn)的影響，以往的物理大地測(cè)量相關(guān)理論可以應(yīng)用，一些被限制的邊值計(jì)算問(wèn)題，以及一些現(xiàn)實(shí)的求值方法可以被用于第二邊值中。眾所周知，擾動(dòng)重力是比較明顯而且異

4、常比較明顯的物理意義，而且在使用過(guò)程中，可以將擾動(dòng)重力作為邊界條件從而求解出處擾動(dòng)位。需要向上延生拓展計(jì)算時(shí)，一般都會(huì)將重力異常邊值求解出來(lái)，選擇的模式會(huì)更加便利。但是，GPS前物理大地測(cè)量一般都是基于大地高作為第一求解對(duì)象，導(dǎo)致大地水準(zhǔn)面以及地面正常值無(wú)法被求解得出，因此也不能正常的計(jì)算出。關(guān)于擾動(dòng)重力應(yīng)用問(wèn)題，雖然以往一些大地測(cè)量的理論都有涉及到，但是在應(yīng)用中存在的不現(xiàn)實(shí)性，導(dǎo)致相關(guān)研究難以深入。而GPS技術(shù)使用后，最為明顯的優(yōu)勢(shì)是可以獲取大地高。一旦該條件被確定下來(lái)之后，就可以根據(jù)計(jì)算地面點(diǎn)或者是向下水準(zhǔn)面計(jì)算出來(lái)，那么一直困擾這人們的擾動(dòng)重力問(wèn)題就被解決了。 　　2.3GPS與高

5、程系統(tǒng) 　　從研究總結(jié)中，得出一個(gè)現(xiàn)實(shí)事實(shí)。雖然GPS邊值問(wèn)題數(shù)學(xué)屬性還比較模糊，而且在實(shí)際使用中，它不同于傳統(tǒng)的物理大地測(cè)量模式。但是，原來(lái)的大地測(cè)量理論使用到的公式還有改變，放在當(dāng)下依舊有使用價(jià)值。而且，從實(shí)踐中得出，最初的物理大地測(cè)量探究出一些方法依舊可以使用。最為明顯的就是大地水準(zhǔn)面及高程系統(tǒng)。在實(shí)際使用中，雖然GPS已經(jīng)解決了地球形狀現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，人們還不斷探究地球形狀大地水準(zhǔn)面這主要因?yàn)椋旱谝?，GPS前的高程系統(tǒng)，主要是應(yīng)用重力水準(zhǔn)方法獲取。而有了GPS以后，盡管理論上應(yīng)用GPS獲取的大地高，再通過(guò)重力水準(zhǔn)測(cè)量可以取代物理大地測(cè)量中關(guān)于（似）大地水準(zhǔn)面的計(jì)算，而且精度更高，但是，

6、要在短時(shí)期內(nèi)獲取已有的水準(zhǔn)和重力數(shù)據(jù)點(diǎn)上的GPS高（大地高），是不現(xiàn)實(shí)的。第二，大地水準(zhǔn)面它不僅可以被當(dāng)成地球的外形代表，而且研究它有著現(xiàn)實(shí)的物理意義。但是，因?yàn)檠芯苛Χ冗€不夠深入，大地水準(zhǔn)面等位性質(zhì)還沒(méi)有玩去哪確定出來(lái)，因此不能將其當(dāng)成地球的幾何表達(dá)方式。在很多情況下，一般都是將其當(dāng)成地球內(nèi)部構(gòu)造信息，從而求出內(nèi)部密度，但是這個(gè)過(guò)程受到很多限制。第三，在使用GPS技術(shù)之前，（似）大地水準(zhǔn)面是被定為為高層系統(tǒng)的起始面，而且整個(gè)過(guò)程是統(tǒng)一的。需要指出的是，一些數(shù)量比較大的重力數(shù)據(jù)，還有一些水準(zhǔn)數(shù)據(jù)，一般都是基于大地水準(zhǔn)作為水準(zhǔn)面，而且都是橢圓為主。這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，在不斷更新和補(bǔ)充中耗費(fèi)了大量的人力

7、物力財(cái)力。隨著數(shù)據(jù)不斷積累，已經(jīng)逐漸構(gòu)建成熟悉系統(tǒng)，形成完整的應(yīng)有體系。 　　3GPS邊值問(wèn)題 　　3.1邊值定義 　　GPS邊值定義主要指的是，地球表面是已知邊值，在該邊值上方的擾動(dòng)重力是邊界條件，確定出大地的水準(zhǔn)面以及外部受到的重力場(chǎng)。在傳統(tǒng)物理大地測(cè)量中，確定地球的外部重力以及重力場(chǎng)時(shí)，建立起數(shù)學(xué)模型，將自有邊值作為基本屬性。全球地位系統(tǒng)技術(shù)理論使得未知的地面表面成為已知量。函數(shù)表示，可以使用方程式表示重力場(chǎng)邊界值和地球幾何外形之間的關(guān)系，然而使用的數(shù)學(xué)模型卻發(fā)生了屬性變化，全球定位系統(tǒng)自有邊值計(jì)算問(wèn)題變成固定數(shù)值。傳統(tǒng)的物理大地測(cè)量，得到的公式，都是基于自有邊值為提前

8、基礎(chǔ)下開(kāi)展計(jì)算的。但是經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理之后，都是以公式化形式呈現(xiàn)，都是給出了實(shí)際的邊界已知或者給出固定邊值。但是在該過(guò)程中，注意的是前者是邊界值迭代近似值，而后者是已知值?？偠治觯梢钥闯?，物理大地測(cè)量邊值問(wèn)題可以簡(jiǎn)單看成是，兩者數(shù)學(xué)屬性不同，所使用的計(jì)算公式也不同，但是一般都是互用類(lèi)型的。邊界條件使用前者必須基于擾動(dòng)重力基礎(chǔ)下，后者則是重力異常。 　　3.2GPS邊值問(wèn)題與Neumann邊值問(wèn)題 　　從以往的大地邊值問(wèn)題中看出，將擾動(dòng)重力作為邊界條件，一般都將其納入第二邊值范疇內(nèi)，簡(jiǎn)單理解是將其放置Neumann邊值中求解。原因是在自由轉(zhuǎn)化過(guò)程中，有固定值存在。球形的數(shù)值定為零接近

9、值，隱含了地區(qū)或者是正常橢球成層結(jié)構(gòu)內(nèi)。這個(gè)時(shí)候的邊截面設(shè)置的法線會(huì)和已知的邊界重回在一起。從而滿(mǎn)足問(wèn)題求解。但是，在GPS邊值問(wèn)題中，一般是將地球定位為已知邊界數(shù)值，邊界面有不規(guī)則性屬性，而且法線同垂直線之間不會(huì)有重合現(xiàn)象。這樣就可以得出，GPS邊值不等于Neumann邊值問(wèn)題，因此在求解時(shí)，需要考慮到非線性導(dǎo)數(shù)問(wèn)題。在面對(duì)理斜向?qū)?shù)邊值求值時(shí)，一般都會(huì)選擇傳統(tǒng)的物理大地測(cè)量方法，將復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化，從而尋找到合適的方法和解題思路。把GPS轉(zhuǎn)化成Neumann邊值問(wèn)題，可以簡(jiǎn)單化得出求值。 　　3.3GPS邊值問(wèn)題的求解 　　在以往的研究中，已經(jīng)將邊值問(wèn)題進(jìn)行深入研究，在學(xué)術(shù)報(bào)告

10、中，深度討論了GPS邊值問(wèn)題求解方法。一般都是將重力放置在擾動(dòng)重力以及重力異常中，從這一類(lèi)型調(diào)和屬性出發(fā)，確定出GPS邊值問(wèn)題，從而確定出表達(dá)式。文章在探究該問(wèn)題時(shí)，一般是從原始定義出發(fā)，給定了GPS邊值問(wèn)題，確定出實(shí)際的數(shù)學(xué)表達(dá)方式，從而求出解答方法。 　　4結(jié)束語(yǔ) 　　GPS技術(shù)出現(xiàn)，不僅可以為物力大地測(cè)量研究提供了全新的研究途徑，還在實(shí)際使用中解決了大量問(wèn)題。隨著技術(shù)使用深度加深，傳統(tǒng)的大地物理測(cè)量被賦予了新的內(nèi)涵。GPS技術(shù)是一項(xiàng)專(zhuān)業(yè)地觀測(cè)技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)在應(yīng)用中管，能夠有效提升工作效率及精度。今后要加強(qiáng)對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的研究。 　　參考文獻(xiàn)： 　　[1]韋欽元.土地測(cè)

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