一种GPS海拔高度测量系统的实现方法

介绍GPS高程转换的基本原理,着重讨论了顾及地球重力场模型EIGEN-CG03C的移除-恢复法,并将此算法模型用程序实现固化在以ARM7为核的微处理器内,用硬件实现了海拔高的转换,速度快,精度高,实用性好。

第1 0卷

第l 0期

2 1 4月 00年

科

学

技

术

与

工

程

Vd.1 No 0 Ap 2 0 0 .1 E 01

17—8 5 2 L )0 2 1 -4 6 11 1 ( OO 1-4 60

S in e T c n g n n e fn ce c e h do y a d E n e g i

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地球科学

一

种 G S海拔高度测量系统的实现方法 P徐进齐园园(西安工程大学电信学院，西安 70 4 ) 10 8

摘

要

介绍 G S高程转换的基本原理，重讨论了顾及地球重力场模型 EG N C 0 C的移除. P着 I E .G 3恢复法，并将此算法模型用

程序实现固化在以A M7为核的微处理器内， R用硬件实现了海拔高的转换，速度快，精度高，实用性好。

关键词

G S大地高 P P1; 2 6

海拔高

移除一恢复法

A M R7

中图法分类号

文献标志码 A

随着 G S的发展以及 G S在定位、航、量 P P导测方面的应用，越来越多的产品开始面世，是几乎但

式( ) 1中为似大地水准面 (即正常高相应的基准面)与椭球面 (即大地高相应的基准面 )间的高程之差，即高程异常。如图 1所示，妨设点 P的 G S不 P大地高为，常高为 h,程异常为，地水准正高大面高为Ⅳ:地面

所有的 G S接收机厂商的产品都是支持 N E 0 8 P M A 13协议，得接收机输出的位置信息为经度、度和使纬大地高；而实际应用中常常需要知道海拔高度，这

就给实际应用带来很大的不方便。实现大地高向海拔高精确转换已成为一个热门的研究方向。目 前实现大地高向海拔高转换的方法主要有两大类，一

类是建立数学模型进行高程拟合来得到海拔高，

似大地水准面大地水准面

这种方法有一定的局限性；另一类是用重力水准模型来实现，即本系统采用的方法。可以采用 A M R

技术在硬件上实现，度快，速精度高，性好。实用

参考椭球面

图 1大地高与正常高关系图

1 GS P高程转换的基本原理G S测量是在 WG—8 P S 4地心坐标系上进行的，

因此，大地高转化成海拔高的关键是求出高将程异常，的精确求解基于一个具有

相应精度和高它分辨率的 ( )地水准面模型。目前重力学方法似大确定的重力大地水准面具有高分辨率但精度低，一般来说，利用全球重力场模型求解高程异常，绝其对精度在米数量级，因而难以直接用于生产应用，

它所提供的高程是相对于 wG一8 s 4椭球的大地高。 我们通常采用的高程系统是正常高系统，此，因在

实际测量过程中就必须将 G S P大地高转换为正常高即海拔高。假定某点的正常高为 h,地高为，正常大则

但重力场模型包含较准确的中长波信息，用于可 G S高程转换中以改善转换的精度； G S水准确 P而 P定的几何大地水准面的特点是高精度但分辨率较() 1

高与大地高的关系为h=— Hc

低，将重力学与 G S水准相结合可达到精化局部大 P地水准面的目的，种方法也称移去一恢复法。这

20 0 9年 1 2日收到 1月 6