解析GPS在物理大地測量中的應用及GPS邊值問題範文

【摘要】文章分析了GPS技術被使用於大地測量現狀，着手分析物理大地測量基本原理以及使用方法。重點論述了物理大地測量中出現的GPS邊值問題。

【關鍵詞】物理大地；GPS邊值問題；GPS測量

　　1前言

GPS這項技術在實際工作過程中得到了系統優化，能夠有效應用在用地管理信息系統中，能夠取得非常良好的成績。系統採集數據及資料的時候，這項技術的應用將能夠使得數據和信息的採集範圍得到有效提升，能夠實現基礎用户的廣泛使用。在實際工作過程中該技術是嚴格按照規範來轉換數據的，數據信息不會存在丟失問題。從中我們可以看出GPS技術在用地管理信息系統中的應用對於提升系統性能是具有重要意義的，這項技術的應用將會使得日常工作變得非常簡單。

　　2GPS在物理大地測量中的應用

2.1物理大地測量研究模式的變化

隨着GPS技術被使用之後，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，一般都會存在需要測量的數值，還有已經存在的已知值。在進行計算時，可以根據對應的理論，將不同代表的大地水準和對應的正高確定出來。這不僅使得大地物理測量變得有意義，而且還使得研究變得有意義。地球形狀確定現實問題得以解決，對應的，當地球問題被解決之後，相應的問題也得到解決。地球表現近空的重力場被確定下來，自由邊值問題也逐漸確定下來，逐漸變成固定邊值。W=Fl（S，g）或f（T）=Fl（S，g），其中每個數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行的前提條件。f（T）代表的.是擾動位，其中的T是基本轉化量，對應專門的物理量以及幾何數值。例如：常見對應的外部重力場或者是垂線偏差等等。Fl表示的是對應的模型算子。

2.2獲得擾動重力

GPS技術對於物理大地測量還有一個深遠的影響，以往的物理大地測量相關理論可以應用，一些被限制的邊值計算問題，以及一些現實的求值方法可以被用於第二邊值中。眾所周知，擾動重力是比較明顯而且異常比較明顯的物理意義，而且在使用過程中，可以將擾動重力作為邊界條件從而求解出處擾動位。需要向上延生拓展計算時，一般都會將重力異常邊值求解出來，選擇的模式會更加便利。但是，GPS前物理大地測量一般都是基於大地高作為第一求解對象，導致大地水準面以及地面正常值無法被求解得出，因此也不能正常的計算出。關於擾動重力應用問題，雖然以往一些大地測量的理論都有涉及到，但是在應用中存在的不現實性，導致相關研究難以深入。而GPS技術使用後，最為明顯的優勢是可以獲取大地高。一旦該條件被確定下來之後，就可以根據計算地面點或者是向下水準面計算出來，那麼一直困擾這人們的擾動重力問題就被解決了。

2.3GPS與高程系統

從研究總結中，得出一個現實事實。雖然GPS邊值問題數學屬性還比較模糊，而且在實際使用中，它不同於傳統的物理大地測量模式。但是，原來的大地測量理論使用到的公式還有改變，放在當下依舊有使用價值。而且，從實踐中得出，最初的物理大地測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面及高程系統。在實際使用中，雖然GPS已經解決了地球形狀現實問題，人們還不斷探究地球形狀大地水準面這主要因為：第一，GPS前的高程系統，主要是應用重力水準方法獲取。而有了GPS以後，儘管理論上應用GPS獲取的大地高，再通過重力水準測量可以取代物理大地測量中關於（似）大地水準面的計算，而且精度更高，但是，要在短時期內獲取已有的水準和重力數據點上的GPS高（大地高），是不現實的。第二，大地水準面它不僅可以被當成地球的外形代表，而且研究它有着現實的物理意義。但是，因為研究力度還不夠深入，大地水準面等位性質還沒有玩去哪確定出來，因此不能將其當成地球的幾何表達方式。在很多情況下，一般都是將其當成地球內部構造信息，從而求出內部密度，但是這個過程受到很多限制。第三，在使用GPS技術之前，（似）大地水準面是被定為為高層系統的起始面，而且整個過程是統一的。需要指出的是，一些數量比較大的重力數據，還有一些水準數據，一般都是基於大地水準作為水準面，而且都是橢圓為主。這些基礎數據，在不斷更新和補充中耗費了大量的人力物力財力。隨着數據不斷積累，已經逐漸構建成熟悉系統，形成完整的應有體系。

　　3GPS邊值問題

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重力是邊界條件，確定出大地的水準面以及外部受到的重力場。在傳統物理大地測量中，確定地球的外部重力以及重力場時，建立起數學模型，將自有邊值作為基本屬性。全球地位系統技術理論使得未知的地面表面成為已知量。函數表示，可以使用方程式表示重力場邊界值和地球幾何外形之間的關係，然而使用的數學模型卻發生了屬性變化，全球定位系統自有邊值計算問題變成固定數值。傳統的物理大地測量，得到的公式，都是基於自有邊值為提前基礎下開展計算的。但是經過數據處理之後，都是以公式化形式呈現，都是給出了實際的邊界已知或者給出固定邊值。但是在該過程中，注意的是前者是邊界值迭代近似值，而後者是已知值。總而分析，可以看出，物理大地測量邊值問題可以簡單看成是，兩者數學屬性不同，所使用的計算公式也不同，但是一般都是互用類型的。邊界條件使用前者必須基於擾動重力基礎下，後者則是重力異常。

3.2GPS邊值問題與Neumann邊值問題

從以往的大地邊值問題中看出，將擾動重力作為邊界條件，一般都將其納入第二邊值範疇內，簡單理解是將其放置Neumann邊值中求解。原因是在自由轉化過程中，有固定值存在。球形的數值定為零接近值，隱含了地區或者是正常橢球成層結構內。這個時候的邊截面設置的法線會和已知的邊界重回在一起。從而滿足問題求解。但是，在GPS邊值問題中，一般是將地球定位為已知邊界數值，邊界面有不規則性屬性，而且法線同垂直線之間不會有重合現象。這樣就可以得出，GPS邊值不等於Neumann邊值問題，因此在求解時，需要考慮到非線性導數問題。在面對理斜嚮導數邊值求值時，一般都會選擇傳統的物理大地測量方法，將複雜的問題簡單化，從而尋找到合適的方法和解題思路。把GPS轉化成Neumann邊值問題，可以簡單化得出求值。

3.3GPS邊值問題的求解

在以往的研究中，已經將邊值問題進行深入研究，在學術報告中，深度討論了GPS邊值問題求解方法。一般都是將重力放置在擾動重力以及重力異常中，從這一類型調和屬性出發，確定出GPS邊值問題，從而確定出表達式。文章在探究該問題時，一般是從原始定義出發，給定了GPS邊值問題，確定出實際的數學表達方式，從而求出解答方法。

　　4結束語

GPS技術出現，不僅可以為物力大地測量研究提供了全新的研究途徑，還在實際使用中解決了大量問題。隨着技術使用深度加深，傳統的大地物理測量被賦予了新的內涵。GPS技術是一項專業地觀測技術，這項技術在應用中管，能夠有效提升工作效率及精度。今後要加強對這項技術的研究。

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