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确定大地水准面的Tikhonov最小二乘配置法

2012-07-25欧阳永忠邓凯亮黄谟涛暴景阳陆秀平吴太旗刘传勇

测绘学报 2012年6期

欧阳永忠,邓凯亮,黄谟涛,暴景阳,陆秀平,吴太旗,刘传勇

1.武汉大学 测绘学院,湖北 武汉 430079;2.海军海洋测绘研究所,天津 300061;3.大连舰艇学院 海测工程系,辽宁大连 116018

大地水准面是定义正高高程系统的高程基准面,也是反映地球内部结构和密度分布特征的物理面。确定高精度高分辨率的大地水准面,已成为21世纪大地测量学科发展全局性的战略目标[1-3]。国内外学者就大地水准面的确定做了许多有益的研究,提出了Stokes理论、Molodensky理论、Bjerhammar理论和最小二乘配置理论等[4-6]。其中以统计理论为基础的最小二乘配置理论,由于它具有能对多种类型的重力观测量进行联合处理的特性,在大地水准面确定的应用上受到广泛关注[7-16]。利用最小二乘配置法确定大地水准面的关键是协方差函数的确定[7-9],但是即使拟合的协方差函数能充分表达研究区域范围内重力场特性,由于在大地水准面的确定过程中需要对协方差矩阵进行求逆,而协方差矩阵的求逆过程是信号放大的非平稳过程,协方差矩阵的小奇异值将放大观测误差对配置结果的影响,导致配置结果不稳定且精度偏低[17]。当已知的重力观测量存在观测误差时,最小二乘配置法难以得到稳定精确的大地水准面解。

本文在确定大地水准面的最小二乘配置法中,引入Tikhinov正则化法,对协方差矩阵进行正则化处理,以抑制协方差矩阵的小奇异值对观测误差的放大影响,得到稳定且高精度的大地水准面高。……

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