广义线性高程拟合法在物探中的应用.pdfVIP

资 源 调 查 与 环 境 第 31卷 第 3期 RESOURCESSURVEY 8LENVIRONMENT Vo1．31 No．3 文章编号 ：1671—4814(2010)03—209—07 广义线性高程拟合法在物探中的应用 滕龙 ，朱红兵 ，高卫华 (中国地质调查局南京地质调查 中心 ，南京 210016) 摘要：地球物理勘探工作需要三维坐标为其定位，尤其是重力勘探，对高程有较高的要求。 作为～种先进的现代化测量技术 ，GPS能实时提供高精度的平面坐标 ，但 因其使用WGS一84坐 标系统，高程为大地高，没有实际的地球物理意义 。地球物理勘探用 的是正常高，故GPS测量 的 大地高无法直接使用。若联测高程，不仅增加工作难度 ，时间成本和经济成本也将大大增加 本 文 以长江 中下游某些地 区地球物理矿产勘查为例，介绍利用广义线性拟合法来获取高程 。该模 型不仅能对拟合结果进行评价，亦能评价模型参数的优劣 关键词 ：地球物理；GPs；高程；广义线性拟合 中图分类号 ：P631．1 文献标识码 ：A 常规测量方法是先用全站仪测出平面坐标 ，然后再用水准仪测出高程，操作和计算非常 繁琐 ，受野外通视条件的影响，常规的测量方法有时显得力不从心。GPS技术弥补 了常规测 量方法的不足 ，它拥有全天候、实时性、全球覆盖等特点，为用户提供三维快速高精度定位 ， 工作效率较常规测量方法大大提高 ，应用越来越广泛。GPS用 的是WGS-84坐标系，测量结 果为经度 、纬度和大地高 。而我们一般使用地方坐标系，高程为正常高，使用时需要把大地高 转换为正常高。由于似大地水准面与大地水准面并不完全吻合口]，大地高和正常高并无确定 的转换模型，各地转换结果均不同，统一转换存在较大的误差 。若采用水准测量进行高程联 测，工作效率低 ，工作难度大 ，增加成本。故应用高程拟合法来求取高程，不仅可 以减少工作 量 ，精度也令人满意。 前人 已经提出了多种拟合模型，如平面拟合模型、曲面拟合模型、多面函数 曲面拟合模 型、BP神经 网络拟合模型等I2 “引，并不断的对其进行验证 ，取得不错的效果。但上述模型 都只能评价拟合结果的内外符合精度 ，而不能对拟合模型参数进行评价。本文以广义线性模 型进行拟合 ，不仅能评价拟合结果 ，并能对拟合的模型参数进行评价。经过验证 ，拟合精度满 足任务要求 。 1 大地高和正常高的关系 地球是一个椭球体E引，为便于数学描述 ，假想地球椭球体表面是一个规则 的数学表面， 收稿 日期 ：2010-01—02 第一作者简介 ：滕 龙(1980~)，男 ，贵州铜仁人 ．工程师，从事找矿工作 。 21O 资 源 调 查 与 环 境 即椭球面。大地高指的是从一地面点沿过此点的地球椭球面的法线到地球椭球面的距离 ，它 是一个纯几何量 ，不具有物理意义。 似大地水准面是从地面点沿正常重力线量取正 常高所得端点构成的封闭曲面，接近于水准面，但与 水准面不重合。正常高(ⅣⅣ)是以似大地水准面为 基准的高程系统，从一地面点沿过此点的正常重力 线到似大地水准面的距离。 由于似大地水准面与椭球面之间存在一定的距 离，见图1，大地高与正常高之间需要转换 。不同地方 的大地高与正常高之间的差值不同，把该差值记为 ，称为高程异常，则大地高 (H)与正常高 (ⅣN)之间 图1 大地高与正常高的关系Ⅲ 的关系可 以表示为： Fig．1 Relation between geodeticheight HN ： H — r (1) andnormalheight 利用一定的重合点解出此方程，即得 。 2 广义线性拟合模型 高程拟合是利用数学的方法，建立拟合方程，再 由已知的部分重合点求解拟合系数 ，反 求未知点的高程异常。根据反演理论r7]，广义线性拟合模型如下 ：