区域与全球高程基准差异的确定

全球高程基准统一是继全球大地测量坐标系及其参考基准统一之后,大地测量学科面临和亟待解决的一个重要问题,也是全球空间信息共享与交换的基础。本文针对区域高程基准与全球高程基准间基准差异确定的理论、方法及实际问题开展研究。利用物理大地测量高程系统的经典理论方法,给出了高程基准差异的定义,并推导了计算基准差异的严密公式,该公式可将高程基准差异确定的现有3种方法统一起来。在此基础上,分析顾及了不同椭球参数对于计算基准差异的影响及量级,同时,高程异常差法还需考虑全球高程基准重力位与模型计算大地水准面位值不一致引起的零阶项改正。利用青岛原点附近152个GPS水准点数据,分别选择GRS80、WGS-84、CGCS2000参考椭球以及EGM2008、EIGEN-6C4、SGG-UGM-1模型,采用位差法和高程异常差法,确定了我国1985高程基准与全球高程基准的差异。其中,EIGEN-6C4模型计算的我国高程基准与WGS-84参考椭球正常重力位U0定义的全球高程基准之间的差异约为-23.1cm。也就是说,我国高程基准低于采用WGS-84参考椭球正常重力位U0定义的全球高程基准,当选取基于平均海面确定的Gauss-Listing大地水准面作为全球高程基准时,我国1985高程基准高于全球基准约21.0cm。从计算结果还可看出,当前重力场模型在青岛周边不同GPS/水准点的精度差别依然较大,这会导致选择不同数据对确定我国85国家高程基准与全球基准之间的差异影响较大,因此,若要实现厘米级精度区域高程基准与全球高程基准的统一,全球重力场模型的精度和可靠性还需要进一步提高。     

高程基准历元及其统一状态归化

平均海面存在趋势性变化，对于四维大地测量定位而言，必须赋予高程基准以时间特征，本文认为最好是确定高程基准历元。文章提出了高程基准历元的定义，给出了计算公式，求得中国１９８５国家高程基准历元为１９６６．０。文章还讨论了平均海面趋势性变化的数学问题，及提出了高程基准归化至统一状态的概念，研究了由于海水密度不同引起的平均海面高度变化，计算得中国１９８５国家高程基准对于通常海水状态的修正值为－０．０１２ｍ     

中国大地测量学发展的若干问题

概述了大地测量学作为测绘基准提供地理信息系统的基础框架作用。回顾了我国大地测量在建立国家平面基准、国家高程基准、国家重力基准等方面的实践，介绍了大地测量学当前发展的国际背景，提出了我国大地测量学今后的发展方向，如建立现代大地坐标框架和现代重力基准的目标和任务，以及改善国家高程基准等方面的考虑。     

利用大地边值问题方法统一全球高程基准

为解决世界各国高程基准差异的问题,提出联合卫星重力场模型、地面重力数据、GNSS大地高、局部高程基准的正高或正常高,按大地边值问题法确定局部高程基准重力位差的方法。首先推导了利用传统地面"有偏"重力异常确定高程基准重力位差的方法;接着利用改化Stokes核函数削弱"有偏"重力异常的影响,并联合卫星重力场模型和地面"有偏"重力数据,得到独立于任何局部高程基准的重力水准面,以此来确定局部高程基准重力位差;最后利用GNSS+水准数据和重力大地水准面确定了美国高程基准与全球高程基准W₀的重力位差为-4.82±0.05 m²s^-2。     

对高程基准统一方法的几点评述

高程基准是高程测定的依据,由于一些客观原因的存在,目前定义的高程基准只具有局部性特征,而不是全球统一的高程基准。本文针对目前高程基准不统一的现状,分析了现有高程基准统一的几种方法,对其原理进行系统阐述,同时进行了详细评价,指出几种方法的优劣以及适用范围,以期为实际应用提供参考。     

国家地理空间信息基准框架工程建设

提出了国家地理空间信息基准框架内改进与更新原有的大地坐标基准、高程基准和重力基准的建设道路及解决原则。     

带参数GPS水准拟合实现跨河高程传递

为了解决在特大桥隧工程建设中远距离高程基准传递的难题,介绍带高程基准参数的GPS水准拟合方法,给出拟合函数、计算公式及精度估算公式.通过3个大跨度桥梁高程控制的计算实例验证方法的可靠性,证明方法能同时获得局部似大地水准面模型和高程基准参数,解算高程基准参数的精度优于公路桥位勘测设计规程中桥梁高程控制测量的限差要求.     

数字线划图(DLG)中多高程基准统一方法

针对我国多坐标系统(平面坐标系统和高程基准)的现状及国家推行2000国家大地坐标系(CGCS2000)的迫切要求,结合地形图中离散高程及等高线特征,研究出了DLG中多高程基准处理的一系列关键算法,并开发出了成熟的软件,通过广州增城区1616 km²地形图编绘项目和日常工作实践的检验,验证了该方法的适应性和先进性。     

珠峰高程测定中的有关问题及思考

对珠峰高程的精度、雪层的厚度、高程基准——大地水准面的精度、地壳的垂直运动以及如何将似大地水准面转换到大地水准面进行了讨论。结果显示，采用正常高加转换公式中的重力或地形资料求取珠峰正高比较合适。     

1985国家高程基准与全球似大地水准面之间的系统差及其分布规律

将由大地高和正常高导出的几何高程异常与由位系数模型计算得到的物理高程异常进行比较,求出1985国家高程基准与全球似大地水准面之间的系统差,并分析其分布特性.为抵制异常值的影响,引入"抗差等价权".利用分布全国大陆范围的GPS网949个点的GPS/水准数据和地球重力场模型EGM96、DQM99A,求出1985国家高程基准点与WGS84定义的似大地水准面之间有35.7 cm的垂直偏差,1985国家高程基准面的系统差自东向西、自南向北明显增大,给出相应的数学模型.     

基于重力场模型统一亚太高程基准的方法研究

针对不同国家和地区高程基准不一致的问题,该文采用GOCE重力场模型和GPS/水准数据对高程基准统一的方法进行了研究,分析了基于GOCE的不同重力场模型用于计算亚太区域(110°E~180°E,50°S~50°N)高程基准偏差的差异,基于重力场模型GECO,利用亚太区域36个验潮站附近的GPS/水准点数据计算的平均海平面与大地水准面垂直偏差的平均值为0.416m,利用日本沿岸5个GPS/水准点数据计算的高程基准与大地水准面垂直偏差的平均值为0.185m,利用澳大利亚沿岸4个GPS/水准点数据计算的高程基准与大地水准面垂直偏差的平均值为0.41m。     

面向数字中国建设中国的现代大地测量基准

在回顾我国大地测量基准建设历史的基础上,分析了在当前建设信息化社会,创建数字中国,对现代地理空间基础框架中测绘基准的需求。提出了在我国建设现代大地测量基准的建议。在平面基准方面,建议在国家GPS2000网(三网)的基础上,进一步加密国家GPS网点和永久性追踪站,构建有足够分布密度的三维高精度动态大地坐标框架,为我国今后建立新的大地坐标系统创造条件。在高程基准方面,建议在仪器设备和规范细则方面作好准备工作,依法定期对国家高程控制网进行复测。在重力基准方面,在国家2000重力基准网和国家2000(似)大地水准面的基础上,有步骤的按省或地区推算具有厘米级精度,10km级栅格分辨率的似大地水准面。在条件成熟时,我国应考虑采用三维地心坐标系统。     

区域高程基准统一方法及精度分析

研究采用EIGEN-6c4stat和EGM2008重力场模型及GNSS/水准数据确定区域不同高程基准间的系统差,进而实现不同高程基准间的基准统一及高程转换,最后利用本文方法实现了某一跨国勘测项目的高程基准统一。结果表明,本文方法可行、方便,在小区域范围内具有较高的精度。     

格尔木市高精度数字高程基准模型研究

大地水准面（数字高程基准）为国家高程基准的建立与维持提供了全新的思路。然而，受限于地形、重力数据等原因，高原地区高精度数字高程基准模型的建立一直是大地测量领域的难题。本文以格尔木地区为例，探讨了高原地区高精度数字高程基准模型的建立方法。首先，基于重力和地形数据，由第二类Helmert凝集法计算了格尔木重力似大地水准面。在计算中，考虑到高原地形对大地水准面模型的影响，采用了7.5″×7.5″分辨率和高精度的地形数据来恢复大地水准面短波部分的方法，以提高似大地水准面的精度。然后，利用球冠谐调和分析方法将GNSS水准与重力似大地水准面联合，建立了格尔木高精度数字高程基准模型。与实测的67个高精度GNSS水准资料比较，重力似大地水准面的外符合精度为3.0 cm，数字高程基准模型的内符合精度为2.0 cm。     

近海岛礁高程基准传递方法应用研究

针对近海岛礁测绘中面临的高程基准传递问题,在渤海湾某实验岛礁区域,结合陆域控制测量成果,通过对常规GNSS拟合方法与移去-恢复法比较分析,得出了利用顾及EGM2008重力场模型的移去-恢复法来进行高程传递可靠性较高,并将陆域国家85高程基准传递到距离岸线4km的岛礁上。传递后的高程同岛上同步验潮结果比较较差为3cm,传递后岛内GNSS拟合高程差值同三等水准观测差值较差为0.3cm。通过实验分析,该方法对近海岛礁高程传递,进而建立岛礁勘测垂直基准有一定的指导意义。     

宁波市似大地水准面数字高程基准建设及精度检验

基于2000国家大地坐标系和1985国家高程基准,阐述了在NBCORS和宁波市基本高程控制网的三维框架下组织实施宁波市似大地水准面数字高程基准建设的方法,并进行了似大地水准面的正确性和实用性精度检验以及精度区域划分。     

基于1985国家高程基准成果的使用与分析

对国家第二期一等水准网(1976-1990年)与国家第二期一等水准网复测(1991-1997年)高程变化进行了分析,以陕西省为例,阐述了基于1985国家高程基准的几期成果,由于几期成果所采用的起算点为不同期,形成一个水准点有多个高程的情况,所以使用者在利用1985国家高程基准成果时,应注意配套使用,以免用错造成不必要的损失。     

面向数字中国建设中国的现代测绘基准——对我国“十五”大地测量工作的思考和建议

在回顾我国测绘基准（大地测量基准）建设历史的基础上，分析了当前建设信息化社会，数字中国对现代测绘基准的需求，提出了在我国“十五”期间着手建设现代测绘基准的建议。大地基准（平面基准）方面，建议在国家GPS2000网（三网）的基础上，进一步加密国家GPS网点和永久性追踪站，构建有足够分布密度的3维高精度动态大地坐标框架，为我国今后建立新的大地坐标系统创造条件。在高程基准方面，建议在仪器设备和规范细则方面做好准备工作，依法定期对国家高程控制网进行复测。在重力基准方面，在国家2000重力基准网和国家2000（似）大地水准面的基础上，有步骤的按省或地区推算具有厘米级精度，10km级栅格分辨率的似大水准面；利用地面和航空重力手段填补我国地面实测重力空白区。     

建设我国现代化测绘基准体系的思考

现代化测绘基准建设要考虑和顾及如三维、高精度、动态、地心等七个方面的特点。在平面基准方面,要采用中国国家2000大地坐标系统,建立国家导航卫星连续运行站网,进一步加密2000国家GPS网,以构建有足够数量和合理分布密度的大地坐标框架点;在高程基准方面,应尽快施测国家三期一等水准网,结合GPS水准和卫星测高技术,精化我国现行CQG2000大地水准面至5′分辨率和厘米量级精度。现代化测绘基准应为用户在我国任何地点、任何时间测定高精度的坐标和高程,提供可靠的地理空间基础框架。     

浙江省水准网复测高程变化量的统计与分析

总结了浙江省1985国家高程基准一、二期高程的变化状况及统计与分布特征，并分析了导致高程变化的原因，对一、二期水准网点高程的使用提出了建议。