关于我国区域海洋无缝垂直基准建模及其转换方法的探讨

随着全球导航卫星系统(GNSS)的完善,以及海洋工程的日趋增多,对于区域海洋无缝垂直基准建模及其转换精度的要求也不断提高。本文针对建立我国区域海洋无缝垂直基准体系的现状进行探讨,概要性地介绍了有关模型的建立和海洋垂直基准间的转换方法,并配案例,为相关领域的研究者提供了技术参考。     

关于我国海域无缝垂直基准构建方法的讨论

本文系统分析了海洋测绘垂直基准在海洋勘测、海洋开发海洋权益维护中的迫切性,提出我国海域无缝垂直基准构建的方法、实施的具体流程及需要解决的关键技术,目的是推动现代海洋测绘垂直基准框架体系的建设.     

我国单点动态垂直基准的建立

确定基准是研究地壳垂直运动的重要内容之一,在讨论均衡基准特点的同时,指出了在其研究我国大陆现今地壳垂直运动中可能带来的不适用性,从而提出了单点动态垂直基准。该基准在多次重合点变动情况下,能够保持前后基准一致,易于维护,与基本验潮站相联系,速率结果具有绝对性质,可以较好地适应未来,特别是具有适应采用空间技术手段的特点。全面叙述了利用国家高精度重复水准测量资料研究我国大陆现今地壳垂直运动过程中,建立单点动态垂直基准的情况。     

关于海洋无缝垂直基准体系建立的思考

探讨海洋无缝垂直基准体系建立的重要意义,提出了建立该体系的总体思想与关键环节,进而针对性地总结了现有的相应研究成果,分析了所存在的主要问题与不足,提出根据各海域潮汐特点分别选取适宜的无缝垂直基准面,在不同垂直基准间建立转换模型,在临界海域建立过渡模型,最终确定适用于全部海域的海洋无缝垂直基准体系的思路,可望为海洋无缝垂直基准体系的最终建立提供指导作用。     

海洋垂直基准研究进展与展望

海洋垂直基准的构建是海洋测绘的基础性工作。2009—2012年,我国初步构建了中国近岸80海里范围内高程/深度基准转换与统一模型。近年来,这一模型扩展到了我国南海、西太平洋和东印度洋,接下来将逐步构建南北极和全球的无缝垂直基准面模型,这对推动我国数字海洋建设具有基础的支撑作用。本文主要论述和梳理目前国内外主要沿海国家进行海洋垂直基准构建的研究现状,分析了海洋垂直基准构建的主要工作、途径及关键技术,重点阐述了我国在海洋垂直基准建设实践中取得的成果和存在的问题。     

海洋磁力测量垂直空间归算中曲面延拓迭代方法的改进

海洋磁力测量中,由于受到海流等因素的影响导致磁力仪传感器（拖鱼）的入水深度起伏变化,测得的海洋磁场数据并不在固定的平面上。为了满足不同用户对海洋磁场数据的应用需求,必须采取合理的“曲化平”,实现整个测区磁场数据垂直空间上的统一。针对位场曲面延拓积分方程的迭代解中高阶垂向导数对高频噪声的放大问题,尝试引入Tikhonov正则化方法对其进行改进,以抑制高频噪声的影响。仿真分析表明,在选择合适的正则化参数后,改进的延拓方法可将延拓精度提高1.6 nT。实测数据分析表明,采用改进曲面延拓迭代方法,将磁测成果数据归算到曲面最低平面时,归算后交叉点磁异常不符值精度可提高2 nT,进一步验证了海洋磁力测量数据垂直空间归算的必要性。     

空间技术与海洋动态大地测量基准

本文论述了常规大地测量定位基准在海洋领域中应用的局限性,及建立海洋动态大地测量这位基准的必要性和迫切性。介绍了国内外海洋动态大地测量定位基准的进展,以及我国海洋动态大地测量定位基准研究的目标和主要研究内容     

现代高程基准的研究

本文阐述了现代高程基准研究的意义，介绍了需要研究的内容和世界上一些国家与学者研究的基本情况，同时，对我国开展有关研究了作了简明的概括，并提出一些看法。     

波罗的海地区高程基准的统一

波罗的海周围有９个国家，丹麦，爱沙尼亚，芬兰，德国，拉脱维业，立陶宛，波兰，俄罗斯和瑞典，在确定精密大地测量高程中，这些国家使用正高或正常高系统，正高系统以大地水准面为高程基准面（零水准面）正常高系统的基准面是似大地水准面，因为两者在海洋上是一个致的，所以有可能使上述的高程基准统一使用波罗的海平均海面，为了实现这一设想，特别要使用ＧＰＳ观测，将一些高程网与波罗和海各验湖站联测，另外，这些国家的官方     

江苏省陆海统一测绘基准的建设探讨

至"十二五"末,江苏初步建立了由JSCORS,B、C级GNSS大地控制网和一、二等水准网,分辨率为2′×2′、精度为±3.0cm的似大地水准面构成的陆域现代测绘基准。在分析江苏已初步建成的现代测绘基准现状基础上,根据测绘技术发展的趋势和国民经济、社会发展、科学研究的需求,初步探讨了JSCORS站点加密,B级GNSS大地控制网点调整,重力控制网布设,一、二等水准网改造,陆海统一似大地水准面精化,平均海面获取,深度基准面确定及统一高程和深度基准的实现方式等内容,实现了几何基准与物理基准并置的成效,建设了较为完善的垂直基准体系,为江苏省陆海统一测绘基准建设提供了一些思路。     

国家高程基准与全球高程基准之间的垂直偏差

利用不同重力场模型（EIGEN-6C4、EGM2008）和海面高模型（DNSC08、DTU10、DTU13）确定了全球平均海面重力位均值62 636 856.550 7 m²s^-2,加入海面地形改正后得到全球大地水准面重力位均值62 636 858.179 0 m²s^-2。联合EGM2008模型与全国均匀分布的649个GPS/水准数据,根据异常位法、正常高反算法以及高程异常差法,分别计算了我国1985高程基准与全球高程基准之间的垂直偏差,并对3种垂直偏差结果通过加权方法进行了改善。最后,利用两种方法对垂直偏差结果的合理性与正确性进行验证。结果表明我国高程基准面高于全球平均海面0.298 0 m,高于全球大地水准面0.464 2 m。     

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。     

局部无缝垂直参考基准面的建立方法研究

为在局域建立一个无缝垂直参考基准面，提出了两步转换的思想和方法，即从大地高到正高然后到海图高。利用该方法。构造了Saint John河高程转换模型，并在该河段建立了无缝垂直参考基准面，且得到了实际验证。     

高程变形监测基准点稳定性分析方法探讨

高层建筑变形监测的工作重点是对建筑物的沉降进行观测,进行沉降观测的时候要保证水准基点的稳定。为了保证建筑物在沉降过程中变形观测成果的正确性、连续性、可比性,结合工程实例利用平均间隙法及F分布整体检验法对沉降监测基准网稳定性进行了分析,得出了有一些参考价值的结论。     

高程基面问题浅议

介绍国内现存的几种高程基面,分析工程中使用高程基面时存在的问题,提出测量系统规范化、标准化的紧迫性和必要性。