中国各高程基准及其关系

本文详细阐述了我国旧高程基准、黄海高程基准及１９８５国家高程基准的情况，并以充分的资料讨论了它们之间的关系。     

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。     

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。     

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     

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。     

软土地基高层建筑物沉降观测探讨

本文通过对软土地基高层建筑群沉降观测的讨论，提出了深埋水准点的要求与设计，并通过复测水准网计算出浅埋水准点的沉降，从而对高层建筑物对地表沉降影响范围的确定也提出了初步看法。为了验证设计及施工质跫，经常需要实测某些高层建筑物在施工中和建成后的实际沉降情况。讨论高层建筑物的沉降观测的论文已不少，往往都是以研究某一幢高层建筑物为题。本文介绍沿海某大城市软土地基上的17幢高层建筑群的沉降观测情况。主要内容是：水准网及深埋水准点的设计；水准网及工作点高精度估计；水准网的观测，浅埋水准点高程数据的修正；高层建筑物对地表沉降影响范围探讨及高层建筑物的沉降规律。     

全球高程基准研究进展

建立统一的全球高程基准是国际大地测量科学界的核心目标之一,也是全球尺度地球科学研究、跨境工程应用等的必要基础设施。国际大地测量协会（international geodesy association,IAG）2015年发布了国际高程参考系统的定义,并于2019年提出了建立国际高程参考框架的目标。从全球高程参考系统的理论基础和定义出发,对国际高程参考系统与框架的理论、方法和实际问题开展论述与研究,主要包括全球大地水准面重力位$W_{\mathrm{0}}$的确定、基于高阶重力场模型的重力位确定、基于区域重力场建模的重力位确定,并重点论述和分析了IAG组织的科罗拉多大地水准面建模试验和中国2020珠峰高程测量实现国际高程参考系统2项典型案例研究。结果表明,在平坦地区和一般山区,重力大地水准面模型精度能达到1 cm（重力位0.1 m2/s2）,即使在珠穆朗玛峰这样的特大山区,也有望达到2~3 cm精度（重力位0.2~0.3 m2/s2）。综合典型案例研究结果、观测技术、数据资源和区域分布等因素,提出了建立国际高程参考框架的初步策略,包括IHRF参考站布设、重力位确定方法、数据要求、应遵循的标准/约定和预期精度指标等,展望了光学原子钟与相对论大地测量对于全球高程基准统一的潜在贡献。     

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。     

远距离海岛高程基准传递关键技术研究

GNSS水准法远距离海岛高程基准传递方法基于GNSS测量的陆海大地高差,结合由重力、地形和重力场模型等信息拟合的高程异常差,求取陆海之间的正常高差;再结合陆地已知水准点成果,实现海岛高程基准的传递。对多源数据融合技术和基于重力场信息的高程异常融合技术进行了阐述,并以青岛市黄岛地区为例,验证了该方法的有效性。     

GPS高程转换中不同高程异常基准对正常高高差的影响

为了解决不同坐标系统下高程异常对正常高高差转换的影响，通过模拟计算得出了对正常高高差影响的定量结论，对于大地水准面的精化和应用似大地水准面确定GPS正常高具有一定的参考价值。     

温州永兴北园软土地基沉降预测研究

温州永兴北园软土地基采用改性真空预压处理方法,进行负压密封降水,在出水量明显减少,沉降量趋缓甚至无沉降的情况下,达到降低土层含水量;提高土体密实度、承载力;减少地基工后和差异沉降量的目的。本文依据软土地基恒载期的沉降观测数据,分别利用双曲线法和指数曲线法根据沉降观测数据进行沉降预测,通过对两种方法预测结果的分析比较,尽可能精确地推算地基最终沉降量。     

江苏省现代大地测量基准的建立方案探讨

依靠江苏省全球导航卫星连续运行参考站的建设,实现了江苏省大地测量基准的现代化整合与过渡,进而为完成江苏省高精度、动态、现代3维大地坐标基准的建立奠定了基础。着重探讨江苏省现代大地测量基准的建设方案。     

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。     

1985国家高程基准的系统差

基于异常位、高程异常差以及海面地形模型3种方法,分别求出了1985国家高程基准相对于全球大地水准面的垂直偏差,并取得了一致的结果。     

宝钢高程监测系统及沉降观测基准点探讨

针对宝钢工程施工和沉降观测中出现的高程异常问题，根据宝钢建设20多年积累的测量数据进行分析、比较，在高程基准点的使用方面提出一些见解。