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。     

通过大港验潮站坐标确定我国高程基准的垂直偏差

确定局部高程基准相对大地水准面的垂直偏差是统一全球高程基准的重要途径。本文的目的是通过大港验潮站坐标直接确定我国高程基准的垂直偏差。首先给出通过大港验潮站坐标确定我国高程基准垂直偏差的基本原理,然后介绍测定大港验潮站平均海面坐标的方法及过程,接下来通过EGM2008和EIGEN-6C4重力场模型计算出的我国高程基准面的重力位,进而推算获得垂直偏差,并与我国东部地区GPS/水准数据的计算结果进行了比较。经分析发现,EGM2008模型计算结果的可靠性要好于EIGEN-6C4模型;利用大港验潮站坐标计算得到的我国高程基准相对大地水准面的垂直偏差为0.344 m,比利用我国东部261个GPS/水准点数据计算获得的偏差值小0.006 m。     

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。     

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。     

区域性高程基准的统一

全球或区域性高程基准面的统一始终是大地测量学研究的主要内容之一 ,对于构建“数字区域”和“数字地球”及研究全球或区域性环境变化具有重要的科学意义和现实意义。本文利用全球重力场模型EGM 96和WDM94及GPS水准数据 ,确定了香港主要高程基准面与我国 195 6黄海高程基准面的重力位差。计算结果表明 ,这两个基准面的重力位差为 (8 36 6± 0 76 5 )m2 s-2 ,表明香港主要高程基准面平均低于我国 195 6黄海高程基准面 (0 85 5± 0 0 78)m2 s-2 。本文的计算结果有助于本地区高程基准面的统一     

1985国家高程基准相对于大地水准面的垂直偏差

局部高程基准通常由一个 (或多个 )验潮站所测的当地平均海面确定。由于海面地形的客观存在 ,人们已经认识到当地平均海面与大地水准面的差异可能达 2m之多。为了获得这一垂直偏差 ,很有必要确定当地平均海面和全球大地水准面上的重力位值。提出了利用全球重力场模型和GPS/水准资料计算局部高程基准相对全球大地水准面垂直偏差的 2种不同方法。我国目前采用的 1 985国家高程基准 ,由青岛验潮站所处黄海平均海面 1 95 2～ 1 979年的验潮记录计算得到。利用全球重力场模型和分布全国大陆范围的GPS/水准数据 ,计算了 1 985高程基准与大地水准面的垂直偏差。结果表明 1 985国家高程基准点的重力位值为( 62 63685 3.40± 0 .1 3)m2 s- 2 ,这比重力位W0 =( 62 63685 6.0± 0 .5 )m2 s- 2 隐含的大地水准面高 ( 0 .2 6± 0 .0 5 )m。     

地球重力场模型在GPS高程测量中的应用

介绍了地球重力场模型（EGM2008）及其精度,对利用EGM2008模型进行GPS高程测量这一方法进行了探讨。在试验区内采用多种方案进行数据处理,结合试验区内的已有GPS水准点资料的情况进行了分析,通过对多种方案进行比较分析,得出了利用EGM2008模型进行GPS高程测量的精度与采用水准点的大致关系,为GPS高程测量提供一种新思路。     

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     

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。     

高层建筑物施工高程基准的竖向传递方法比较

为了保证高层建筑物施工测量的高程精度,文中采用全站仪天顶距法和悬挂钢尺法两种方法进行施工高程基准的竖向传递.文中介绍两种方法的具体操作流程以及影响精度的因素,并以某高层建筑物为例,利用测量数据对两种方法进行对比及精度分析,证明两种方法均具有较高的精度,各有优势,均能广泛应用于高层建筑物施工测量中.     

Global height datum unification: a new approach in gravity potential space

The problem of “global height datum unification” is solved in the gravity potential space based on: (1) high-resolution local gravity field modeling, (2) geocentric coordinates of the reference benchmark, and (3) a known value of the geoid’s potential. The high-resolution local gravity field model is derived based on a solution of the fixed-free two-boundary-value problem of the Earth’s gravity field using (a) potential difference values (from precise leveling), (b) modulus of the gravity vector (from gravimetry), (c) astronomical longitude and latitude (from geodetic astronomy and/or combination of (GNSS) Global Navigation Satellite System observations with total station measurements), (d) and satellite altimetry. Knowing the height of the reference benchmark in the national height system and its geocentric GNSS coordinates, and using the derived high-resolution local gravity field model, the gravity potential value of the zero point of the height system is computed. The difference between the derived gravity potential value of the zero point of the height system and the geoid’s potential value is computed. This potential difference gives the offset of the zero point of the height system from geoid in the “potential space”, which is transferred into “geometry space” using the transformation formula derived in this paper. The method was applied to the computation of the offset of the zero point of the Iranian height datum from the geoid’s potential value W ₀=62636855.8 m²/s². According to the geometry space computations, the height datum of Iran is 0.09 m below the geoid.     

Determination of Geopotential of Local Vertical Datum Surface

1　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＥａｃｈｃｏｕｎｔｒｙｏｒｅａｃｈｇｒｏｕｐｏｆｃｏｕｎｔｒｉｅｓｓｅｌｅｃｔｓｍｅａｎｓｅａｌｅｖ ｅｌａｔａｄｅｆｉｎｅｄｔｉｄｅｇａｕｇｅｏｒａｔａｇｒｏｕｐｏｆｇａｕｇｅｓｆｏｒｉｔｓｖｅｒｔｉ ｃａｌｄａｔｕｍｓｕｒｆａｃｅ .Ｉｔｉｓｒｅａｌｉｚｅｄ ,ｈｏｗｅｖｅｒ,ｔｈａｔｔｈｅｌｏｃａｌｍｅａｎｓｅａｌｅｖｅｌｉｓｕｓｕａｌｌｙｄｅｐａｒｔｅｄｆｒｏｍｔｈｅｇｅｏｉｄ ,ｗｈｉｃｈｓｈｏｕｌｄｂｅｔｈｅｉｄｅａｌｄａｔｕｍｓｕｒｆａｃｅｆｏｒｈｅｉｇｈｔ,ｏｗ…     

基于重力场模型高程拟合残差求定GPS正常高

为提高GPS高程异常拟合精度并减少已知点的数量,以提高流域规划高程控制测量工作效率,文中利用重力场模型高程拟合残差建立区域较高精度的线状似大地水准面拟合模型。该方法在联测较少高等级水准的情况下,区域高程拟合精度满足流域规划控制测量对高程精度的要求。     

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。     

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。     

一种新的长距离跨海GPS高程传递方法

基于"移去-恢复"原理,借助GPS天文水准理论,本文提出了一种新的GPS高程传递方法。首先,通过重力场模型移去高程异常中的低频部分,使其剩余部分趋于平缓;其次,通过二次曲面拟合,获取残余面的形状和夹角偏差,并计算大陆侧和岛屿侧点间剩余高程异常差;最后,获取两点间正常高差。试验表明,该方法可获得三等水准测量的高程传递精度,对跨海高程传递具有借鉴作用。