对中国高程控制网现代化工作的思考

随着空间和信息技术的快速发展,我国测绘基准中的国家高程控制网现代化也迫在眉睫。它应包括两个部分,一是国家高精度水准网,即mm级一等水准网的更新;二是具有cm级精度的(似)大地水准面的确定。建议切实执行《中华人民共和国测绘法》中“基础测绘成果应当定期更新,国民经济、国防建设和社会发展急需的基础测绘成果应当及时更新”的规定,尽快组织施测国家三期一等水准网,以保证国家高程控制网mm级高精度的可靠性和现势性。另一方面,应结合GPS水准和重力测量精化我国大陆的(似)大地水准面至cm量级,以利用GPS+(似)大地水准面的技术求解相当于二、三等水准测量精度的正常高,这不仅可以改变传统高程测量的作业模式,节约人财物和时间,而且获得的点位高程的精度比较一致。在海岛、山区等困难或无法传递水准测量高程的地区,采用这一技术可以快捷地测得高程,其成果与国家高程基准、高程系统是统一的和协调的。     

琼州海峡精密高程传递方法研究与试验

采用GPS水准法和精密测距三角高程测量结合似大地水准面计算的方法进行琼州海峡精密高程传递,通过对中间结果和最终成果的精度分析,选择了GPS大地高差结合似大地水准面拟合模型计算跨海高程,并通过水准网平差获得最终高程传递成果,精度达到厘米级,满足琼州海峡跨海通道建设5～8 cm的精度要求。     

南宁市二等水准网的数据处理与精度分析

介绍了南宁市城市二等水准测量的概况,通过二等水准网的数据处理与精度分析,认为南宁市二等水准网成果在精度上较好地满足了规范要求,不仅可在市域范围作为三、四等及等外水准测量等级各种高程控制测量的基准,而且可用于南宁市区域似厘米级大地水准面确定.     

几何法确定区域似大地水准面及工程应用

为了充分利用GPS观测数据中的高程信息,获得GPS观测点的正常高,本文利用EGM96全球重力场模型和某区域GPS/水准数据,采用移去-恢复技术以几何方法计算了该区域2.5'×2.5'分辨率似大地水准面模型,经过内、外精度的检验,似大地水准面模型的精度优于0.07 m。结合区域内某工程布设的E级GPS控制网数据进行正常高的计算,并和水准实测高程进行比较,结果表明几何法确定的小区域似大地水准面模型结合GPS观测信息可以代替低等级的水准测量,满足一般工程对高程测量的需求。     

一种有效的区域似大地水准面精度检测方法

利用大地水准面逼近严密理论Molodenskii级数解,结合GPS、水准、重力和地形资料精化区域似大地水准面,其精度已从分米级向厘米级、高分辨率方向发展。如何客观、高效地评价区域似大地水准面精度是本文研究的主要目的。作者以广西似大地水准面精度检测为例子,给出了一种综合考虑GPS/水准检测点GPS大地高和水准测量误差的区域似大地水准面精度检测方法。利用覆盖广西境内的446个C级GPS控制网和航控GPS控制网GPS/水准检测点,点间距约25km,采用加权平均法计算广西似大地水准面外符合检测精度为±0.041m。     

全国及部分省市地区高精度高分辨率似大地水准面的研究和实施

结合我国重力和地形资料及国内外较优的重力场模型,研制适合我国重力场特征的360阶重力场模型WDM94;建立中国新一代分米级似大地水准面CQG2000,包括建立新的以GPS/水准为基础的高程异常控制网、利用海洋卫星测高数据计算海洋大地水准面、陆地重力似大地水准面的研制及陆海似大地水准面的拼接等;研制江苏省、海南省、深圳市、大连市、南京市及"南水北调"西线工程具有厘米级精度的局域似大地水准面模型;结合GPS技术和高精度似大地水准面模型,研制GPS测图软硬件一体化系统.本研究项目获得2004年度国家科技进步二等奖.     

对我国建立现代大地坐标系统和高程系统的建议

在改革开放政策的指引下，随着空间和信息技术的快速发展，我国地理空间基础框架的主干－－大地坐标系统和高程系统要作哪些更新？要引入哪些新的概念和新的技术？文中提出现代大地坐标系统要考虑和顾及的6个方面的要素，即高精度，涵盖全部国土，3维，地心，动态，国际接轨。建议在国家GPS2000网的基础上，进一步加密GPS（水准）网点和GPS连续运行站，以构建有足够分布密度的新的大地坐标框架，建议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，精化我国大地水准面至厘米量级。现代大地坐标系统和高程系统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及时可靠的地理空间基础框架。     

利用GPS更新高程控制网的试验研究

针对苏、浙、沪地区的一、二等水准网和GPS网的数据进行了分析，大地高的变化量可以反映GPS／水准点的沉降量。结果表明：平均点间距50km的点的大地高差精度比一、二等水准测量的正常高差平均精度略高，区域性高精度水准网的短周期快速更新可以借助GPS测量手段完成。     

矿区似大地水准面拟合模型适用性分析

为提高GPS/水准数据拟合高程异常的逼近精度,利用某矿区控制网观测的GPS/水准数据,计算控制点高程异常值,分别用加权平均法、Shepard插值、多项式曲面拟合和多面函数法4种方法对矿区似大地水准面进行拟合。对各种拟合模型的原理和拟合精度进行比较分析。在此基础上,根据似大地水准面物理和几何特性,采用组合拟合的方法进一步改善似大地水准面的拟合精度,利用该模型内插高程异常值与实测GPS/水准点的高程异常值比较,其均方根误差不超过0.02 m,结合GPS观测成果可以取代四等及以下几何水准测量。     

南京似大地水准的建设与应用

当前,GPS平面控制网已经得到了广泛的运用,但是GPS高程却运用得不够。本文就南京建立高精度似大地水准面,将GPS RTK测量数据,应用似大地水准面解算软件求算高程,代替传统的水准测量,达到了一般工程和大比例尺测图的高程精度要求,提高了工效、降低了生产成本的应用试验进行了介绍。     

国家测绘基准“十二五”重大项目的思考

面向中国经济社会的发展,面向空间技术及信息技术的进展,在“十二五”,中国测绘也要从数字化测绘进步到信息化测绘。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。在平面基准方面,在采用中国国家2000大地坐标系统的基础上,建立导航卫星国家连续运行站网,以构建有足够数量和合理分布密度的大地坐标框架点,并协助和统领中国各行各业完成向这一地心三维坐标系的过渡;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,精化我国现行大地水准面至5′分辨率和cm量级精度。     

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。     

基于神经网络的似大地水准面模型精化方法研究

似大地水准面的精化与高程异常的求解是同一个概念,为提高似大地水准面精化的精度,采用格网＋神经网络方法,借助神经网络BP方法,建立高程异常与坐标之间的函数关系;用训练好的神经网络模型和固定间隔的格网,建立格网模型;在已建好的格网模型中,内插出给定点的高程异常值。结合江苏省C级GPS水准网进行试验,拟合效果有明显的改进,克服了目前研究中存在的问题。     

全国及部分省市地区高精度、高分辨率大地水准面的研究及其实施

结合我国重力和地形资料及国内外较优的重力场模型,研制了适合我国重力场特征的360阶重力场模型WDM94,建立了中国新一代包括全部陆海国土的dm级(似)大地水准面CQG2000,建立了中国以GPS/水准为基础的高程异常控制网,利用海洋卫星测高数据进行我国海洋大地水准面的计算、我国陆地重力(似)大地水准面的研制及我国陆海(似)大地水准面的拼接;研制了江苏省、海南省、深圳市、大连市、南京市及南水北调西线工程具有cm级精度的省市地区(似)大地水准面模型;结合GPS技术和高精度(似)大地水准面模型,研制了GPS测图软硬件一体化系统。     

Long Distance Transference of Height Daum Across Seas

This paper focuses on studying long distance transference of height datum across seas by combining ellipsoidal height derived from GPS with gravimetric geoid height.The Yellow Sea Height Datum is transferred to Yangshan Island which is 30 km away from Luchaogang in Shanghai.The stations heights derived in this way are compared with those determined from two independent sets of the tidal observations taken in two years,and the difference values are 1.0 cm and 6.0 cm,respectively.Moreover,the derived height differences between two sections on the island are also compared with the values derived from precise leveling with respect to the same section.The result shows that the inconsistencies are only 0.2 cm and 0.7 cm,respectively.     

大区域似大地水准面模型的建立方法研究

在充分研究现有几何方法确定局域似大地水准面的基础上,根据独立网内点间高程异常差的不变性和独立网间大地高起算基准面与WGS84椭球面的平行性,提出通过两步处理,获得大区域连续似大地水准面的思想和方法,即首先统一相邻两个独立GPS网大地高起算基准面,然后再利用几何方法确定大区域似大地水准面。该方法在长江口北岸得到了很好的验证,并取得了比较理想的精度。     

Long Distance Transference of Height Datum Across Seas

1　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅｓｔｕｄｙｏｆｌｏｎｇｄｉｓｔａｎｃｅｔｒａｎｓｆｅｒｅｎｃｅｏｆｈｅｉｇｈｔｄａｔｕｍａｃｒｏｓｓｓｅａｓｈａｓｗｉｄｅｌｙａｔｔｒａｃｔｅｄｔｈｅａｔｔｅｎｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｇｅｏｄｅ ｓｉｓｔｓｉｎｏｃｅａｎｉｃｃｏｕｎｔｒｉｅｓｆｏｒａｌｏｎｇｔｉｍｅ .Ｇｅｎｅｒａｌｌｙ,ｔｈｅｒｅａｒｅｆｏｕｒｍｅｔｈｏｄｓｉｎｔｈｅｈｅｉｇｈｔｔｒａｎｓｆｅｒｒｉｎｇ :ｈｙｄｒｏｓｔａｔｉｃｌｅｖｅｌｉｎｇ ,ｄｙ ｎａｍｉｃｌｅｖｅｌｉｎｇ ,ＧＰＳ/ｌｅｖｅｌｉｎｇａ…     

Long distance transference of height datum across seas

This paper focuses on studying logn distance transference of height datum across seas by combining ellipsoidal height derived from GPS with gravimetric geoid height. The Yellow Sea Height Datum is transferred to Yangshan Island which is 30 km away from Luchaogang in Shanghai. The stations heights derived in this way are compared with those determined from two independent sets of the tidal observations taken in two years, and the difference values are 1.0 cm and 6.0 cm, respectively. Moreover, the derived height differences between two sections on the island are also compared with the values derived from precise leveling with respect to the same section. The result shows that the inconsistencies are only 0.2 cm and 0.7 cm, respectively.     

我国大地测量学的进展和展望

回顾了我国大地测量工作的进展。面向 2 1世纪前期的我国经济和国防建设及科技和社会发展 ,展望了我国新世纪的大地测量 ,提出应逐步进入精确、动态、实时的现代化体系 ,即完善国家三维空间大地网 ;建立 GPS综合服务体系 ;提供导航和定位服务 ;测定地壳运动、电离层参数、大气中可降水份等信息 ;精化中国地区重力场参数 ;建立新的国家重力基准网 ;完成分米级精度的中国似大地水准面的推算 ;积极开展海洋和空间大地测量 ,为资源、环境的管理以及防灾监测做出应有的贡献。