似大地水準面精化

由靜止海水面並向大陸延伸所形成的不規則的封閉曲面。它是重力等位面,即物體沿該面運動時,重力不做功(如水在這個面上是不會流動的)。大地水準面是指與全球平均海平面(或靜止海水面)相重合的水準面。大地水準面是描述地球形狀的一個重要物理參考面,也是海拔高程系統的起算面。大地水準面的確定是通過確定它與參考橢球面的間距--大地水準面差距(對於似大地水準面而言,則稱為高程異常)來實現的。

精化

從地麵點沿正常重力線量取正常高所得端點構成的封閉曲面。似大地水準面嚴格說不是水準面,但接近於水準面,只是用於計算的輔助面。它與大地水準面不完全吻合,差值為正常高與正高之差。但在海洋面上時,似大地水準面與大地水準面重合。

建立一個高精度、三維、動態、多功能的國家空間坐標基準框架、國家高程基準框架、國家重力基準框架,以及由GPS、水準、重力等綜合技術精化的高精度、高解析度似大地水準面。該框架工程的建成,將為基礎測繪、數字中國地理空間基礎框架、區域沉降監測、環境預報與防災減災、國防建設、海洋科學、氣象預報、地學研究、交通、水利、電力等多學科研究與套用提供必要的測繪服務,具有重大的科學意義。

精化大地水準面對於測繪工作有重要意義:首先,大地水準面或似大地水準面是獲取地理空間信息的高程基準面。其次,GPS(全球定位系統)技術結合高精度高解析度大地水準面模型,可以取代傳統的水淮測量方法測定正高或正常高,真正實現GPS技術對幾何和物理意義上的三維定位功能。再次,在現今GPS定位時代,精化區域性大地水準面和建立新一代傳統的國家或區域性高程控制網同等重要,也是一個國家或地區建立現代高程基準的主要任務,以此滿足國家經濟建設和測繪科學技術的發展以及相關地學研究的需要。

近年來,我國經濟發達地區及中、小城市,在地形圖測繪方面,對厘米級似大地水準面的需求十分迫切。高精度的似大地水準面結合GPS定位技術所獲得的三維坐標中的大地高分離求解正常高,可以改變傳統高程測量作業模式,滿足1:1萬、1:5000甚至更大比例尺測圖的迫切需要,加快數字中國、數字區域、數字城市等的建設,不但節約大量人力物力,產生巨大的經濟效益,而且具有特別重要的科學意義和社會效益。

大地高等於正常高與高程異常之和,GPS測定的是大地高,要求正常高必須先知高程異常。在局部GPS網中巳知一些點的高程異常(它由GPS水準算得),考慮地球重力場模型,利用多面函式擬合法求定其它點的高程異常和正常高。

精化方法

確定大地水準面的方法有:

1、幾何法,如天文水準、衛星測高、GPS水準等。

2、組合法,重力學法與重力聯測法。

目前,陸地局部大地水準面的精化普遍採用組合法,即以GPS水準確定的高精度但解析度較低的幾何大地水準面作為控制,將重力學方法確定的高解析度但精度較低的重力大地水準面與之擬合,以達到精化局部大地水準面的目的。

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