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大地水准面精化
准美良孙禄
(华北地质勘查局五一九大队,河北保定071051)
· 83 -
摘要：GPS技术自投入使用以来，高精度、三维、动态、多功能的现代测绘基准建设取得了飞建发展，日前，我国很多省市已经建立或正在建设现代测绘基准。现代测绘基准的建设主要包括国家和区城CORS系统的建设、精密国家和区城似大地水准面的确定。建有 CORS站的省、市都会对自已区城内的似大地水准面进行高精度的精化，并发布精化结果。本文通过GPS技术快速、精确地获取地面点高程，取代了传统的低等级水准测量模式，极大的改善了传统的高费用、高体力、高消耗的高程测量的作业模式，通过实际项的应用得以实现。
关键词：GPS；高程异常；大地水准面精化
为了满足区域重力调查高精度测地工作的要求，实现不间
坐标系之间的转换，通过区域似大地水准面的二次精化方法及开发的软件，将GPS大地高转换到正常高。采用实测26个水准点外检核精度，全区软件转换精度为±557m，完全满足重力测量中高程精度要求。
1GPS测量技术简析
众所周知，目前在我国采用的法定高程系统是正常高系统，也就是说以似大地水准面为起算面的正常高是要求得的高程。而以WGS-84椭球面为基准面的GPS高程是大地高。
现阶段，综
合考虑经济、技术，可操作性等因素，获取精确的大地水准面是相对困难的，进一步根据其为起算面得到相应点的正常高很难实现，固此实际中很少用求准确大地水准面的方法求正常高。似大地水准面在海洋上同大地水准面一致，但在陆地上有差别，它是正常高的起算面，地面点沿重力线到似大地水准面的距离称为正常高。当我们道某一点利用GPS技术测得的大地高，加之求得的似大地水准面，就能快捷的求出该点的正常高。也就是说，根据某一项目的要求，接照给定的精度及分辨率，得出该项目区域精确的似大地水准面，进而得出该区域要求测点的正常高。
我国主
要是采用天文重力测量方法测定获得精度为1m左右的似大地水准面，因此无法满足生产的需要。实际工作的小区域之内，往往利用GPS水准的技术比较精确地获得GPS点的正常高。说到的 GPS水准包括两方面的内容：采用GPS方法获得大地高；采用其他技术方法确定大地水准面差距和高程异常。即在GPS网小区域范围中，算出其中一些公共点的高程异常值，方法是：首先利用水准测量的方法得出这些点的正常高，然后利用GPS测量技术
表1:09CS2000点位垒标精度
序号点名 DI_GPS D2_GPS
Ds (m) Dy (m) Da(m)
0.00230.0015
0.0014
0.0016
GE15_GPS
0.0017
1046_GPS EF
T3_0F
0.0016
0.0029
0.00250.0013
00014
00
90
C0DC00D
ant
00
4
244G0300
表2：点位精度中误差统计
蒙大 0.0018 0.0030 0.0019
最小 0.0011 0.0018 0.00
平均 0.0024 0.0029 0.0022
水源此
HAARNn n
()
a
t 046
D.0e4 abre e
2844
22项目技术指标和方案
0.06 0.00 8026 0.00 Bd
我们需要将重力大地水准面"校正"到 GPS大地水准面上。原因如下：现阶段，国家采用的是1985国家高程基准。我国范围内，各类水准面多领符合这个标准，GPS似大地水准面也不例外。换句话说，长治市
GPS似大地水准面是我们国家黄海平均海水面在大陆的延伸。但是黄海
测出这些点的大地高。通过公式"高程异常值=大地高-正常高"获得这些点的高程异常值。运用数值拟合的方法加上求得高程异常值和平面坐标，能够得出该区域的似大地水准面。通过得到的似大地水准面作为基准面求得该区域任一点的高程异常值，加上测得的相应点的GPS大地高，便可以求得该区域范围内任一点的正常高。
2进行大地水准面精化 2.1目的和意义
大地水准面或似大地水准面是获取地理空间信息的高程基准面， GPS技术加上高精度高分辨率的大地水准面模型，可以代替传统的水准测量方法测量出正高或正常高，最后实现GPS技术在物理和几何意义上的三维定位功能。当前在GPS定位时代，精化区域性大地水准面和建立新一代传统的国家或区域性高程控制网不分主次，同样程度的重要，同时也是建立国家和地区现代高程基准的重要职责。长治市高精度高分辨率大地水准面格网数字模型的建立，加上利用GPS技术测得的大地高，进而得出正常高，从而极大地简化了传统水准测量繁重的测量工作。该技术便利、快捷高效的特点极大的改善了长治市高程测量的作业方式。进而满足该市各种相关测量的要求，为城市的建设、发展提供了有效的技术模式。因而是一项重要的基础性建设项目
平均海水面并不是似大地水准面，其与根据重力测算的似大地水准面在大陆上是不重合的，之间可能存在系统差。局部似大地水准面的控制框架是利用已经建立的GPS水准网来做的。运用现有的三、四等水准网基础控制测量。25°x25分辨率的重力似大地水准面利用加密重力测量来
×25'分辨率的似大地水准面作为控制，
确定。以GPS水准确定的25°
将重力方法确定的高分辨率但精度较低的重区域似大地水准面精化后达到精度指标为：城市平力大地水准面与之拟合，以达到精化局部大地水准面的目的。区域似大地水准面精化后达到精度指标为：城市平坦地区为 2-3cm,山区精度是68cm。
3实例分析
3.1某市似大地水准面精化项目概况
该项目的履盖范围包括某市全市域，总面积约1800km。在似大地水准面计算中，使用了170个点的重力数据和56个高精度GPS水准资料，以EIGEN04C地球重力场模型作为参考重力场，由第二类Helmert凝集法完成了似大地水准面的计算。
3.2GPS控制网成果检模(1)数据采集
GPS控制网检核联测重复革线共40条
网
名
电GPS检核控制网
南北方案 mm+10-8
h 2.01
38.2
东西方南 nmm +10-8
b
1.91
18.4
重复性精度统计妇表3
重真力审 mm + 10-8
5.8
78.0
表3：基线长度 mm+10-8
b
2.14
-9.8
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