重庆市似大地水准面精化及模型精度检测

区域似大地水准面精化方法在测量中的技术路线及应用

区域似大地水准面精化方法在测量中的技术路线及应用 摘要：区域似大地水准面精化方法能为测量工作提供技术支撑，具有科技、经济和社会应用价值。在实际的测量工作中，利用GPS测量代替一部分的水准测量，使区域似大地水准面的精度及其分辨率提高，推进数字化区域建设进程。本文就区域似大地水准面精化方法的原理和技术要点进行分析，阐述此方法在测量工作中的应用和实施。 关键词：区域似大地水准面精化方法；测量工作；GPS测量 一、区域似大地水准面精化方法技术原理 大地水准面是假设地球表面由完全静止的海水所包围的曲面。正高是沿重力方向地面上任意一点到大地水准面的距离，在位差理论中，正高的算法是用沿水准路线的位差比重力平均值。由于重力平均值无法准确得出，所以较难求解出正高值。为了解决这个问题，用地面点的正常重力值替换重力平均值，而对于水准路线上的重力使用实测重力值。高程起算面由于重力值的改变发生变化，此时的测量的大地水准面应为似大地水准面，是经过理论处理的大地水准面。海洋上的似大地水准面与大地水准面相一致，但根据原理，陆地上的似大地水准面就有所不同。沿重力方向，地面点与似大地水准面之间的距离为正常高，所以似大地水准面作为正常高的起算面，而这样的高程系统为正常高系统。正常高系统是我国的法定高程系统。定义一个参考椭球面作为大地高的起算面，当参考椭球面的设定不同时，所计算出的大地高也不同。大地水准面差距（N）是参考椭球面到大地水准面的距离，而参考椭球面到似大地水准面的距离为高程异常（ξ）。所以地面点的大地高（H）等于其正高加上大地水准面差距，或者等于正常高加上高程异常。已知任意地面点的大地高和高程异常，就可以求出其正常高。精化似大地水准面的基础就建立在采用GPS定位，测出大地高，精确确定区域内的高程异常，就能转准确得出区域的正常高。 二、区域似大地水准面精化方法在测量中的技术路线 常用来区域似大地水准面精化的方法，就是根据莫洛坚斯基理论，结合重力测量资料、地形数据，利用高阶次的重力场模型以及移去恢复技术，将区域重力似大地水准面计算出来。于此同时，在GPS点上观测水准高程，利用其构成GPS 水准网，推导出GPS水准似大地水准面。通过最小二乘法，最后将区域重力似大地水准面和GPS水准似大地水准面拟合成一个曲面。GPS/水准点的高精度能够纠正高分辨率重力似大地水准面，将重力似大地水准面的高分辨率和GPS似大地水准面的高精度相结合，并且优势互补，这是区域似大地水准面精化的主要特点。

大地水准面、似大地水准面、参考椭球面区别与关系

参考椭球面：实则就是我们所做的参考椭球表面是一个理想化的球面，可以完全利用数学公式表示球面上的点， 大地水准面：设想一个与静止的平均海水面重合并延伸到大陆内部的包围整个地球的封闭的重力位水准面。大地水准面是大地测量基准之一，确定大地水准面是国家基础测绘中的一项重要工程。它将几何大地测量与物理大地测量科学地结合起来，使人们在确定空间几何位置的同时南极地区布格大地水准面，还能获得海拔高度和地球引力场关系等重要信息。大地水准面的形状反映了地球内部物质结构、密度和分布等信息，对海洋学、地震学、地球物理学、地质勘探、石油勘探等相关地球科学领域研究和应用具有重要作用。 似大地水准面：似大地水准面——从地面点沿正常重力线量取正常高所得端点构成的封闭曲面。似大地水准面严格说不是水准面，但接近于水准面，只是用于计算的辅助面。它与大地水准面不完全吻合，差值为正常高与正高之差。正高与正常高的差值大小，与点位的高程和地球内部的质量分布有关系，在我国青藏高原等西部高海拔地区，两者差异最大可达3米，在中东部平原地区这种差异约几厘米。在海洋面上时，似大地水准面与大地水准面重合。 关系以及用途是这样的： 正高是指从一地面点沿过此点的重力线到大地水准面的距离。是天文地理坐标(Ψ，λ，Hg)的高程分量。因此，大地水准面则是正高的定义基础。 正常高是指从一地面点沿过此点的正常重力线到似大地水准面的距离。因此，似大地水准面则是正常高的定义前提。我国规定采用的高程系统是正常高系统。如果不是进行科学研究，只是一般使用，正常高系统结果在国内也可以称为海拔高度。 大地高是指从一地面点沿过此点的地球椭球面的法线到地球椭球面的距离。是大地地理坐标（B，L，H）的高程分量H。 大地高与正常高的差异叫做高程异常，GPS测定的是大地高，要求正常高必须先知高程异常。在局部GPS网中巳知一些点的高程异常（它由GPS水准算得），考虑地球重力场模型，利用多面函数拟合法求定其它点的高程异常和正常高。

似大地水准面精化替代水准测量差异分析

似大地水准面精化替代水准测量差异分析 文章基于沈阳市的高精度似大地水准面模型值与四等水准测量实测值值，进行了对比及分析，以真实数据阐述似大地水准面精化成果替代水准测量的理论性与可能性。 标签：似大地水准面精化；控制点高程拟合；差异分析；取代水准 引言 随着GPS定位技术的高速发展，人们已经能够在10-7-10-9精度量級上，简捷而经济地解求测点平面位置，但却不能以相同精度解求测点高程；水准测量可以精确解决高程问题，但对于城市测量应用，测量过程稍显复杂，劳动强度、作业时间及人力成本投入较大。为兼顾这一问题，GPS定位技术与似大地准面拟合技术的有机结合，使城市空间三维坐标的获取变得越来越简单、越来越便捷、也越来越精准。 似大地水准面精化成果究竟能否取代水准，或者在什么范围程度上取代水准测量，文章就以沈阳市似大地水准面拟合模型实地定位测量数据与水准测量值对比分析结果为基础，阐述其理论与实际操作的可能性。 1 实验方案 （1）在沈阳市似大地水准面精化范围内，选取18个均匀分布的点位，间距约为2km，点位选取需同时满足RTK观测要求及水准测量要求，选线区域贯穿沈阳市的三个建成区，总长度约35km。 （2）采用天宝双频GPS接收机（内置似大地水准面拟合模型），南方双频GPS接收机（内置似大地水准面拟合模型），分别测取待求点的平面坐标及拟合高程值。 观测要求：RTK天线三脚架稳定支撑，有效观测卫星数≥4，固定解且收敛稳定，观测平面收敛阈值不超过2cm，垂直收敛阈值不超过3cm；每点3测回以上，每测回不少于10个观测值，取平均值作为最后结果。 （3）采用高精度莱卡DNA03电子水准仪及配套因瓦尺，按四等水准测量精度要求，闭合水准测量方式，逐点测量待求点高程，按四等闭合差要求进行平差计算，求取高程及高差值。 2 比对方案 （1）不同GPS接收机三维坐标差异值（x、y、z）比对。

似大地水准面的精化DOC

随着科技的进步及城市测量基准的发展，高分辨率、高精度的城市级似大地水准面已成为现代测绘发展，尤其是信息化城市所必需的基本条件。利用GPS定位技术以及现代地球重力场的确定理论和方法，来建立好精度、高分辨率的区域似大地水准面，具有特别重大的科学意义、社会意义和经济效益。 本文首先系统地介绍了GPS水准拟合法在确定似大地水准面中的应用，将常规的几何拟合法分为函数模型法、统计模型法、综合模型法三大类，详细介绍了他们的原理与特点，在此基础上介绍了GPS水准数据结合地球重力场模型和地形改正模型，采用移去一拟合一恢复法精化大地水准面的理论与实施步骤。 文章最后重点研究了以我国新一代似大地水准面CQG2000 为平台，结合GPS水准数据精化区域似大地水准面的理论与方法。将其作为一个平台，结合部分高精度GPS水准数据，借鉴移去恢复法原理提高区域（似）大地水准面的计算精度。此外，本文给出了具体思想和计算步骤，并对移去恢复方法的可行性和优越性作了分析和探讨，并研究了GPS水准点个数和间距对精化结果的影响。 关键词：似大地水准面；GPS水准；移去-恢复技术；CQG2000

ABSTRACT With the progress of scie nee and tech no logy and the developme nt of city measurementdatum, high resolution and high precision level city like the geoid has become a modern surveying and mapping development, especially the information necessary to the city fun dame ntal con diti ons. Using GPS tech no logy and moder n determ in ati on of the pla net's gravitati onal field theory and method, to build good precisi on, high resoluti on areas like the geoid, have special major scientific significanee, social significanee and economic ben efits. This paper first in troduces GPS to determ ine the level of legal in like the geoid, the applicati on of the conven tio nal geometric intends to legal divided into function model method, statistical model method, in tegrated model method three categories, detailed in troduces their prin ciple and features are in troduced in this paper with GPS leveli ng data earth gravity field model and topographic correction model, a move to a unity to refining geoid recovery act the theory and impleme ntati on procedures. Fin ally, i n our country mai nly studied a new gen erati on like the geoid CQG2000 as the platform, combi ned with GPS leveli ng data refine the area like geoid theory and method. Will it as a platform, combined with high level of GPS data, from the recovery act to remove the principle to improve regional (like) geoid calculation accuracy. In addition, this paper gives the specific ideas and calculation steps, and to remove the feasibility and advantage of recovery method is analyzed and discussed, and the

浅谈似大地水准面精化的方法

浅谈似大地水准面精化的方法 摘要：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,在高精度、高分辨率(似)大地水准面模型的支持下,利用GPS技术可以直接测定正高或正常高,从而取代传统复杂的水准测量方法,使得平面控制网和高程控制网分离的传统大地测量模式成为历史。因此,精化大地水准面是一个国家或地区建立现代高程基准的主要任务之一。 关键词：似大地水准面；精化 Abstract: the geoid or like the geoid is geographic space information for the elevation datum, in high precision, high resolution (like) the geoid model, with the support of using GPS technology can be determined directly ZhengGao or normal high, can replace the traditional complex level measurement method, and makes the plane control nets and elevation control network of traditional land measurement separation mode become history. Therefore, refining geoid face is a country or region to establish a modern elevation is one of the main tasks of the benchmark. Keywords: like the geoid; Refine the 1、大地水准面的概念 大地水准面是指与全球平均海平面（或静止海水面）相重合的水准面。大地水准面是描述地球形状的一个重要物理参考面，也是海拔高程系统的起算面。由静止海水面并向大陆延伸所形成的不规则的封闭曲面。它是重力等位面，即物体沿该面运动时，重力不做功。 2、似大地水准面的概念 从地面点沿正常重力线量取正常高所得端点构成的封闭曲面。似大地水准面严格说不是水准面，但接近于水准面，只是用于计算的辅助面。它与大地水准面不完全吻合，差值为正常高与正高之差。但在海洋面上时，似大地水准面与大地水准面重合。 3、为什么进行似大地水准面精化 精确求定区域大地水准面是大地测量学的一项重要科学目标，也是一个极具实用价值的工程任务。厘米级似大地水准面是现代测绘，尤其是空间技术和信息化服务所必需的基本数据。结合高精度C级GPS网建立似大地水准面，不仅可

区域大地水准面精化的作用

区域大地水准面精化的作用 来源：日期：2007-10-6 11:00:22 人气：48 录入： 摘要 我国现行的各种测绘基准，基本上是20世纪50－80年代建成的，它已越来越不适应当前国民经济和国防建设的需求。我国大地控制点位精度较低，坐标系是二维的、非地心的、非动态的，只覆盖了大陆，未能覆盖整个国土和海域。此外，由于测绘基础设施历经多年人为破坏与自然破坏，未能复测和更新，难以发挥其应有的基准作用。随着社会的发展和科学技术的进步，用于建立和维持大地测量基准的技术手段、工具和理论方法发生了巨大的变化。国家测绘局为满足新技术条件下国民经济建设、国防建设及地球科学研究对三维动态大地测量基准框架的需求，确定了我国大地测量在“十五”期间的发展目标，组织有关专家多次讨论，编写了国家地理空间信息基准框架工程（简称“框架工程”）建议书、可行性研究报告、项目设计书等。其目的是在21世纪初建立一个高精度、三维、动态、多功能的国家空间坐标基准框架、国家高程基准框架、国家重力基准框架，以及由GPS、水准、重力等综合技术精化的高精度、高分辨率似大地水准面。该框架工程的建成，将为基础测绘、数字中国地理空间基础框架、区域沉降监测、环境预报与防灾减灾、国防建设、海洋科学、气象预报、地学研究、交通、水利、电力等多学科研究与应用提供必要的测绘服务，具有重大的科学意义和经济效益。 因此，各地区在从事区域大地水准面精化时，一定要考虑与今后建设国家现代化测绘基准和全国大地水准面精化目标的一致性。在“框架工程”项目设计中，国家GPS大地控制网分A、B级网布测。其中A级网点位主要布设在国家一等水准环结点、水准基岩点、验潮站处，且满足GPS观测条件、能够长期保存。该类点位应重新埋设标石，满足GPS、水准、重力观测要求，尽量选埋在稳定的基岩上。B级网点位主要选择国家一、二等水准路线的结点、基本点处，在水准环内部均匀布点。采取上述点位布设的目的主要是：通过A级网的定期复测，与国家空间坐标基准实现精确、动态的传递；提高整个国家GPS大地控制网的成果精度、可靠性及图形强度；通过定期复测，加强一等水准网的大尺度稳定性沉降监测；结合精密水准测量、绝对重力测量等技术，完善我国多维大地基准框架。 精化区域大地水准面与建立地方基础控制网的关系 根据国家基础测绘任务分工，国家测绘局负责坐标基准、坐标系统、坐标框架建设，三、四等控制建设一般由各省测绘局负责。各省测绘局应按照当地已有大地控制点的情况进行全面规划、设计和布设GPSC级网。 C级网布设密度《国家三角测量和精密导线测量规范》规定，二等三角网的边长平均应在13公里左右，一般边长可在10至18公里范围内变通。三等三角网边长，一般应在8

论似大地水准面精化分析研究

论似大地水准面精化分析研究 发表时间：2019-11-22T11:43:49.277Z 来源：《建筑学研究前沿》2019年17期作者：龙雄华 [导读] 观测之前需把垂直收敛阈值设置在小于3厘米内。经过前后精化点位高程异常值ξ对比，从而达到区域似大地水准面模型的质量与实效的检测。 中国能源建设集团广西电力设计研究院有限公司 摘要：现阶段，因GPS技术快速发展，能为观测提供准确点位，并与水准等常用精密高程测量手段及精密重力测量手段结合，可测出某地的高程异常。由此，似大地水准面精化变成可能，如何实现是本文研究重点。本文通过似大地水准面的精化方法及精化计算，并应用似大地水准面成果的检测方法分析，以此检验似大地水准面模型的质量与实际成效，以此提供一定借鉴作用。 关键词：似大地水准面；GPS水准；重力；高程异常 因地球地面高低不平，通过常规水准测量与重力测量等技术手段开展地表变形周期观测，其任务重、时间紧、难度大，而似大地水准面精化能为观测带来极大便利，因此研究似大地水准面精化具有深远意义。 1似大地水准面的概述 大地水准面既是几何面又是物理面，如同地球被静止不动的海水所围的一个曲面，是正常高的起算面，也称为重力等位面。 基于位差理论分析，H正高=W?Gm，其中Gm是重力平均值，W是该点沿水准路线所测得的位差。因Gm数值未能精准算出，正高解算难度加大。因此，通常是使用待定点的正常重力值Rm近似等于Gm。水准路线上重力采用实测重力值。其中，重力值的变化会引发高程起算面的变化，即不再是大地水准面，却变成了似大地水准面。在海洋上，似大地水准面与大地水准面相同，但在陆地上具有一定差异性，是正常高的起算面，换句话说沿重力线到似大地水准面的距离称为正常高。 精确求大地水准面的差距N，则是对大地水准面的精化，精确计算高程异常ξ，则是对似大地水准面的精化。现阶段使用的法定高程系统是正常高系统，对似大地水准面精化等同于根据一定的分辨率计算高程异常值。 伴随GPS技术应用于测量的成熟度越来越高，已是似大地水准面精化的常用技巧，通过GPS定位技术能很快获得某地的WGS84坐标及大地高，只需在某地精准求出高程异常ξ，即可获得正常高，实现了以往测量技术难以达到的技术水平，其作为当前精化似大地水准面的特色。 2精化似大地水准面的方法 精化似大地水准面的常用方法有GPS水准（似）大地水准面的确定、重力（似）大地水准面的确定、GPS水准似大地水准面与重力似大地水准面的联合等，下面一一介绍： 2.1 GPS水准（似）大地水准面的确定 某位点的高程异常是指任一点的大地高和正常高（海拔高）两者之差。通常来讲，区域大地水准面的精化是要创建C级GPS控制网，并与二等或三等水准测量手段结合使用。C级GPS网点的大地高测定精度通常是2-5cm；基于三等水准、长度20公里的路线来统计，水准网的传递误差在2-3cm之间；因我国范围大，似大地水准面变化大，重力数据缺失较为严重，有些地区根本没有重力数据，由此造成了大地水准面难以精确，它的误差等级是厘米或者更大。重力测量作为一项测量时间大、投入大的工作来讲，区域大地水准面的精化是需要建立在已有重力场相关数据之上开展。 2.2 重力（似）大地水准面的确定 重力（似）大地水准面的确定通常运用移去-恢复方法，该法通过重力场的“可叠加性”理论，依次处置波长不同的含量，后用简单叠加手段复原该地局部重力场。该方法本质在于通过重力与DEM数据，结合重力有关模型，以此来达到（似）大地水准面的确定。重力大地水准面的计算通常使用经典的斯托克斯（Stokes）公式与莫洛金斯基（Molodensky）级数进行。 2.3 GPS水准似大地水准面与重力似大地水准面的联合 联合法是基于上述两种方法综合而成的，因为上述方法存有的多种水平与垂直的误差，如重力数据误差和地球重力场模型引起的似大地水准面误差、GPS测量误差、水准测量误差等。所以，综合两种方法可大大消除或减弱存在的误差，如多项式拟合法、最小二乘法、最小二乘配置法和 Fourier级数等。 3精化似大地水准面的设计 （1）设计前提是应建立在与全国测绘基准相统一，将该地区基础测绘控制网规划好、建设好，使用现有资料和国家似大地水准面精化相统一。 （2）GPS水准点边长的确定：GPS水准格网边长。 （3）区域似大地水准面精化误差来源：GPS测定大地高的误差、水准测量误差、重力测量误差、数字高程模型（DEM）的误差。 4外业观测及数据处理 各等级GPS观测应与GPS控制网观测相同。各等级水准观测应执行《国家一、二等水准测量规范》、《国家三、四等水准测量规范》。 GPS网在处理数据过程中要以国家2000控制网作为基础进行，数据要统一，卫星轨道选择IGS精密星历完成有关工作。 GPS控制网平差选用逐级计算，逐级控制，将我国基准站和该地区附近区域的GPS连续运行站作为基础，把它们当作框架点对待，用三维约束平差的法则，计算获得B级点位的坐标，再次按上述方法进行，从而求得C级点位有关数据。 5似大地水准面的精化计算 选用现有重力、地形、重力场模型以及水准等数据获得接近实际的资料，选用物理大地测量基础内容，经移去-恢复技术求得某地似大地水准面。计算流程如图1所示。

第5课时第1章1.4区域似大地水准面精化

第1章 大地测量 §1.4区域似大地水准面精化案例 知识点： 一、似大地水准面精度与分辨率 二、似大地水准面精化基础数据要求 三、高程异常控制点的布设 四、数据处理 五、似大地水准面精度检验 规范《区域似大地水准面精化基本技术规定 知识点一、似大地水准面精度与分辨率 1.精度表示 2.目的、分级、分辨率 3.各级应用目标 4.各级似大地水准面精度与分辨率要求 1精度：由格网平均高程异常相对于本区域内各高程异常控制点的高程异常平均中误差表示。 2 分辨率：以一定分辨率的格网平均高程异常来表示， 主要目的：用于不同比例尺地形图的高程点测定， 分为三类：按照用途不同，划分为： 国家似大地水准面、 似大地水准面和 城市似大地水准面。 3 国家似大地水准面、省级似大地水准面和城市似大地水准面分别以满足1：5万、1∶1万和1：500基本比例尺地形图测制为基本应用目标，

其分辨率和精度的确定以不超过图根高程控制点的高程中误差（基本等高距的1/10）为最低精度 4 各级似大地水准面的精度和分辨率应不低于下表规定 知识点二、似大地水准面精化基础数据要求 似大地水准面精化基础数据要求 1.格网平均重力异常的分辨率和精度 2.数字高程模型的分辨率和精度 3.高程异常控制点测量精度 1.格网平均重力异常的分辨率和精度 采用的格网平均重力异常分辨率应不低于下表规定。 格网平均重力异常的精度以格网平均重力异常的代表误差表示，格网平均重力异常的代 表误差计算公式为 式中，为格网平均重力异常代表误差，单位为10-5m/s2； 为平均重力异常格网分辨率，单位为角分；

c为平均重力异常代表误差系数。 2.数字高程模型的分辨率和精度 所采用的数字高程模型（dem）分辨率应不低于下表的规定。 各级数据高程模型分辨率 数字高程模型的精度不低于国家1∶5万比例尺数字高程模型的数据，其格网间距不大于25m×25m，格网高程中误差不大于下表的要求。 各类地形格网高程中误差 3.高程异常控制点测量精度 （1）用于精化国家似大地水准面的高程异常控制点，其坐标和高程精度应不低于 b级gps 网点和国家二等水准网点的精度。 （2）用于精化省级似大地水准面的高程异常控制点，其坐标和高程精度应不低于 c级gps 网点和国家三等水准网点的精度。 （3）用于精化城市似大地水准面的高程异常控制点，其坐标和高程精度应不低于 c级gps 网点和国家三等水准网点的精度。 知识点三、高程异常控制点的布设 1.技术设计准备 2.点位布设原则 3.外业观测 1.技术设计准备

似大地水准面精化

似大地水准面精化 一、填空题（共12题，100分） 1、似大地水准面精化的工作：主要包括（）两项内容。 正确答案：外业观测和数据处理 2、“三高系统”指（）（）（） 正确答案：正高、正常高、大地高 3、正高：点沿（）线到（）面的距离。 正常高：点沿（）线到（）面的距离 大地高：点沿（）线到（）面的距离。 大地水准面差距=（） 高程异常=（） 大地水准面精化，精确测定（）的大小。 似大地水准面精化，精确测定（）的大小 正确答案： 正高：点沿（铅锤）线到（大地水准面）面的距离。 正常高：点沿（正常铅锤）线到（似大地水准面）面的距离 大地高：点沿（法）线到（参考椭球面）面的距离。 大地水准面差距=（大地高-正高） 高程异常=（大地高-正常高） 大地水准面精化，精确测定（大地水准面差距）的大小。 似大地水准面精化，精确测定（高程异常）的大小 4、似大地水准面精化高程异常控制点的布设原则： a:（）性，高程异常控制点应均匀分布于似大地水准面精化区域。

b:（）性，高程异常控制点应具有代表性，点位在不同地形类别区域均应占有一定比例；在地形变化剧烈的地区适当加大高程异常控制点密度。 c:间距要求，相邻控制点间距（）相应精度要求 d:精度要求，用于精化国家级，其坐标和高程精度应不低于（）级GPS网点和国家（）等水准网点的精度；用于精化省级和城市级的，不低于C级GPS点和三等水准网点的精度）。 e:优先利用现有点，同时检查旧点的（） f:上交资料，选点图、点之记、工作总结。 正确答案：均匀、代表、≤、B、二、完好性和可靠性 5、精化似大地水准面的外业观测内容有（）（）（） 正确答案：GPS控制测量、水准测量、重力测量 6、影响局部大地水准面精化结果精度的因素 (1)推估时作为起始数据的（）的精度和分辨率； (2)内插点所在地区（）的精度和分辨率； (3)内插点所在地区（）的精度和分辨率。 正确答案：GPS水准网、重力异常、数字地形模型 7、区域似大地水准面精化的误差来源：（）（）（）（） 正确答案：GPS测高误差、几何水准测量误差、重力测量误差、模型误差 8、似大地水准面的精度:（）相对于本区域内各高程异常控制点的（）平均中误差。 似大地水准面的分辨率:似大地水准面模型采用的等角格网（）。 GNSS测高程的精度：城市（）cm,平原、丘陵（）cm,山区15cm。 正确答案：格网平均高程异常、高程异常、间距、5、8

似大地水准面的精化

摘要 随着科技的进步及城市测量基准的发展，高分辨率、高精度的城市级似大地水准面已成为现代测绘发展，尤其是信息化城市所必需的基本条件。利用GPS定位技术以及现代地球重力场的确定理论和方法，来建立好精度、高分辨率的区域似大地水准面，具有特别重大的科学意义、社会意义和经济效益。 本文首先系统地介绍了GPS水准拟合法在确定似大地水准面中的应用，将常规的几何拟合法分为函数模型法、统计模型法、综合模型法三大类，详细介绍了他们的原理与特点，在此基础上介绍了GPS水准数据结合地球重力场模型和地形改正模型，采用移去一拟合一恢复法精化大地水准面的理论与实施步骤。 文章最后重点研究了以我国新一代似大地水准面CQG2000 为平台，结合GPS水准数据精化区域似大地水准面的理论与方法。将其作为一个平台，结合部分高精度GPS水准数据，借鉴移去恢复法原理提高区域(似)大地水准面的计算精度。此外，本文给出了具体思想和计算步骤，并对移去恢复方法的可行性和优越性作了分析和探讨，并研究了GPS水准点个数和间距对精化结果的影响。 关键词：似大地水准面；GPS水准；移去-恢复技术；CQG2000

ABSTRACT With the progress of science and technology and the development of city measurement datum, high resolution and high precision level city like the geoid has become a modern surveying and mapping development, especially the information necessary to the city fundamental conditions. Using GPS technology and modern determination of the planet's gravitational field theory and method, to build good precision, high resolution areas like the geoid, have special major scientific significance, social significance and economic benefits. This paper first introduces GPS to determine the level of legal in like the geoid, the application of the conventional geometric intends to legal divided into function model method, statistical model method, integrated model method three categories, detailed introduces their principle and features are introduced in this paper with GPS leveling data earth gravity field model and topographic correction model, a move to a unity to refining geoid recovery act the theory and implementation procedures. Finally, in our country mainly studied a new generation like the geoid CQG2000 as the platform, combined with GPS leveling data refine the area like geoid theory and method. Will it as a platform, combined with high level of GPS data, from the recovery act to remove the principle to improve regional (like) geoid calculation accuracy. In addition, this paper gives the specific ideas and calculation steps, and to remove the feasibility and advantage of recovery method is analyzed and discussed, and the GPS leveling point number and the spacing to refine the affect the result.

大地水准面、似大地水准面的若干问题

参考椭球面实在就是我们所做的参考椭球表面是一个理想化的球面，可以完全利用数学公式表示球面上的点， 大地水准面：设想一个与静止的平均海水面重合并延伸到大陆内部的包围整个地球的封闭的重力位水准面。大地水准面是大地测量基准之一，确定大地水准面是国家基础测绘中的一项重要工程。它将几何大地测量与物理大地测量科学地结合起来，使人们在确定空间几何位置的同时南极地区布格大地水准面，还能获得海拔高度和地球引力场关系等重要信息。大地水准面的形状反映了地球内部物质结构、密度和分布等信息，对海洋学、地震学、地球物理学、地质勘探、石油勘探等相关地球科学领域研究和应用具有重要作用。 似大地水准面；似大地水准面——从地面点沿正常重力线量取正常高所得端点构成的封闭曲面。似大地水准面严格说不是水准面，但接近于水准面，只是用于计算的辅助面。它与大地水准面不完全吻合，差值为正常高与正高之差。正高与正常高的差值大小，与点位的高程和地球内部的质量分布有关系，在我国青藏高原等西部高海拔地区，两者差异最大可达3米，在中东部平原地区这种差异约几厘米。在海洋面上时，似大地水准面与大地水准面重合。 他们之间的关系以及用途是这样的： 正高是指从一地面点沿过此点的重力线到大地水准面的距离。是天文地理坐标(Ψ，λ，Hg)的高程分量。因此，大地水准面则是正高的定义基础。 正常高是指从一地面点沿过此点的正常重力线到似大地水准面的距离。因此，似大地水准面则是正常高的定义前提。我国规定采用的高程系统是正常高系统。如果不是进行科学研究，只是一般使用，正常高系统结果在国内也可以称为海拔高度。 大地高是指从一地面点沿过此点的地球椭球面的法线到地球椭球面的距离。是大地地理坐标（B，L，H）的高程分量H。 大地高与正常高的差异叫做高程异常，GPS测定的是大地高，要求正常高必须先知高程异常。在局部GPS网中巳知一些点的高程异常（它由GPS水准算得），考虑地球重力场模型，利用多面函数拟合法求定其它点的高程异常和正常高。

运用GPS拟合高程精化区域似大地水准面

运用GPS拟合高程精化区域似大地水准面 摘要：本文通过工作实例，阐明了GPS高程+水准高程拟合法在似大地水准面精化中的应用，通过GPS高程重合点的拟合，建立局部似大地水准面模型，同时指出增加GPS水准数据为似大地水准面精化提供了基础保证。 关键词：似大地水准面精化，高程拟合，高程异常 1引言 高精度似大地水准面的建立，不仅可以建立与地方大地测量坐标相一致的精确的大地平面控制网，而且可以快速地获取地面点的高程，极大地改善传统高程测量作业模式，取代城市四等乃至三等水准测量，使费用高、难度大、周期长的传统水准测量工作量减少到最低程度，满足目前数字基础地理信息采集的迫切需要，应用于大地数据库的建立、4D产品开发等方面，具有特别重要的科学意义。 本文就应用水准联测GPS点建立似大地水准面及通过增加GPS水准联测精化似大地水准面，继而为GPS-RTK快速测定待测点高程提供依据。 2 GPS高程的测定方法 由于采用GPS观测所得到的是大地高，为了确定出正高或正常高，需要有大地水准差距或高程异常数据。获取大地水准面差距或高程异常的方法如下：从高程异常图或大地水准面差距图分别查出各点的高程异常值ξ或大地水准面差距，然后分别采用下面两式可计算出正常高H和正高 正常高：H=H-ξ ① 正高：H=H-g ② 由于似大地水准面和大地水准面之间的差异很小，在小范围内g与ξ差异更小，在实际应用中一般不可区分正高与正常高。 3似大地水准面的测定 用GPS按D、E级精度测定部分等级水准点在WGS-84坐标系中的三维坐标，特别是水准点的大地高，与水准点的正高比较，就得到了GPS点的高程异常，再以内插的方法就可以求得测区任意一点的高程异常，若该点具有GPS 大地高成果，则此的正常高也就得到了，这样就建立了似大地水准面模型。因此

区域似大地水准面精化成果检验方法分析

区域似大地水准面精化成果检验方法分析 发表时间：2017-12-06T10:59:39.967Z 来源：《基层建设》2017年第25期作者：邓玉贞[导读] 摘要：似大地水准面精化是现代测绘基准体系的重要组成部分，它的推广应用可改变传统高程测量模式。 四川恒信四维测绘有限公司 610041 摘要：似大地水准面精化是现代测绘基准体系的重要组成部分，它的推广应用可改变传统高程测量模式。本文介绍了我国目前域似大地水准面精化成果，对似大地水准面精化的意义与检测方法作了阐述，用实际例子的测量结果作检验分析，为区域似大地水准面精化检验工作提供参考。 关键词：似大地水准面；精化成果；检验方法 1全国精化似大地水准面成果情况 区域似大地水准面的原理和方法主要是利用重力、地形数据以及高阶次的重力场模型，按照莫洛金斯基理论及移去—恢复技术计算出该区域重力似大地水准面。同时利用GPS 点上观测的水准高程，组成 GPS 水准网，实质就是高程异常网，计算出 GPS 水准似大地水准面。然后通过最小二乘法将两个似大地水准面拟合成一个曲面，得到最终的似大地水准面模型。其一般计算流程如图1所示。 图1大地水准面计算流程图 在现今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同等重要，也是一个国家或地区建立现代高程基准的主要任务，以此满足国家经济建设和测绘科学技术发展以及相关地学研究的需要。自20世纪50年代开始，我国先后建立了一系列的全国性似大地水准面模型。CQG60是1954年北京坐标系下的第一代似大地水准面模型，其分辨率为200-500km，精度为±3~±10m，后将其转换到1980西安坐标系成为CQG80。2000年在重力似大地水准面CNGG2000的基础上，以GPS水准拟合解得到新一代似大地水准面模型CQG2000，分辨率为5'x5'，通过与全国GPS水准点比较精度为±0.44m。据不完全统计，目前建立了高分辨率高精度似大地水准面的省、市及工程有：海南、江苏、河北、青海、广东、广西、山西、香港特别行政区，无锡、青岛、常州、长治、朔州、大同、晋中、哈尔滨松北、东莞、广州、沈阳、莆田、深圳、大连、银川，“南水北调”西线工程等。 2城市似大地水准面精化的意义 精化城市似大地水准面，将城市似大地水准面的精化精度达到厘米级。有以下几个意义：首先，促进城市现代测绘基准体系的建设。综合应用各种大地测量技术，建立由城市连续运行卫星定位参考站构成的城市大地框架网；建立由城市GPS基本网构成的新一代城市大地基本网；优化城市高程基本网；完善城市空间大地控制网和高程控制网，不断提高其精度和现势性。 然后，推动网络RTK技术的快速应用，使RTK技术不仅可以确定平面位置，还可以代替低等级和三、四等甚至相当于二等的水准测量，改变高程测量模式，使费用高、劳动强度大、周期长的传统水准测量工作减少到最低限度，满足目前城市测量、大型工程建设以及大比例尺测区的需要，具有非常重要的实用价值和现实意义，也将产生巨大的经济效益和社会效益。还有，满足城市能源、交通、环境治理、城市规划与建设等各行各业的需要，提供测绘支持和保障，加快城市国民经济和国防建设。加速数字城市的信息化建设，通过对GPS水准、重力数据的计算处理，精化城市似大地水准面，改变高程作业模式，满足大比例尺测图需要、 提供亚厘米级的高精度工程水准成果，从而推动和加速数字城市的建设。最后，伴随城市基础地理信息系统的建设，构建城市大地测量数据库，为建立城市测绘基准管理信息系统及其数据共享打好基础。 3似大地水准面误差来源 似大地水准面的精化，其实是几何大地测量和物理大地测量的综合运用，是大地测量成果和地形测量成果的综合利用。先进的计算方法虽然可以正确有效地利用不同类型的重力场相关信息和数据，但似大地水准面计算的最终成果的分辨率和精度主要取决于数据的质量、分辨率和精度。局部大地水准面精化的最后结果的精度和3个因素有关，一是推估时作为起始数据的GPS水准网的精度和分辨率，二是内插点所在地区重力异常的精度和分辨率，三是内插点所在地区数字地形模型的精度和分辨率。 4精度检验方法 根据我国测绘工作相关规定，检验点的数量应满足国家级似大地水准面不少于200个，省级似大地水准面不少于50个，城市似大地水准面不少于20个。 4.1内符合精度检验 4.1.1整体检测精度统计 为便于比较，对似大地水准面模型进行整体内符合精度检测。利用式(1)求得实测高程异常值 ζ igps 。 ζ igps = H － h (1) 式中 ζ igps 为实测高程异常，H 为大地高，h 为正常高。利用式(2)求得实测高程异常和模型高程异常的不符值。

珠海市陆海统一似大地水准面的确定_胡冬芽

第４１卷第６期２０１６年６月 测绘科学 Ｓｃｉｅｎｃｅ　ｏｆ　Ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ　ａｎｄ　Ｍａｐｐｉｎｇ Ｖｏｌ．４１Ｎｏ．６ Ｊｕｎ．２０１ ６ 作者简介：胡冬芽（１９７２—），男，江 西新余人，高级工程师，硕士，主要 研究方向为测绘地理信息实用技术。 Ｅ－ｍａｉｌ：１３０４４２７０５１＠ｑｑ．ｃｏｍ 收稿日期：２０１５－０４－２８ 珠海市陆海统一似大地水准面的确定 胡冬芽１，安向东２，黎　彬１，马德富１ （１．珠海市测绘院，广东珠海　５１９０１５；２．武汉大学卫星导航定位技术研究中心，武汉　４３００７９） 摘　要：针对通常的似大地水准面模型较少涉及海域的情况，该文基于重力数据和地形数据，采用顾及各类地形位及地形引力影响的第二类Ｈｅｌｍｅｒｔ凝集法计算了珠海重力似大地水准面；利用高分辨率和高精度的地形数据来恢复大地水准面短波部分，提高了似大地水准面的精度；利用２５个高精度全球卫星导航系统水准资料与重力似大地水准面进行了独立比较，其精度为０．０１２ｍ；然后，采用球冠谐方法，将重力似大地水准面与２５个全球卫星导航系统水准数据联合，建立了珠海市海陆统一的似大地水准面模型，其精度为０．００８ｍ；最后，利用１５个全球卫星导航系统／水准点对似大地水准面模型进行了外部检核，精度为０．０１０ｍ。 关键词：似大地水准面；ＧＮＳＳ控制网；测绘基准；陆海统一；重力场模型 【中图分类号】Ｐ２２４．１ 【文献标志码】Ａ 【文章编号】１００９－２３０７（２０１６）０６－００７５－０５ ＤＯＩ：１０．１６２５１／ｊ．ｃｎｋｉ．１００９－２３０７．２０１６．０６．０１６ Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｑｕａｓｉ－ｇｅｏｉｄ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｕｎｉｆｉｅｄ　ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ　ａｎｄ　ｍａｒｉｎｅ　ｉｎ　ＺｈｕｈａｉＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ　ｇｒａｖｉｔｙ　ｑｕａｓｉ－ｇｅｏｉｄ　ｉｎ　Ｚｈｕｈａｉ　ｗａｓ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　Ｈｅｌｍｅｒｔ’ｓ　ｓｅｃｏｎｄｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｇｒａｖｉｔｙ　ｄａｔａ　ａｎｄ　ｔｏｐｏｇｒａｐｈｉｃ　ｄａｔａ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ　ｏｆ　ｔｏｐｏｇｒａｐｈｉｃ　ｆｉｌｅｄａｎｄ　ｔｏｐｏｇｒａｐｈｉｃ　ｇｒａｖｉｔｙ　ｗａｓ　ａｌｓｏ　ｔａｋｅｎ　ｉｎｔｏ　ａｃｃｏｕｎｔ．Ｄｕｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ｔｏｐｏｇｒａｐｈｉｃ　ｄａｔａ　ｗｉｔｈｈｉｇｈ　ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｈｉｇｈ　ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ　ｗａｓ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｒｅｃｏｖｅｒ　ｔｈｅ　ｓｈｏｒｔ　ｗａｖｅ　ｏｆ　ｑｕａｓｉ－ｇｅｏｉｄ，ｓｏ　ｔｈａｔ　ｔｏ　ｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅ　ａｃｃｕｒａｃｙ　ｏｆ　ｑｕａｓｉ－ｇｅｏｉｄ．Ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｗｉｔｈ　２５ＧＮＳＳ／ｌｅｖｅｌｉｎｇ　ｐｏｉｎｔｓ　ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｌｙ，ｔｈｅ　ａｃｃｕｒａｃｙ　ｏｆ　ｄｅｔｅｒ－ｍｉｎｅｄ　ｇｒａｖｉｔｙ　ｑｕａｓｉ－ｇｅｏｉｄ　ｉｓ±０．０１２ｍ．Ｔｈｅｎ　ｔｈｅ　ＧＮＳＳ／ｌｅｖｅｌｉｎｇ　ｑｕａｓｉ－ｇｅｏｉｄ　ｗａｓ　ｄｅｒｉｖｅｄ　ｗｉｔｈ　ｓｐｈｅｒｉｃａｌｃａｐ　ｈａｒｍｏｎｉｃ　ｍｅｔｈｏｄ　ｂｙ　２５ＧＮＳＳ／ｌｅｖｅｌｉｎｇ　ｐｏｉｎｔｓ，ｓｏ　ｔｈｅ　ｕｎｉｆｉｅｄ　ｑｕａｓｉ－ｇｅｏｉｄ　ｏｆ　ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ　ａｎｄ　ｍａｒｉｎｅ　ｉｎＺｈｕｈａｉ　ｗａｓ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ　ｗｉｔｈ　ａｃｃｕｒａｃｙ　ｏｆ±０．００８ｍ．Ｆｉｎａｌｌｙ，１５ＧＮＳＳ／ｌｅｖｅｌｉｎｇ　ｐｏｉｎｔｓ　ｗｅｒｅ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｅｖａｌｕ－ａｔｅ　ｔｈｅ　ｑｕａｓｉ－ｇｅｏｉｄ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ａｃｃｕｒａｃｙ　ｉｓ　ｂｅｔｔｅｒ　ｔｈａｎ　０．０１０ｍ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｑｕａｓｉ－ｇｅｏｉｄ；ＧＮＳＳ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｎｅｔｗｏｒｋ；ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ　ａｎｄ　ｍａｐｐｉｎｇ　ｄａｔｕｍ；ｕｎｉｆｉｅｄ　ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌａｎｄ　ｍａｒｉｎｅ；ｇｒａｖｉｔｙ　ｆｉｅｌｄ　ｍｏｄｅｌ ＨＵ　Ｄｏｎｇｙａ１，ＡＮ　Ｘｉａｎｇｄｏｎｇ２，ＬＩ　Ｂｉｎ１，ＭＡ　Ｄｅｆｕ１（１．Ｚｈｕｈａｉ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ　ａｎｄ　Ｍａｐ－ｐｉｎｇ，Ｚｈｕｈａｉ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ　５１９０１５，Ｃｈｉｎａ；２．Ｇｌｏｂａｌ　Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ　Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｃｅｎｔｅｒ，Ｗｕｈａｎ　Ｕｎｉｖｅｒ－ｓｉｔｙ，Ｗｕｈａｎ　４３００７９，Ｃｈｉｎａ） ０　引言 大地水准面是地球重力场中代表地球形状且 与平均海平面最为密合的重力等位面，是大地测 量学描述包括海洋在内的地球表面地形起伏的理 想参考面，即高程的起算面。全球卫星导航系统 （ｇｌｏｂａｌ　ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ　ｓａｔｅｌｌｉｔｅ　ｓｙｓｔｅｍ，ＧＮＳＳ）可快速 精确测得地面点的大地高。ＧＮＳＳ测定的大地高结 合高精度大地水准面模型可以快速获得精密海拔 高程。这种测高模式改变了传递高程的概念，无 传递累积误差影响。目前，众多学者已经对省市 级似大地水准面的建立和研究做了很多重要的工 作［１－４］，我国先后建立了广东、广西、广州、武汉 等上百个省市级的似大地水准面模型。精度也在