区域精化似大地水准面成果应用分析研究

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1、区域精化似大地水准面成果应用分析研究摘要：本文基于笔者从事似大地水准面精化的相关工作，以区域精化似大地水准面为研究对象，从三个方面对其测量精度进行了验证，结果表明，省一级的似大地水准面精度完全满足中小比例尺地形测图的要求，基于此，笔者给出了重点应用方向，全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华，相信对从事相关工作的同行能有所裨益。关键词：区域精化似大地水准面地形测量中图分类号：P228文献标识码：A文章编号：1672-3791（2014）04（b）-0037-021全国精化似大地水准面成果情况8关于精化似大地水准面，中国工程院院士宁津生曾这样论述过：/大地水准面是指与全球平均海平面

2、（或静止海水面）相重合的水准面。精化大地水准面对于测绘工作有重要意义。首先，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。其次，GPS（全球定位系统）技术结合高精度高分辨率大地水准面模型，可以替代传统的水准测量方法测定正常高，真正实现GPS技术对几何和物理意义上的3维定位功能。再次，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。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、

3、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省级区域精化似大地水准面成果应用分析某省精化似大地水准面成果是由省测绘局与武汉大学测绘学院合作完成，于2006年12月顺利通过专业鉴定和省级质检站验收。其成果主要确定的分辨率2.5’×2.5’网格似大地水准面，1985国家高程基准下检测外符合精度为±0.033m，局部区域其精度优于±0.03m的省级似大地水准面。2.1外符合精度分别采用省级C级GPS控制网、D级GPS控制网和航控GPS控制网的GPS/水准点对省级区域似大地水准

4、面进行外符合精度检测，得到各类检测精度的加权平均中误差见表1。2.2应用方向分析8省级区域精化似大地水准面的成果应用原理：利用省级范围内的某点WGS-84坐标系下的3维坐标成果（通常是利用GPS获得），即可通过区域内精化似大地水准面计算软件求出待求点的正常高。但通过以上精度分析，我们在对区域精化似大地水准面的成果应用中，还是应保持一种严谨与慎重。以下是精化似大地水准面常用的两个应用方向。首先，表2所列为最新的5全球定位系统城市测量技术规程6中的GNSS（全球导航卫星系统）高程测量主要的技术要求。2.2.1结合GPS技术替代常规几何水准测量应用中，我们首先应该提出两个问题：（1）我

5、们要确定水准测量的等级；（2）精度达不到的情况应采用什么措施。由表2可见省级区域精化似大地水准面1985国家高程基准下检测外符合精度为±0.033m，并考虑到高程异常值的出现，严格说是满足不了城市四等高程精度要求的，但对于图根及碎部的高程测量是可以的。如何既保证在精度上满足四等高程的要求，同时也充分利用区域内精化似大地水准面成果，减少野外工作量。在此，先说明一个基本概念：省级区域精化似大地水准面其成果分辨率为2.5’×2.5’，也就是说，在同一2.5’×2.5’8格网范围内，所采用的高程异常值是一样的（地形起伏不大的地方，相邻格网的相差也不会大），所以，相邻两点同采用GPS（或其

6、他方法）获得的高程之差是准确的。换句话讲，在此格网范围内，相邻两点△H是不受高程异常值影响的，在没有测量粗差的前提下，此△H可满足四等水准测量要求。所以，依此概念我们可以采用以下方法：用少量待测（四等精度高程）点联测测区中（或周边）Ⅲ等（或以上）水准点，再利用测区内所有待测点的相邻高差进行高程传递，联测的高等级水准点应在两个以上，则可以进行简单平差后得到每个点的正常高。同时，可获得这些待测点相对于测区周边的高等级水准点的高程点位中误差，确信其满足四等水准精度。具体步骤如下。（1）在测区待测点中联测不少于3个Ⅲ等水准点。（2）利用“区域精化似大地水准面”进行高程改正得到所有点高程值

7、。（3）计算出所有测段的△H（相邻待测点的高差）和平距。（4）利用测区或附近的高等级水准点和每个测段的△H和平距，根据5城市测量规范6有关精度要求进行整体网的平差计算，得到各待测点的高程正常值。（5）在整个高程网中随机抽取2～3段进行IV几何水准测量或同等精度的测距三角高程测量，得到各测段的△h，并与相应的△H进行比较检测，有关要求按《GB12898-91国家三、四等水准测量规范》执行。（6）有关精度要求。①水准网中最弱点的高程中误差（相对于起算点）不得大于±20mm。②其他有关