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基于重力与GPS水准组合法的大地水准面精化分析作者：许锦辉来源：《科技资讯》2016年第06期摘要：地球物理、大地测量等学科中都对大地水准面精化有过深入的研究与分析。
而且，这也为一种重要的测绘项目。
在当今大地测量学研究中，确定厘米级的局部似大地水准面已经成为了其中的热点，它可以将充分的测绘服务为气象预报、交通、水利、海洋科学、国防建设、放在减灾等学科的研究提供出来。
为了能够将测量准确性进一步提升，文章通过下文对重力与GPS水准组合法相结合的大地水准面精华测量技术进行了分析，首先对基于重力与GPS水准组合法的大地水准面精化分析法的探究背景进行了分析，然后着重的分析了相关的精华分析方法。
那么，通过文章下文的分析，从而为有关单位及工作人员在实际工作中提供一定的的理论和技术支撑。
关键词：重力 GPS水准大地水准面精化分析中图分类号：TU991 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）02（c）-0000-00确定高分辨率、高精度大地水准面的目的是：将重力和GPS水准组合法结合起来，然后将区域内的大水准面精确的研究并确定出来，紧接着将精度高的高程异常值求解出来，从而大大的提升测量的精确性和效率。
1 研究背景分析局部重力场通常将精化大地水准面作为发展目标，也是时变重力场效应、大地测量应用自身和研究活动构造地壳运动的需要。
在增多了观测数据后，也在某种程度上提升了观测精度，而且也提升了地球重力场模型精度。
近年来，开始不断的深入研究者大地水准面的相关内容，各国也将分辨率和精度更高的大地水准面模型研究了出来，并且，对于这方面的研究，我们国家也开始高度的重视起来，区域似大地水准面或者厘米级区域，在我们国家中也将陆续被建立起来。
并且，随着时代的发展，技术的不断革新，更高分辨率和更高精度的大地水准面也将会被研制出来。
2 精化分析2.1 正高与正高系统、大地水准面以椭圆面为基准完成GPS测高的，以水准面为基础的高程系统即我们平时所说的常规测量。
区域似大地水准面精化的方法探讨与精度分析布金伟;左小清【摘要】This paper presents the principle and method of GPS/ leveling fitting the basic theory and the regional quasi bined with concrete examples of regional key comparison, two polynomial curve fitting methods: bilinear interpolation method of triangulation, and weighted average push accuracy estimate method are given to obtain some useful conclusions.The experimental result shows that in the absence of sufficient gravity data, triangulation bilinear interpolation can obtain the ideal accuracy,by which the method of refined quasi geoid height can cover the fourth level.%阐述与GPS/水准高程拟合相关的基本理论及区域似大地水准面精化的原理与方法,并结合区域的具体实例,重点比较二次多项式曲面拟合法、三角剖分双线性内插法、加权平均推估法的精度情况,从中得到结论.实验表明,在没有足够重力数据的支持下,三角剖分双线性内插法获得比较理想的精度,利用该方法精化似大地水准面获得的高程可以代替四等水准.【期刊名称】《测绘工程》【年(卷),期】2017(026)006【总页数】6页(P40-45)【关键词】GPS/水准;区域似大地水准面;二次多项式曲面拟合法;三角剖分双线性内插法;加权平均推估法【作者】布金伟;左小清【作者单位】昆明理工大学国土资源工程学院,云南昆明 650093;昆明理工大学国土资源工程学院,云南昆明 650093【正文语种】中文【中图分类】P228随着全球导航卫星(GNSS)定位技术及连续运行参考站(CORS)的广泛应用，能提供高于10-7相对精度的大地测量数据，但我国使用的高程系统是正常高系统，GNSS 获得的数据高程为大地高。
大地水准面精化1. 引言大地水准面是地球上一种重要的地理参考面，它可以作为测量地形高程和确定位置的基准。
然而，由于地球表面存在不规则的地形和地壳运动，使得现有的大地水准面并不完全精确。
因此，为了提高大地水准面的精度，需要进行精化处理。
本文将介绍大地水准面精化的方法和步骤，以及其在测量和地理信息系统中的应用。
2. 大地水准面的不精确性分析为了理解大地水准面的不精确性，我们需要了解引起其不精确性的因素。
主要有以下几个方面：2.1 地理地貌地球上存在各种复杂的地理地貌，包括山脉、河流、海洋等。
这些地理地貌的存在使得大地水准面在不同的地区产生变化。
2.2 地壳运动地球的地壳是不断运动的，包括板块运动、地震活动等。
这些地壳运动会导致大地水准面的变化。
2.3 大气压力变化大气压力的变化会对大地水准面的测量结果产生影响，因为大气压力变化会引起水平面的变化。
2.4 仪器误差在大地水准面测量过程中，仪器的精度和稳定性也会对测量结果产生影响。
3. 大地水准面精化方法为了提高大地水准面的精度，可以采用以下几种方法进行精化处理：3.1 大地水准线的测量通过测量大地水准线，可以获取地球表面上一系列基准点的高程数据。
这些高程数据可以用来构建大地水准面的数学模型。
3.2 地壳运动的监测通过地壳运动的监测，可以了解地球地壳的变化情况，并将这些变化纳入大地水准面的精化计算中。
3.3 大气压力的补偿通过对大气压力的测量和监测，可以将大气压力的变化对大地水准面的影响进行补偿。
这样可以提高大地水准面的精确度。
3.4 仪器校正定期对仪器进行校正和检查，确保仪器的测量精度和稳定性，从而提高大地水准面的测量精度。
4. 大地水准面精化的应用大地水准面精化的应用主要有以下几个方面：4.1 测量应用通过精化大地水准面，可以提高地形高程的测量精度，为城市规划、水资源管理等提供高精度的地形数据。
4.2 地理信息系统应用大地水准面是地理信息系统的基础数据之一，通过精化大地水准面，可以提高地理信息系统的精确度和可靠性。
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。
似大地水准面精化方法大地水准面精化是指通过一系列测量方法和数据处理技术，对大地水准面进行精确的测量和修正，以提高其在地球表面的水平精度。
大地水准面是指在地球上表示出重力势的等势面，是地球上得以确定和准确描述水平面的参考面之一。
众所周知，地球不是一个完全规则的椭球体，而是存在着地形起伏，地壳运动、地球潮汐等因素的影响。
因此，为了能够准确地描述地球上的水平面，需要对大地水准面进行精化。
大地水准面精化一般包括以下几个步骤：基准点的选择与测量、水准线的连接与观测、数据处理与解算、精化结果的验证与分析。
首先，选择合适的基准点是大地水准面精化的基础。
基准点的选择应尽量遵循准确、稳定、可靠、参照面上分布均匀等原则。
一般选择全球一级基准点作为初始基准点，然后通过测量和观测，逐步扩展形成一个完整的基准网。
当然，在选择基准点时还需要考虑到地区特殊性，比如海陆交界处的基准点需要考虑到潮汐因素的影响。
接下来，需要连接已知的基准点，并进行水准线的观测。
通过水准仪等测量工具，沿着水准线对各个测点进行测量，获得一系列的高程数据。
这些高程数据需要考虑到大气压力、高程视线等因素的修正，以提高测量的精度。
然后，进行数据处理与解算。
在这一阶段，需要对所有的测量数据进行仔细筛选、检查和校正。
对于异常数据和误差较大的数据进行剔除，然后采用差分水准方法、高程异常平差等数学模型，对数据进行处理和解算，从而得到更加准确的大地水准面模型。
最后，需要对精化结果进行验证与分析。
通过将精化后的大地水准面与其它地理信息数据进行对比，并进行检验和分析，验证精化结果的可靠性和准确性。
如果存在明显的偏差或不符合要求，需要进行进一步的修正和改进。
总的来说，大地水准面精化是一个复杂而繁琐的工作，需要借助先进的测量工具和数学模型，同时还需要对数据进行精细的处理和解算。
只有通过科学的方法和严谨的过程，才能够实现对大地水准面的精确修正，提高其在地球表面的水平精度。
移去—恢复法在吉林油田地区大地水准面精化的应用摘要：针对吉林油田快速测放油井的需要，结合当前局部区域大地水准面精化的发展需求，利用GPS数据处理软件对该地区采集到的数据进行处理，然后利用具有高精度和高分辨率的全球重力场模型EGM96模型，结合“移去—恢复”法，对高程异常运用不同的数学模型进行拟合得到拟合正常高，并进行精度评定，得出结论。
关键词：重力场模型，移去—恢复法，大地水准面，高程异常1 引言测定正常高，经典的、最精密的方法是水准测量，而劳动强度大，易产生人为误差等特点已经制约了它的使用。
随着GPS在大地测量中越来越广泛的应用，利用GPS定位技术直接测定地面点大地高的精度目前已达到厘米级[1]。
本文对吉林油田收集一定数量的水准点，对其进行GPS高程的拟合。
2.精化大地水准面方法的选定2.1 移去—恢复法的基本原理（a）“移去一恢复”的原理地球重力场模型是利用最新卫星跟踪数据，地面重力数据，卫星测高等重力场信息计算得到的。
根据给定重力场模型的位系数（，），可用下式计算各个位置的高程异常：（1）式中：为计算点的地心向径，地心纬度和经度；为引力常数与地球质量的乘积；为计算点的正常重力值；为参考椭球的长半轴；，为完全规格化位系数；为完全规格化勒让德函数；为地球重力场模型展开的最高阶数[2]。
2.2移去—恢复法的步骤一般来说，利用EGM96模型求解高程异常，其绝对精度在米级，因而难以直接用于生产应用。
但重力场模型包含较准确的中长波信息，可以用于GPS 高程转换中以改善转换的精度。
所以，我们将GPS点的高程异常分为两部分求解，即（2）式中：为EGM96模型求得的高程异常；为实际高程异常与由模型求得的高程异常的差值。
通过若干个大地高和正常高已知的GPS点，则可以用“移去—恢复”法来求得其它未知点的高程异常，最终得出未知点的正常高。
其实现大体分以下三步[3]：(a) 移去设有m个GPS水准联测点，则可求得此m个点的高程异常，(k=1,2,……m)，在这些点上用EGM96模型，根据式（1）计算出近似高程异常，最后得出剩余重力异常。
大地水准面精化1. 概述大地水准面是地球表面上一个虚拟的参考面，用于测量地球各点的高度。
由于地球是一个不规则的椭球体，所以大地水准面并不是完全平坦的。
为了提高测量精度，需要对大地水准面进行精化，以减小测量误差。
2. 大地水准面的定义大地水准面是由重力垂线确定的，它在一个给定的地点上与铅垂线的交点定义为该点的高程。
大地水准面通常由一系列水准测量点连接而成，这些点之间的高度差通过水准测量仪器进行测量。
然而，由于地球表面的地形和地壳运动的影响，测量得到的水准面并不是完全精确的。
3. 大地水准面的精化方法为了精化大地水准面，需要考虑以下几个因素：3.1 大地水准面的非均匀性大地水准面的高度在不同地区存在差异。
这是由于地球的自转、地壳运动以及地球内部的密度分布不均造成的。
为了处理这一问题，可以通过重力场数据进行分析，并采用数学模型对大地水准面进行修正。
3.2 地质地貌的影响地质地貌的起伏和变化也会对大地水准面造成影响。
例如，山脉和盆地的存在会导致大地水准面的波动。
为了解决这个问题，可以使用数字高程模型（DEM）数据，并结合地质学知识进行分析和修正。
3.3 大地水准面的变形地球的地壳运动会导致大地水准面的变形。
例如，地震、板块运动等都会对大地水准面产生影响。
为了精化大地水准面，可以使用全球定位系统（GPS）测量数据，并采用变形模型对其进行修正。
4. 精化结果的应用精化后的大地水准面可以用于各种测量和工程应用。
以下是一些应用示例：4.1 三角测量和测量基准精化后的大地水准面可以作为参考面用于三角测量，测量地点的相对位置和测量基准的确定。
这对于地图制作和工程测量非常重要。
4.2 洪水预测和防洪工程大地水准面的精化结果可以用于洪水预测和防洪工程中，通过测量地点的高程变化来确定洪水的水位和水流方向，以及设计防洪工程的高度和位置。
4.3 海岸线变化监测海岸线的变化对于沿海地区的规划和管理非常重要。
精化后的大地水准面可以用于监测海岸线的变化，并提供准确的高程数据。
