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。

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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。

ν i= ζigps－ ζigra (2)

按式(3)统计高程异常不符值Δ的中误差，得到似大地水准面的内符合精度。