似大地水准面与大地水准面转换分析

传统的似大地水准面与大地水准面近似转换在地形复杂的山区难以满足精度需求。本文基于似大地水准面与大地水准面严密转换方法,计算珠峰地区转换改正数值大小,分析似大地水准面与大地水准面转换的空间变化。结果表明,严密方法计算的转换值变化范围为-3.270~-0.119 m,其中地形位差改正极值达到1.272 m,重力梯度改正极值达到-0.138 m,这两项改正影响幅度较大,在山区需顾及;严密方法计算和近似计算结果都与地形高度具有一定的相关性,但前者结果相较于后者更为平滑,在布格重力异常与地形变化的共同影响下,严密方法局部特征与地形高度负相关。

Review of the Research Progress on Static Earth Gravity Field and Vertical Datum in China during 2019—2023

The contribution presents the representative research progress on global static gravity field modeling,regional geoid/quasigeoid determination,vertical datum study,as well as the theory,algorithm and software for gravity field study in China from 2019 to 2023,which are the highlights of the chapter 6“Progress in Earth Gravity Model and Vertical Datum”in the“2019—2023 China National Report on Geodesy”that submitted to the International Association of Geodesy(IAG).In addition,suggestions are proposed to promote the research in the fields of earth gravity field,geoid/quasigeoid and vertical datumin China according to trends of international geodesy and related disciplines.

省级似大地水准面再精化可行性分析

GNSS和水准成果是研究似大地水准面精化的重要控制数据,充分发挥GNSS水准高精度的优势,有利于提升似大地水准面模型的精度。本文针对已有省级似大地水准面模型现势性不够和精度偏低的问题,提出了省级似大地水准面再精化方案,利用新的GNSS水准成果,采用反距离加权法对已有似大地水准面进行拟合纠正,并与常规完整精化方案作对比分析,研究其可行性。试验结果表明,省级似大地水准面再精化方案可在一定程度上提升水准面精度,3个试验区提升比例分别为24%、38%和41%,但提升幅度不如常规精化方案。试验结论对今后省级似大地水准面精化工作有一定的参考意义。

1985国家高程基准的系统差

基于异常位、高程异常差以及海面地形模型 3种方法 ,分别求出了 1985国家高程基准相对于全球大地水准面的垂直偏差 。

精化大地水准面的一种间接方法——异常及其梯度在其中的应用

随着GPS/水准及全球重力测量的加密和扩展,获取高精度的似大地水准面或高程异常（ζ）已比较容易,如何进一步研究它和大地水准面或大地水准面高（N）之间的关系（即所谓间接的方法）使大地水准面得到精化,这就是本文的目的.文中对已推导的公式在模型作了验证,对如何利用地形等数据确定扰动重力垂直梯度也作了研究.结果表明：在海拔4000 m的高山地区,当似大地水准面的精度达到cm级时,大地水准面的精度也与之比较接近.

青藏高原地区大地水准面与似大地水准面的转换

研究了联合重力场模型和地形系数模型直接计算大地水准面与似大地水准面差值的方法;分析了影响计算结果精度的误差源。提出利用实际地形数据SRTM3以及密度数据CRUST2.0改善计算结果的建议,并分别进行了比较。青藏高原地区的实际计算结果表明,该地区大地水准面与似大地水准面的差值均值约为0.8 m。

全球地幔密度异常及其构造意义

利用扣除地形、莫霍面和核幔边界起伏影响的中长波大地水准面异常和全球地震层析成像资料 ,采用阻尼最小二乘方法反演计算了全球地幔 6个不同层面上的密度异常分布。分析了全球密度异常与板块构造的关系 ,探讨了全球密度异常分布对板块运动的作用。全球地幔密度异常结果表明存在两个主要的密度异常中心 :一个位于东经 80°,北纬 0°;另一个位于东经2 40°,北纬

卫星测高研究应用新进展

卫星测高是利用空间技术进行海洋观测的崭新技术手段。GEOSAT卫星的升空又使得这一研究向前大大地推进。本文简要介绍卫星测高在确定大地水准面精度、研究岩石圈特性、探测海底深部构造、研究海洋动力环境以及其经济效益和社会效益的最新进展。

论(N-ζ)公式的内涵及推求N的精度

介绍了大地水准面(N)与似大地水准面(ζ)之差公式的推导方法,揭示了其物理内涵,论述了其在精化大地水准面中的重要作用。当似大地水准面精度达到cm级时,大地水准面也将达到同样的精度。

大地水准面起伏对地球内部密度结构反演的影响

计算了中国大陆地区大地水准面起伏引起的重力效应,得到了改正后的布格重力异常。讨论了在不同地形情况下大地水准面起伏重力效应及其与布格重力异常之间的相对比值,发现两者与地形具有明显的相关性,前者在盆地地区最大,后者在我国地形第三阶梯最大,盆地地区次之。建议在利用布格重力异常反演和解释地球内部密度结构时,要考虑大地水准面起伏引起的重力效应,尤其是在我国地形第三阶梯和盆地地区。

精化大地水准面中的几个问题

根据近年来精化大地水准面的研究结果，对人们比较关心的５个方面的问题加以综述和探讨：（１）大地水准面的定义；（２）精化大地水准面的作用；（３）由似大地水准面改化为大地水准面；（４）海面地形对大地水准面的影响及其改正；

利用半自由点质量模型拟合局部(似)大地水准面

为提高GPS/水准法拟合(似)大地水准面的精度,基于重力场等效逼近理论,建立一种半自由点质量模型。顾及相邻点之间的关系并结合高程异常与扰动位之间解析式的特殊性,提出确定模型参数(埋深和大小)的迭代算法,通过拟合点下方多个不同埋深质点实现重力场元的多频段拟合,并利用不同条件的实验数据进行拟合实验。结果表明,利用该模型进行(似)大地水准面拟合是可行的,其精度较传统的Kriging/Co-Kriging法高。

应用地形信息精化山区大地水准面

在介绍由高程异常确定大地水准面有关理论的同时，提出了用地形质量计算重力异常垂直梯度的方法，结合高程异常资料，可以使山区大地水准面得到精化。将本方法应用于珠穆朗玛峰，获得其大地水准面高为－ ３０．３６ ｍ 。

环域大地逆边值问题

从确定大地水准面实际出发，提出环域大地逆边值问题．文中首先建立环域大地道边值问题的数理模型．由于环域内边界待定，属自由边界，本质上是非线性问题．循传统给出环域逆边值问题的线性化形式．重点讨论并构造了线性化问题的解式，包括谱域内的解．

基于EGM2008重力场模型的电厂区高程传递方法研究

本文提出了一种快速、准确传递距已知水准点较远厂区控制点高程的新方法,即基于国际上最先进的EGM2008重力场模型结合似大地水准面的方法传递高程法。本文首先介绍了EGM2008模型的精度,并详细阐述了似大地水准面法的原理。然后在山东地区比较了不同方法拟合高程异常残差的精度,结果表明:加权反距离法的精度优于其他方法。工程实例反映出该方法满足厂区高程控制联测精度要求。

顾及高程二次项的大地水准面与似大地水准面之差距

用中国青藏高原某地区实测重力数据和SRTM3地形数据计算了该地区大地水准面与似大地水准面的差距。理论分析和数值计算表明,二者的差距与高程有很大的相关性,高程一次项在该地区的均值达到1.76 m,高程二次项的最大值达到0.03 m。

利用半约束点质量模型拟合(似)大地水准面

本文利用位场等效逼近原理,对传统的点质量模型进行改化,提出了一种位置固定、埋深自由的点质量模型,并将该模型应用到(似)大地水准面拟合中。利用不同的试验区进行拟合实验,实验结果表明在平原地区,文中所提方法与四次曲面拟合法精度相当,比二次曲面拟合精度提高37.1%;山地地区相比于两种传统拟合方法精度分别提高13.7%和7.7%;而且该方法可以充分利用拟合点信息,格网数据拟合效果较四次曲面拟合分别提升56.8%。本文提出的方法可以适应多类点位分布,具有很强的适应性。综上所述,利用本文提出的方法进行(似)大地水准面拟合达到了较高精度。

山西省似大地水准面的确定研究

简述了我国大地水准面精化的发展现状,给出了山西省似大地水准面确定的技术路线以及数据处理过程和精度统计方法。

小区域高程异常模型构建方法

构建高程异常模型的常用方法包括反距离权重法、克里金法、样条函数法和趋势面拟合法等。本文对比分析这些构建方法的原理和特点,以广东省西部的一个小区域测区为例,通过少量的控制点并采用不同的构建方法建立测区的高程异常模型,分析高程异常模型的精度。实验结果表明,当测区的似大地水准面精化成果的内符合精度优于5 cm时,拟合的高程异常模型精度优于10 cm,基本满足大比例尺地形图测量精度要求。

一种基于自适应点质量的区域(似)大地水准面拟合方法

针对传统分频余差点质量模型拟合局部(似)大地水准面时系统偏差大、所需基础数据多、计算效率低等问题,利用位场等效逼近原理,对点质量模型进行改造,提出了一种位置固定、埋深自由的点质量模型,并将该模型应用到局部(似)大地水准面拟合中。利用空间距离最近点最优原则建立了解算点质量模型的迭代算法,并顾及周围点影响提出固定加权点方法和自适应法。实验结果表明,相比于传统模型,所提算法有系统偏差小、无奇异性、所需数据少以及计算效率高等优点,利用该方法进行(似)大地水准面拟合是可行的,而且自适应加权半约束点质量模型效果最好。