[发明专利]一种确定我国1985高程基准重力位的方法

说明书

本发明涉及一种确定我国1985高程基准重力位的方法，包括：构建组合重力场模型，前k阶采用GRACE/COCE重力场模型对应阶次，所述组合重力场模型的k～2190阶次采用EGM2008重力场模型对应阶次；针对不同k值，计算对应组合重力场模型的精度；选择精度最高的重力场模型作为最佳组合阶次重力场模型；获取目标地区经纬度，由最佳组合阶次重力场模型计算目标地区高程基准重力位。本发明基于GRACE或COCE重力场模型与EGM2008重力场模型共同构建组合重力场模型，能更好的提高重力场场模型的短波精度，进而提高了模型精度。采用最佳组合阶次重力场模型计算目标地区高程基准重力位，能更高精度的确定我国高程基准重力位，实现我国1985高程基准与全球高程基准的有效统一。

技术领域

本发明涉及数据测绘技术领域，尤其涉及一种确定我国1985高程基准重力位的方法。

背景技术

高程基准统一是继全球大地测量坐标系及其参考基准统一之后，大地测量学科面临和亟待解决的一个重要问题，其主要问题在于确定局部高程基准与全球高程基准之间垂直偏差。全球高程基准由大地水准面定义，大地水准面是全球范围内平均海面最佳拟合的重力等位面。

高程基准是一个国家或地区地形高程的起算依据，通常由单个或多个验潮站长期观测的平均海平面确定，平均海面受多种因素的影响，比如验潮站资料、观测时间、海面地形和平均海平面本身的变化，这样由一个或多个验潮站确定的高程基准实际上是一种局部高程基准，这使得许多国家或地区的高程基准面存在差异，影响和制约了全球空间信息的共享与交换，实现全球垂直参考系统的统一对实施跨国工程建设、研究全球环境变化以及构建数字地球等尤为重要。我国目前采用的1985国家高程基准是由青岛大港验潮站处平均海平面定义的。将我国1985高程基准统一到国际高程参考系统十分有必要。

国际大地测量协会(IAG)实行的全球大地测量观测系统(Global GeodeticObserving System,GGOS)计划中明确提出，要建立全球与重力相关的全球垂直参考系统，其主要目的是支持cm级物理和几何高程系统的统一，实现全球所有现存垂直参考系统的统一。IAG所属的国际高程参考系统工作组(International Height Reference System,IHRS)于2015年的1号决议中发布的全球大地水准面重力位W₀＝62636853.4m²s^-2，根据该决议，可将全球现有的区域垂直参考系统统一到以W₀为基础的国际高程参考框架下，实现全球高程基准的统一，保证全球高程基准系统的一致性。

已有技术方案一：基于组合重力场模型和GNSS/水准数据获得我国1985高程基准重力位。利用青岛原点附近152个GNSS水准观测数据，分别选择GRS80、WGS84、CGCS2000参考椭球以及EGM2008、EIUEN-6C4、SUU-UUM-1模型，确定了我国1985高程基准重力位。其中，EIUEN-6C4模型计算的我国高程基准与WGS-84参考椭球正常重力位U₀定义的全球高程基准之间的差异约为-23.1cm。

该方案利用高阶次的重力场模型(如EGM2008)模型确定我国高程基准重力位，但EGM2008模型在我国的精度有限，并且我国东西的地形起伏变化较大，造成EGM2008模型缺乏由于地形等引起的剩余重力场信号造成的截断误差。并且EGM2008模型的中长波精度不高。

已有技术方案二：基于海洋水准测量方法主要是通过利用卫星测高数据构建的海面地形模型来计算不同高程基准之间的重力位差，实现不同高程基准统一。通过卫星测高技术确定的平均海面高模型确定不同高程基准之间的位差，确定不同高程基准的重力位，实现不同高程基准的统一。

该方案采用卫星测高确定的海面地形在近海岸精度较低，利用该方案实现高程基准统一的精度更低。