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区域大地水准面精化在菏泽市应用 　　 摘要:以菏泽为例，介绍了区域大地水准面精化技术的原理，分析论证了区域大地水准面技术的优越性。大地水准面技术测量误差小，完全符合高精度要求。 　　关键词：区域大地水准面技术；高程测定；数学精度 　　 我国现行的各种测绘基准，基本上是20世纪50-80年代建成的,已越来越不适应当前国民经济和国防建设的需求。我国原大地控制点位由于测量手段和仪器等的问题而表现为精度较低、坐标系是二维的、非地心的及非动态的缺点。只基本覆盖了大陆，未能覆盖整个国土和海域。此外，由于测绘基础设施历经多年人为破坏与自然破坏，未能复测和更新，难以发挥其应有的基准作用。以菏泽市为例，原国家等级三角点保存完好率仅为25%，无法满足经济建设的需要。随着社会的发展和科学技术的进步，用于建立和维持大地测量基准的技术手段、工具和理论方法发生了巨大的???化。 　　1. 菏泽区域大地水准面精化技术简介 　　 为建立一个高精度、三维、动态、多功能的与国家空间坐标基准框架、国家高程基准框架、国家重力基准框架相联系的测绘基准，我院于2009年启动菏泽市区域大地水准面精化高程。该项目由GPS、水准、重力等综合技术合成了菏泽市高精度、高分辨率似大地水准面。该工程的建成, 将为基础测绘、数字地理空间基础框架、区域沉降监测、环境预报与防灾减灾、气象预报、交通、水利等多学科研究与应用提供必要的测绘服务，具有重大的科学意义和经济效益。 　　 目前，在地形测图和工程测量中一般都应用正常高程，而在 GPS空间定位测量（含RTK动态测量）中，获取的是大地高，为此只有在进行大地水准面精化后（或局部采用全球高程模型进行高程拟合），求出该处的高程异常，才能将大地高程转化成正常高程。众所周知，传统的低等级水准测量具有劳动强度大、 工作效率低的问题，随着CORS技术和 RTK技术的推广应用，将逐渐取代低等级水准测量，如大比例尺地形测量、工程竣工测绘的地面标高、地下管线测量中的管线标高。因此，大地水准面精化技术在大地测量基准建设、普通地形测绘、 地下管线测绘的应用中，有着极其重要的作用和明显的社会效益。 　　2. 菏泽市似大地水准面精化成果介绍 　　 建立高精度三维大地测量基准不但是基础测绘完善的需要，也是现代测绘技术发展的必然结果。菏泽市高精度三维大地测量基准项目，是以现代大地测量技术为基础，建立与国家空间数据基准框架相一致的菏泽市大地测量基础三维坐标框架。 　　 菏泽市高精度GPS控制网由18个点组成，其中有4个点重合原B级 GPS点，5个点重合原C级GPS点，9个点重合原D级GPS点。GPS网观测采用基于连续运行基准站的点观测模式，并尽量构成同步环。使用双频 GPS接收机观测。并在全部GPS点上联测了三等水准，网点布设均匀，结构合理。在 GPS网数据处理中， 采用美国麻省理工学院(M I T)的 GAM I T /GLOBK软件，从而获得了高精度结果。其中 GPS控制网相邻基线点水平分量、 垂直分量测定精度均优于 3 cm, GPS全面网高程精度优于4 cm, 为建立数字菏泽地理空间框架奠定了高精度的空间定位基础。似大地水准面成果的确定是利用菏泽市及其周边地区的加密重力点成果、30″× 30″ 分辨率数字高程模型、360阶次的国内外先进的重力场模型 ( EGM96、WDM94)以及区域内的 C级 GPS成果和水准成果，采用重力法 ( Stokes , Mo l odensky原理 )及移去-恢复技术完成该地区分辨率为2.5′×2.5′,精度优于 ± 3.0 c m的似大地水准面成果。 　　 大地水准面精化的最终成果是提供一个区域范围内的高程异常改正插值软件。无论在 GPS静态测量还是GPS动态测量过程中获取的大地高,并从高程异常改正插值软件中获得该点的高程异常, 便可以求得正常高(水准高)。利用菏泽市高精度的大地水准面的精化成果, 可以解决利用GPS技术测定该地区1:500、1 :1 000、1 :2 000等比例尺地形图中图根点的高程测定与一般工程测绘项目中高程测定问题, 真正实现利用 GPS技术在测得高精度的平面坐标的同时, 并获得该点的正常高程,从而代替低等级(四等以下)的水准测量工作,充分发挥GPS测量精度高、快速、灵活的特点与优势,扩大应用范围, 加快菏泽市基本比例尺地图测制周期与构建数字菏泽地理空间基础框架的步伐, 使其具有良好的社会和经济效益。 　　3. 最终似大地水准面精度可靠性分析 　　 内符合精度:用10个GPS /水准点成果同最终确定的似大地水准面的残差值作检验。检验结果残差的最大值为4.1 cm(点号HZ12) , 平均差值为3.9cm, 中误差为± 3.0 c m。 　　 外符合精度:采用实测法进行外部检核。采用