許錦輝

摘 要：地球物理、大地測量等學(xué)科中都對大地水準(zhǔn)面精化有過深入的研究與分析。而且，這也為一種重要的測繪項目。在當(dāng)今大地測量學(xué)研究中，確定厘米級的局部似大地水準(zhǔn)面已經(jīng)成為了其中的熱點，它可以將充分的測繪服務(wù)為氣象預(yù)報、交通、水利、海洋科學(xué)、國防建設(shè)、放在減災(zāi)等學(xué)科的研究提供出來。為了能夠?qū)y量準(zhǔn)確性進(jìn)一步提升，文章通過下文對重力與GPS水準(zhǔn)組合法相結(jié)合的大地水準(zhǔn)面精華測量技術(shù)進(jìn)行了分析，首先對基于重力與GPS水準(zhǔn)組合法的大地水準(zhǔn)面精化分析法的探究背景進(jìn)行了分析，然后著重的分析了相關(guān)的精華分析方法。那么，通過文章下文的分析，從而為有關(guān)單位及工作人員在實際工作中提供一定的的理論和技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：重力 GPS水準(zhǔn) 大地水準(zhǔn)面 精化分析

中圖分類號：TU991 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）02（c）-0000-00

確定高分辨率、高精度大地水準(zhǔn)面的目的是：將重力和GPS水準(zhǔn)組合法結(jié)合起來，然后將區(qū)域內(nèi)的大水準(zhǔn)面精確的研究并確定出來，緊接著將精度高的高程異常值求解出來，從而大大的提升測量的精確性和效率。

1 研究背景分析

局部重力場通常將精化大地水準(zhǔn)面作為發(fā)展目標(biāo)，也是時變重力場效應(yīng)、大地測量應(yīng)用自身和研究活動構(gòu)造地殼運動的需要。在增多了觀測數(shù)據(jù)后，也在某種程度上提升了觀測精度，而且也提升了地球重力場模型精度。近年來，開始不斷的深入研究者大地水準(zhǔn)面的相關(guān)內(nèi)容，各國也將分辨率和精度更高的大地水準(zhǔn)面模型研究了出來，并且，對于這方面的研究，我們國家也開始高度的重視起來，區(qū)域似大地水準(zhǔn)面或者厘米級區(qū)域，在我們國家中也將陸續(xù)被建立起來。并且，隨著時代的發(fā)展，技術(shù)的不斷革新，更高分辨率和更高精度的大地水準(zhǔn)面也將會被研制出來。

2 精化分析

2.1 正高與正高系統(tǒng)、大地水準(zhǔn)面

以橢圓面為基準(zhǔn)完成GPS測高的，以水準(zhǔn)面為基礎(chǔ)的高程系統(tǒng)即我們平時所說的常規(guī)測量。

大地水準(zhǔn)面為一重要的基準(zhǔn)參考面。將地球形狀確定出阿里是大地測量的主要任務(wù)，而在對地球形狀進(jìn)行表達(dá)時，大地水準(zhǔn)面的作用是最明顯的。分析大地測量的具體用途，正高系統(tǒng)的高程基準(zhǔn)面也可以用它來表示。在地球重力場中，大地水準(zhǔn)面是一個等位形式的面，物理形式的曲面。只要將一個點的重力位值給出來，就會確定出過此點的等位面，地球同大地水準(zhǔn)面之間的密合效果非常優(yōu)越。大地水準(zhǔn)面參考系統(tǒng)就是在此基礎(chǔ)上被確定出來的。

以大地水準(zhǔn)面為基礎(chǔ)的高程系統(tǒng)即為正高程系統(tǒng)。大地水準(zhǔn)面和某個點的鉛垂線交點到該點之間的距離即為這個點的正高。為對正常高進(jìn)行區(qū)別分析，用H正高表示正高。橢圓面與大地水準(zhǔn)面間的距離用N表示，這樣可以通過下式表示大地高和正高之間的關(guān)系：

H正高=h-N；h=H正高+N

2.2 GPS水準(zhǔn)組合法的應(yīng)用

因為數(shù)據(jù)點的分布受樣條函數(shù)所帶來得與影響較大，并且，線狀的區(qū)域有限，所以，在對地區(qū)數(shù)據(jù)進(jìn)行計算時就不會應(yīng)用到樣條擬合法，所以，在擬合時，可以通過多面函數(shù)及移動曲面兩種方式的結(jié)合來完成。

在這樣兩類函數(shù)模型的基礎(chǔ)上，所以，可以通過這樣幾個方案來比較和計算試驗數(shù)據(jù)：①將不同數(shù)量、分布較為均勻的已知點個數(shù)確定出來，在擬合時通過移動曲面模型來完成；②選取不同個數(shù)的參考點與不同個數(shù)的已知點來組合，擬合時用多面函數(shù)法來完成。這時，可以將0.05設(shè)定為統(tǒng)一選平滑因子；③選取不同的平滑因子與相同個數(shù)的已知點，擬合時也通過多面函數(shù)來實現(xiàn)。表1為擬合外符合精度比較。其中，參數(shù)點個數(shù)用第一行各列來表示，不同平滑因子用第一列各行來表示。

2.3 重力在大地水準(zhǔn)面中應(yīng)用

文章以某工程為例進(jìn)行論述，圖1為重要的研究案例圖：

通過圖1分析能夠得知，0.0666為較差最大值，0.8845為最小值，0.3630為平均值，對此能夠得知，通過地球模型對N值進(jìn)行計算時，將地區(qū)性與全球性大地水準(zhǔn)的特點充分的表示了出來，然而，對局部的一些情況還很難表達(dá)，然而有著長波特性存在于地球位模型中，能夠密切的結(jié)合其他方法，從而將大地水準(zhǔn)面的精度有效的提升。移去恢復(fù)法就是一個典型的例子，它就是通過GPS水準(zhǔn)及重力數(shù)據(jù)同地球模型的結(jié)合，然后將大地水準(zhǔn)面計算出來。

為了提升地球重力場的精確性，對全面表面的信息都應(yīng)該重視起來，但是，因為一些技術(shù)條件的制約，測量的精度還差強(qiáng)人意。例如在海洋、南北極、沙漠或者特大山區(qū)中進(jìn)行測量，因為受特殊環(huán)境的制約，這樣測量精度上往往會受到較大的影響。加之，地球自身的物理性質(zhì)與幾何形狀過于復(fù)雜，人類還很難非常透徹的進(jìn)行認(rèn)識，所以，這些因素對大地水準(zhǔn)面的精度都會帶來極大的影響。所以，必須要將相應(yīng)的技術(shù)結(jié)合到一起，才可以發(fā)揮出相應(yīng)的測量作用。

例如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通地球位模型的結(jié)合，尤其是在高程異常變化的地帶非常適合應(yīng)用該方法。因為不規(guī)則曲面為大地水準(zhǔn)面的主要特征，短波特征與長波特征為其起伏的頻譜形式，然而，對于這樣一點，地球重力場模型是完全擁有的。所以，在通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對高程進(jìn)行擬合以前，可以先移去地球位模型內(nèi)部所存在的比較精確的重力場，這樣，不但能夠?qū)⑺８叱坍惓５墓饣忍嵘?，并且，也可以在?.1，09）處控制目標(biāo)函數(shù)的值域范圍，從而有效的防止了歸一化處理神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入值。將神經(jīng)網(wǎng)路的應(yīng)用范圍也能夠進(jìn)一步擴(kuò)大，把此方法的實用性能不斷的增強(qiáng)，在地形更加復(fù)雜的地帶處也能夠非常有效的被應(yīng)用。

3 結(jié)語

重力及GPS相結(jié)合的水準(zhǔn)法，操作簡單、直觀性強(qiáng)，通過水準(zhǔn)測量儀、計算軟件和GPS接收機(jī)就可以計算大地水準(zhǔn)面。但是，因為這是一種全新的技術(shù)方案，在實際應(yīng)用中，因為種種方面因素的制約，難免會遇到一些難題。所以，這就需要有關(guān)工作人員在具體操作中要相互配合，積極的吸收工作經(jīng)驗和教訓(xùn)，只有多學(xué)習(xí)、多練習(xí)，才可以切實的掌握此項技術(shù)。

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