《测绘综合能力》要素精讲（25）

    似大地水准面精化设计

　　1、设计原则

　　（1）与建设现代化的国家测绘基准相结合

　　考虑到我国天文大地网逐渐失去控制作用，而2000国家GPS大地控制网还未构成完整的体系取代我国天文大地网，我国高程控制网现势性较差。为此，在开展精化区域似大地水准面地区按照国家测绘基准现代化的建设的总体设计布设了GPS B及网点，复测了国家二等水准路线。

　　（2）全面规划和建设地方基础测绘控制网

　　在开展精化区域似大地水准面的地区，应全面规划和建设地方基础测绘网。布设具有一定密度和足够精度的GPS C级网，布设一定密度满足地方经济建设的二、三等水准路线。

　　（3）充分利用已有数据

　　当前，地质物探部门在全国大部分区域已进行了1：20万重力普查，我国1:5万DEM数据库也已建成，1：5万DEM数据分辨率（约0.75〞）。精华区域似大地水准面，应对上述资料充分加以利用。

　　（4）与国家似大地水准面精化目标一致

　　精化似大地水准面是大地测量的一项长期任务，在区域似大地水准面精化工作中，要考虑到成果能为今后全国似大地水准面精化所利用。为此，应规范数据采集标准，建立完整的成果档案。

　　2、GPS水准点边长的确定

　　区域似大地水准面精化后要达到GPS技术代替低等级水准测量目的，满足大比例尺测图，其精度指标应为：城市±5.0cm,平原、丘陵±8.0 cm，山区±15.0 cm。其分辨率应为2.5ˊ2.5ˊ。

　　在布设GPS水准点时，如果不考虑重力测量误差，可按式（2-1）计算布设GPS水准格网边长。

　　d=714.9mζc-1λ-1/-2                             （2-1）

　　式中，d为GPS水准格网边长，以千米为单位；mζ为高程异常，以米为单位；λ为平均重力异常栅格分辨率，以分为单位；c为地形类别与格网平均重力异常代表误差系数，平均为0.54，丘陵为0.81，山地位1.08，高山地为1.5。

  　3、GPS水准点大地高测定精度

　　去与似大地水准面精化，其实是几何大地测量和物理大地测量的综合运用，是大地测量成果的综合利用。它的误差源主要来自4方面：

　　（1）GPS测定大地高的误差；

　　（2）水准测量误差：GPS C级网点联测三等水准，每千米测量的偶然中误差为±3.0mm,；

　　（3）重力测量误差：对15个省、市区域加密重力资料分析，重力值的精度大部分优于0.5毫伽；

　　（4）地形数据DEM的误差：DEM格网间距在500m时，对大地水准面的影响最大为0.006m。

　　在未考虑水准观测起算误差的情况下，如设GPS测定的大地高差为mG,,水准测定的高程误差为ms，则GPS水准点计算的高程异常中误差为

　　mΖGS=(mG+ms)1/2                                  (2-2)

　　由于重力似大地水准面主要确定似大地水准面的形态和趋势，GPS水准在似大地水准面起纠正和固定与椭球体面的关系，在不顾及重力似大地水准面的确定误差的理想情况下，式(1-7-3)表明区域似大地水准面精化精度主要取决于GPS测定大地高的精度。如果城市似大地水准面精化达到±5.0cm，则布设的GPS水准点测定的大地高精度应在±3.0cm左右。