关于我国区域海洋无缝垂直基准建模及其转换方法的探讨

随着全球导航卫星系统(GNSS)的完善,以及海洋工程的日趋增多,对于区域海洋无缝垂直基准建模及其转换精度的要求也不断提高。本文针对建立我国区域海洋无缝垂直基准体系的现状进行探讨,概要性地介绍了有关模型的建立和海洋垂直基准间的转换方法,并配案例,为相关领域的研究者提供了技术参考。     

关于海洋垂直基准的讨论

提出以平均海面作为基本海洋垂直基准的思想，讨论了现有基准定义的意义，及水深在椭球面基准，大地水准面基准，国家高程基准，平均海面基准与海图深度基准下表示的关系，给出一种海洋测量深度的归算方案。     

我国单点动态垂直基准的建立

确定基准是研究地壳垂直运动的重要内容之一,在讨论均衡基准特点的同时,指出了在其研究我国大陆现今地壳垂直运动中可能带来的不适用性,从而提出了单点动态垂直基准。该基准在多次重合点变动情况下,能够保持前后基准一致,易于维护,与基本验潮站相联系,速率结果具有绝对性质,可以较好地适应未来,特别是具有适应采用空间技术手段的特点。全面叙述了利用国家高精度重复水准测量资料研究我国大陆现今地壳垂直运动过程中,建立单点动态垂直基准的情况。     

海图水深注记的基准更新方法研究

建立统一、规范的深度基准体系是海洋测绘成果应用的基本保证。为了消除目前海图应用中水深注记基准面不一致的影响,本文在以往研究成果的基础上,提出了以平均海面基准为中介的海图新旧深度基准的转换体系,并以某实验海区水深数据为例,构建了基于深度基准面更新模型的海图水深注记的更新方法。经试验验证效果良好。     

关于海洋无缝垂直基准体系建立的思考

探讨海洋无缝垂直基准体系建立的重要意义,提出了建立该体系的总体思想与关键环节,进而针对性地总结了现有的相应研究成果,分析了所存在的主要问题与不足,提出根据各海域潮汐特点分别选取适宜的无缝垂直基准面,在不同垂直基准间建立转换模型,在临界海域建立过渡模型,最终确定适用于全部海域的海洋无缝垂直基准体系的思路,可望为海洋无缝垂直基准体系的最终建立提供指导作用。     

局部无缝垂直参考基准面的建立方法研究

为在局域建立一个无缝垂直参考基准面，提出了两步转换的思想和方法，即从大地高到正高然后到海图高。利用该方法。构造了Saint John河高程转换模型，并在该河段建立了无缝垂直参考基准面，且得到了实际验证。     

江苏省陆海统一测绘基准的建设探讨

至"十二五"末,江苏初步建立了由JSCORS,B、C级GNSS大地控制网和一、二等水准网,分辨率为2′×2′、精度为±3.0cm的似大地水准面构成的陆域现代测绘基准。在分析江苏已初步建成的现代测绘基准现状基础上,根据测绘技术发展的趋势和国民经济、社会发展、科学研究的需求,初步探讨了JSCORS站点加密,B级GNSS大地控制网点调整,重力控制网布设,一、二等水准网改造,陆海统一似大地水准面精化,平均海面获取,深度基准面确定及统一高程和深度基准的实现方式等内容,实现了几何基准与物理基准并置的成效,建设了较为完善的垂直基准体系,为江苏省陆海统一测绘基准建设提供了一些思路。     

海洋垂直基准研究进展与展望

海洋垂直基准的构建是海洋测绘的基础性工作。2009—2012年,我国初步构建了中国近岸80海里范围内高程/深度基准转换与统一模型。近年来,这一模型扩展到了我国南海、西太平洋和东印度洋,接下来将逐步构建南北极和全球的无缝垂直基准面模型,这对推动我国数字海洋建设具有基础的支撑作用。本文主要论述和梳理目前国内外主要沿海国家进行海洋垂直基准构建的研究现状,分析了海洋垂直基准构建的主要工作、途径及关键技术,重点阐述了我国在海洋垂直基准建设实践中取得的成果和存在的问题。     

利用调和常数内插的局域无缝深度基准面构建方法

目的 为实现局域水域垂直基准间的无缝转换,从深度基准面计算原理出发,根据潮波传播特征,提出了一种基于潮汐调和常数内插的无缝深度基准面建立方法,该方法较传统常用方法具有更高的精度和稳定性。通过长江口区域的实验验证了该方法的正确性及可行性,并在该区域建立了无缝深度基准面模型。     

联合大地水准面、海面地形和潮波运动数值模拟的长江口陆海垂直基准转换关系

长江口水域地形地貌研究对河道治理建设、水上交通运输等人类社会经济活动具有重要意义,而建立高精度的无缝深度基准面及其与其他垂直基准间转换模型将直接影响到水陆交界区高精度地形地貌数据的获取及统一综合管理与分析。为此着重研究了基于三维潮波运动数值模拟、海面地形和大地水准面3种手段联合的河口水域无缝深度基准面构建及其与其他垂直基准间转换模型,并在长江口南支这一典型河口水域进行了建模实验和模型精度评估分析。结果显示,垂直基准转换模型中误差为12.4 cm,与现场长期潮位站实际观测结果比对分析得垂直基准转换模型误差绝对值均值为24.2 cm,尽管大于模型中误差估值,但仍满足国际水道测量规范对测深中垂向最大不确定度的要求。     

Determination of Geopotential of Local Vertical Datum Surface

1　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＥａｃｈｃｏｕｎｔｒｙｏｒｅａｃｈｇｒｏｕｐｏｆｃｏｕｎｔｒｉｅｓｓｅｌｅｃｔｓｍｅａｎｓｅａｌｅｖ ｅｌａｔａｄｅｆｉｎｅｄｔｉｄｅｇａｕｇｅｏｒａｔａｇｒｏｕｐｏｆｇａｕｇｅｓｆｏｒｉｔｓｖｅｒｔｉ ｃａｌｄａｔｕｍｓｕｒｆａｃｅ .Ｉｔｉｓｒｅａｌｉｚｅｄ ,ｈｏｗｅｖｅｒ,ｔｈａｔｔｈｅｌｏｃａｌｍｅａｎｓｅａｌｅｖｅｌｉｓｕｓｕａｌｌｙｄｅｐａｒｔｅｄｆｒｏｍｔｈｅｇｅｏｉｄ ,ｗｈｉｃｈｓｈｏｕｌｄｂｅｔｈｅｉｄｅａｌｄａｔｕｍｓｕｒｆａｃｅｆｏｒｈｅｉｇｈｔ,ｏｗ…     

美国的垂直基准转换及启示

针对我国陆海垂直基准不统一的问题,该文提出借鉴美国垂直基准转换的方法,通过介绍美国使用的正高基准、潮汐基准和三维基准等垂直基准的定义和实现情况,详细说明美国垂直基准转换的技术路线、关键技术以及转换的实际精度,总结出对美国垂直基准转换的认识和给我国垂直基准转换的启示。研究结果以期为相关领域提供参考。     

海图深度基准面传递算法的精度分析

基于最小二乘潮位拟合传递法的数学模型,对短期验潮站海图深度基准面确定方法进行了研究。用实例对所提方法和《海道测量规范》中求取短期验潮站海图深度基准面方法进行了分析比较;探讨了影响最小二乘潮位拟合传递法精度的因素。结果表明:最小二乘潮位拟合传递法用于确定短期验潮站海图深度基准面,具有较高精度,并且可从同步时间、地理环境及站间距离等方面进一步提高该法所得海图深度基准面的精度。     

21世纪我国面临的测绘基准面问题

大地水准面与深度基准面是测绘垂直基准面的主要因素。文中探讨了我国测绘垂直基准面的现状及其存在的问题 ,提出了改进测绘垂直基准面之拙见 ,以便在下一个世纪提到议事日程与同仁商榷。     

格尔木市高精度数字高程基准模型研究

大地水准面(数字高程基准)为国家高程基准的建立与维持提供了全新的思路。然而,受限于地形、重力数据等原因,高原地区高精度数字高程基准模型的建立一直是大地测量领域的难题。本文以格尔木地区为例,探讨了高原地区高精度数字高程基准模型的建立方法。首先,基于重力和地形数据,由第二类Helmert凝集法计算了格尔木重力似大地水准面。在计算中,考虑到高原地形对大地水准面模型的影响,采用了7.5″×7.5″分辨率和高精度的地形数据来恢复大地水准面短波部分的方法,以提高似大地水准面的精度。然后,利用球冠谐调和分析方法将GNSS水准与重力似大地水准面联合,建立了格尔木高精度数字高程基准模型。与实测的67个高精度GNSS水准资料比较,重力似大地水准面的外符合精度为3.0 cm,数字高程基准模型的内符合精度为2.0 cm。     

Determination of the absolute rate of sea level by using GPS reference station and tide gauge data

The absolute rate of mean sea level of Xiamen area is derived from the data of Xiamen tide gauge station and Xiamen GPS fiducial station of crustal movement observation network of China（CMONC）. The height variation is discussed deeply in this paper, h is shown that height has periodic variations. So the rate of vertical land movement can not be precisely obtained only from several GPS campaigns. It is pointed out that the vertical crustal movement of tide gauge station should be monitored by using long-term continuous GPS observations.     

Determination of the absolute rate of sea level by using GPS reference station and tide gauge data

The absolute rate of mean sea level of Xiamen area is derived from the data of Xiamen tide gauge station and Xiamen GPS fiducial station of crustal movement observation network of China (CMONC). The height variation is discussed deeply in this paper. It is shown that height has periodic variations. So the rate of vertical land movement can not be precisely obtained only from several GPS campaigns. It is pointed out that the vertical crustal movement of tide gauge station should be monitored by using long-term continuous GPS observations.