大地水准面确定的方法及其比较
1大地水准面的定义
大地水准面是由静止海水面并向大陆延伸所形成的不规则的封闭曲面。它是重力等位面，即物体沿该面运动时，重力不做功（如水在这个面上是不会流动的）。大地水准面是描述地球形状的一个重要物理参考面，也是海拔高程系统的起算面，可以借助图11。大地水准面的确定是通过确定它与参考椭球面的间距大地水准面差距（对于似大地水准面而言，则称为高程异常）来实现的。大地水准面和海拔高程等参数和概念在客观世界中无处不在，在国民经济建设中起着重要的作用。大地水准面是大地测量基准之一，确定大地水准面是国家基础测绘中的一项重要工程。它将几何大地测量与物理大地测量科学地结合起来，使人们在确定空间几何位置的同时，还能获得海拔高度和地球引力场关系等重要信息。大地水准面的形状反映了地球内部物质结构、密度和分布等信息，对海洋学、地震学、地球物理学、地质勘探、石油勘探等相关地球科学领域研究和应用具有重要作用。
图11大地水准面
2大地水准面确定的几种方法
f随着GPS卫星定位精度的提高利用GPS大地高水准测量正常高以及地球重力场等来研究区域大地水准面实现GPS技术获得的高精度高分辨率的大地水准面取代常规几何水准测量确定正常高已成为现今基础测绘工程的主要任务之一。
确定区域大地水准面的方法主要有GPS水准法重力法及组合法GPS水准与重力法等本文主要介绍常用的GPS水准和组合法确定区域大地水准面的方法并对其进行简略分析。
21GPS水准法
通过实测的GPS大地高和几何水准的正常高求得某一点的高程异常值再由多个点的坐标和高程异常值通过拟合计算可得到某一区域的格网高程异常值即大地水准面称为GPS水准法确定大地水准面地面上一点的GPS测量得到的是三维地心坐标XYZ或BLH成果若既进行GPS测量又进行水准联测那么就可以得到地面点的高程异常即：
式中为GPS大地高，
为正常高。
图21大地高正常高及高程异常关系图
一个区域可以布测一定数量的GPS水准点通过GPS和水准测量即可得到离散点的高程异常值再通过拟合计算得到格网高程异常值即大地水准面。
22重力法
利用实测重力点数据结合地球重力场模型计算重力点的高程异常值再由多个点的坐标和高程异常值通过拟合计算可求得某一区域的格网高程异常值即大地水准面称为重力法确定大地水准面地面上一点的大地坐标为（B，L）则其物理大地测量学中的高程异常可表达为：
f式中r，θ，分别是地心距离余纬和经度；
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