似大地水準面精化成果在地質工程測量中的應用

摘要：地質工程測量高程測量在滿足其高程精度要求的基礎上常常通過水準測量或高程擬合的方式完成。但在一些特殊情況下，可通過GPS測量，利用區域似大地水準面精化成果求取其高程成果這種方式就變得尤為可取。這樣，可在保證其高程精度的情況下，大大減少測量工作量，降低測量成本，產生巨大的經濟效益。

關鍵詞：似大地水準面 精化

1 概述

似大地水準面（quasi-geoid）是指從地面點沿正常重力線按正常高相反方向量取到正常高端點所構成的曲面。區域似大地水準面精化是綜合利用GPS水準資料、重力資料、地形資料、重力場模型等資料，通過相應的算法確立的似大地水準面，用以實現通過GPS測量來代替低等級水準測量的目的。

地質工程測量高程測量在滿足其高程精度要求的基礎上常常通過水準測量或高程擬合的方式完成。對于測區周邊國家已知水準點稀少，不能完全覆蓋整個測區，高程擬合無法保證其測量的高程精度，水準測量周期長、成本大，加之部分地區氣候環境惡劣（常年大風），不能保證水準測量順利進行，相對而言，在能滿足其高程測量精度要求的基礎上，通過GPS測量，利用區域似大地水準面精化成果求取其高程成果這種方式就變得尤為可取。

本篇主要根據我新疆地礦測繪院2012年承擔的新疆哈密地區三塘湖煤田礦區外圍柳樹泉東、西區煤炭資源預查二維地震勘查測量項目為例，重點介紹似大地水準面精化成果在地質工程測量中的應用。

2 似大地水準面精化成果在地質工程測量中的應用

新疆哈密地區三塘湖煤田礦區外圍柳樹泉東、西區煤炭資源預查二維地震勘查測量項目根據甲方要求及測區實際情況編制項目設計書，并按設計進行施工。測區面積約2500平方公里，位于準噶爾盆地東部邊緣，屬典型的大陸性沙漠干旱性氣候，晝夜溫差大，氣候干燥。七、八、九月氣候干燥炎熱，且常年大風。且只有一條水準路線自西向東從測區中部穿過，不能覆蓋整個測區。考慮到上述因素，在確定能滿足高程測量精度要求（設計要求各控制點的高程中誤差不大于0.2m）的基礎上，按要求進行GPS外業觀測，平差計算求得各控制點的2000國家大地坐標系（CGCS2000）成果，然后利用新疆維吾爾自治區似大地水準面精化成果（新疆似大地水準面精化成果：分辨率為

2.5′×2.5′，高程異常值中誤差為±0.112M），求得各控制點1985國家高程基準高程。

2.1 作業方法

高程控制測量選取測區控制網中的若干控制點（分布均勻且能控制整個控制網）進行長時間觀測（觀測時間大于3小時），利用周邊IGS站及其他相關數據，運用GAMIT 10.4軟件進行基線處理，采用CosaGPS 5.0軟件進行平差計算，求取控制網中這幾個點的2000國家大地坐標系（CGCS2000）成果，將這幾個點的2000國家大地坐標系（CGCS2000）成果代入到測區整個D級GPS控制網中，平差計算求得各控制點的2000國家大地坐標系（CGCS2000）成果，然后利用新疆維吾爾自治區似大地水準面精化成果，求得各控制點1985國家高程基準高程。

2.2 精度評定

利用新疆維吾爾自治區似大地水準面精化成果（2011年），求得各控制點1985國家高程基準高程。通過計算統計控制網中已知水準點的高程成果與精化成果的差值來檢核似大地水準面精化成果的外符合精度，具體精度情況統計見下表：

其高程較差最大為0.245m，最小為0.033m，高程中誤差為0.160m≤0.2m，滿足設計要求。

3 結論

對于高程精度要求相對較低、已知高程成果點相對稀少或不能完全覆蓋整個測區的地質工程項目，使用似大地水準面精化成果，可在保證其高程精度的情況下，大大減少測量工作量，降低測量成本，產生巨大的經濟效益。

參考文獻：

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作者簡介：

李甲宏（1984-），男，陜西扶風人。新疆地質礦產勘查開發局測繪大隊、分院技術負責。