試析大地測量學的進展和展望

陳銀福

(重慶市勘測院，重慶市 400020)

隨著我國大地測量學的發展逐漸的加快，其進行研究的對象也逐漸開始變化，有傳統的靜態研究到現在動態研究;傳統的大地學研究的范圍只是陸地的表面，現在已經對其進行深化，對海洋以及地球的內部信息與狀況進行研究;大地測量學對信息與數據進行獲取的方式也得到一定程度的改變，有傳統的地面獲取，到現在的空間技術獲取。同時由于現代空間技術與信息技術的發展逐漸的加快，這也就在一定的程度上促進了大地測量學的發展。

1 衛星定位技術的應用

1.1 IGS服務

IGS服務是由1994年提出，并投入使用的，其簡單的說是以時間為單位所提供的IGS產品，這其中有IGS分析中心的數據處理成果。隨著時代的發展與進步，在產品的提供時間與數量上都有一定程度上的改進，產品提供的時間也逐漸的縮短，由原來的一個月逐漸縮短到了11天，快速產品的提供時間也縮短到了24h。IGS的鐘差、EOP產品以及綜合的軌道都逐漸的區域精確化，精度水平都在逐漸的增加。在1997年開始，IGS預測軌道的精度更是精確，由于GPS廣播星歷。

1.2 GPS綜合服務系統發展

在世界的GPS地基運行站得基礎上逐漸的組成了IGS，這是GPS可以連續運行站與綜合服務系統的范例。其向世界各地的用戶提供相應的GPS信息與服務，例如常見的有GPS精密星歷、預報星歷、運動速率、IGS站坐標等等。在對大地進行測量以及對地球動力學的方面對科學項目進行支持，如氣象、精密時間傳遞、地球自身的變化等等。在美國開始建立相應的GPS連續運行參考站，其主要是由美國的大地測量局進行負責，這一系統出現的主要作用有以下幾點:1、美國的用戶與居民通過該系統來加強水平定位以及導航的精確度與準確性;2、提高用戶對這一系統的利用，以此來加強GIS的發展與進步;3、對地殼的變化進行監督與檢測，保障及時了解地殼變化的信息;4、加強對遙感的應用;5、對大氣中的水汽分布情況進行明確化，及時對動態變化進行了解，加強對天氣的預測;6對電離子層中的電子分布狀況以及濃度進行了解與監控。

1.3 實際應用

迄今為止，GPS連續運行參考站已經有156個，美國為了加強GPS連續運行參考站的實力，以月增加三個CORS站得速度來加強空間的覆蓋率。由于GPS連續運行參考站的數據以及信息在進行接收地過程當中，用戶可以直接通過網絡來獲取。英國也建立相應的連續運行GPS參考站，其功能與以上的功能相似，但由于英國的自身狀況，所以加入了檢測功能，對英倫三島以及周圍的海上情況進行監控。日本共建了GPS連續運行站近1200個，由于日本是一個多地震的國家，所以其檢測的主要功能就是對地殼的運動進行檢測，并在這一基礎上對大氣以及氣象等方面進行監督與檢測。

1.4 GPS在大氣檢測中的應用

通過不斷的實踐表明，第幾站的GPS可以用作對氣象的檢測以及對大氣降水量等進行預測。在對GPSMET項目進行試驗的過程中，其主要是通過星載GPS采取掩星技術來對大氣進行研究的試驗，通過試驗可以發現，在離地面40km的高空范圍之內的水汽含量以及界面，是可以通過以上技術來對信息進行收集的。通過GPS技術可以對海洋上部的水汽含量等相關的數據進行獲取，并且也加大了對氣象信息的分辨率。

1.5 GPS作為測高儀的應用

GPS定位在使用的過程中存在多路徑效應，這是GPS定位系統中的一種難以進行解決的噪音，由于GPS定位系統的發展逐漸的加快，對這一問題的解決方式也在不斷的進行探索。之前通過大氣來對GPS定位系統中的噪音進行延遲，這也就促進了GPS大氣學的發展與進步，目前，我國正在通過GPS中的多路徑效應來對GPS的測高技術進行發展與完善，簡單的說就是通過空載GPS來作為測高儀來進行測高。其主要是對海面或者是冰面上所反射的GPS信號，來確定海面或者冰面的形狀、方向以及流動速度。

1.6 GPS的更新與發展

GPS技術的現代化主要是由美國所提出的，在03年之前，L2的頻率上應該注意加載C/A碼，在BLOCKⅡF類型GPS衛星系統，在05年之前完成了第三頻率的加載，也就是1179MHz頻率。沒有在幾年提出將GPS徹底的現代化，這也就是GPS三代技術，其在2008年開始進行試驗。歐洲使用2000年開始進行GPS系統的第二階段工作，發射的衛星導航被稱之為伽利略。由于CODE與IGN系統都參與到了國際上的GLONASS試驗當中，通過對軌道的坐標以及精度等進行改善，來加強框架的建設，目前的衛星定位與導航系統相對較為完善與安全，并且可以同時對GPS與GLONASS進行接收，這也就在一定的程度上加強了衛星導航系統對世界范圍的覆蓋率，加強GPS的使用效果與效率。

2 地球的重力場研究

這項研究也是由美國提出，并開始進行的，美國在1998年公布了EGM－96的全球重力場模型，其主要是對空間技術進行充分的利用，以此來對重力場進行測量，了解相應的理論知識與技術要求，也可以說空間重力測量技術的發展是大地測量學轉型的一個開始。其主要又三個方面的內容，分別是低軌衛星追蹤技術;高軌衛星追蹤技術以及重力測定技術。就近幾年，歐洲對這一系列的而技術進行研究表明，主要有CHAMP、GOCE以及GRACE。CHAMP簡單地說就是地球進行物理研究的小型衛星，其屬于地軌衛星，大約的高度在270—470km之間，主要是對地球的重力與磁場進行預測。CRACE是對地球的重力場以及氣象問題進行預測，其與CHAMP之間存在一定的重疊性，都有對重力磁場進行預測的功能，但CRACE主要是對地球重力磁場的設施進行測定，起可以對自身與CHAMP、GPS之間的距離進行提供，以此來確定地球重力磁場的數據信息。這兩者都是通過SST的技術來對重力磁場進行預算。

3 我國大地測量工作

3.1 平面基準

我國建立了相對較為獨立的大地定位系統，以此來對我國的天文工作進行完善，精度相對較高，并具有獨立的二維坐標，這是在經典大地測量技術的基礎上進行發展的，在世界的測量技術工作中占有領先的地位。

3.1.2 高程基準

高程基準簡單的說就是通過對符合實際狀況的海拔基準進行確立，來完成我國的二期一等水準網工作，加強對其設置與計算，從根本上加強我國的大地測量工作。

3.1.3 重力基準

在我國對不同的類型的重力儀器進行檢測，我國有較為明確的重力基準，可以將波茨坦重力的起始的誤差降到最小，并避免傳算之間存在的誤差。以此來完成對一等網以及基準王的計算與步測。

3.1.4 空間大地網

①我國建立了關于國家衛星的多普勒網，其共有35個網點，精度相對較準，我國在上海與烏魯木齊有兩個VLBI站，在上海、北京、長春、武漢分別有SLR站，并逐步的完善了我國的GPS網。

②我國對地殼運動進行檢測主要是對GPS、SLR、VLBI以及經典的大地測量技術進行結合，并建立相應的觀測站來對我國的地殼運動狀況進行分析。

4 我國大地測量學的展望

隨著時代的進步與社會的發展，大地測量學逐漸的在實踐的過程中完善與發展，加強了各個階段的工作，也在一定的程度上保障了我國社會經濟的可持續發展。我國大地測量學的未來的發展是對國家的三位空間大地網進行不斷的完善，并建立相應的GPS綜合服務體系。同時由于我國的重力場數據與信息的獲取還存在一定的問題，這就要求在不斷的時間過程中隊這一系列的問題進行處理，并加強國家復測的一等水平。

5 結束語

由于對大地測量學的研究與發展是我國經濟與社會發展的重要保障，所以應加大研究的力度，加強對電子技術以及空間技術的利用，使我國的大地測量學逐漸的逐漸的趨于精確化、實時化與現代化的發展。對我國的三維空間大地網進行不斷的完善，并對我國的重力場研究進行深入，加強實際勘測的精度與分辨率。是其為我國綜合實力的發展提供依據與基礎。

［1］陳俊勇.大地測量學的進展和在新世紀的展望［J］.國際大地測量協會科學大會札記，2002(09).

［2］姚煥烔.我國大地測量學的發展研究綜述［J］.科技咨詢，2009(02).

［3］李建成，寧津生，姜衛平.衛星測高在大地測量學中的應用及進展［J］.測繪科學，2006(12).