重力場模型在長江口島礁垂直基準建立中的應用

付五洲,許寶華,陸 彬,李 濤

(長江水利委員會水文局長江口水文水資源勘測局,上海 200136)

0 引 言

長江口區域沙洲、島礁眾多,在水道測量中,高程基準統一是難點。長江口大部分沙洲附近的水道可通過已確定基準面的長期驗潮站,獲取河道統一基準面的高程;而在長江口外,島礁受水路相隔,距離較遠,無法直接高程聯測,島礁高程無法確定,為長江口綜合整治、開發利用帶來不便。

長江口外島礁平面基準可通過施測GNSS C級控制網,進行無約束平差和約束平差,獲得島礁各控制點CGCS2000平面坐標及大地高。其高程基準控制網約束平差,涉及高程基準外延,精度難以保證。為科學的獲取高程基準,研究融合EGM2008、EIGEN-6C4全球重力場模型,基于“移去-恢復”法推算長江口外島礁正常高。通過收集長、短期驗潮站數據,經過平均海平面最小二乘傳遞方法,推算島礁控制點正常高,驗證似大地水準面精化外符合精度。

1 EGM2008、EIGEN-6C4重力場模型

當前常用的重力場模型有EGM2008模型和EIGEN-6C4模型。EGM2008由美國國家地理空間情報局NGA 2008年4月發布的全球超高階地球重力場模型,采用了GRACE衛星跟蹤、衛星測高和TOPEX衛星測高數據、地形數據,模型的階次完全至2159次(另外球諧系數擴展至2 190次),其分辨率約為5′;EIGEN-6C4重力場模型是2014年德國地學中心GFZ發布的階次至2190次重力場模型,采用了LAGEOS激光測衛、GRACE、GOCE SGG和K波段距離變化率數據,該模型較之前發布的EIGEN-6C、EIGEN-6C2重力場模型的中長波段精度有較大提高[1-3]。

考慮到重力場模型,在我國受中長波段、地形起伏、大地水準面的選取等因素影響,區域似大地水準面精度存在差異。……