[科普中國(guó)]-似大地水準(zhǔn)面

定義

似大地水準(zhǔn)面——從地面點(diǎn)沿正常重力線量取正常高所得端點(diǎn)構(gòu)成的封閉曲面。

似大地水準(zhǔn)面嚴(yán)格說不是水準(zhǔn)面，但接近于水準(zhǔn)面，只是用于計(jì)算的輔助面。它與大地水準(zhǔn)面不完全吻合，差值為正常高與正高之差。

正高與正常高的差值大小，與點(diǎn)位的高程和地球內(nèi)部的質(zhì)量分布有關(guān)系。在我國(guó)青藏高原等西部高海拔地區(qū)，兩者差異最大可達(dá)3米，在中東部平原地區(qū)這種差異約幾厘米。在海洋面上時(shí)，似大地水準(zhǔn)面與大地水準(zhǔn)面重合。

在大地坐標(biāo)系中，點(diǎn)的位置用（L，B）表示。如果點(diǎn)的位置不在橢球面上，則還需要附加另一項(xiàng)參數(shù)——大地高H，它同正常高 及正高 有如下關(guān)系：

ξ（高程異常）

（大地水準(zhǔn)面差距）

顯然，如果點(diǎn)在橢球面上， 。

由上兩式可知，大地高由兩部分組成：地形高部分（含正高或正常高）及大地水準(zhǔn)面（或似大地水準(zhǔn)面）高部分。地形高基本上確定著地球自然表面的地貌，大地水準(zhǔn)面高度又稱大地水準(zhǔn)面差距，似大地水準(zhǔn)面高度又稱高程異常，它們基本上確定著大地水準(zhǔn)面或似大地水準(zhǔn)面的起伏1。

性質(zhì)在正常高系統(tǒng)中，一點(diǎn)A的大地高為2：

HA=HγA+ζA

HγA=

式中：γ、g分別是正常重力和重力值；O是大地水準(zhǔn)面上一點(diǎn)（通常為高程起算點(diǎn))，是地面點(diǎn)A的正常高，它是從橢球面上點(diǎn)QO沿正常重力線至近似地形面上點(diǎn)Q的長(zhǎng)度；γm是該線段上的平均正常重力值；Q點(diǎn)滿足下面的定義：

Wo、WA分別是大地水準(zhǔn)面和A點(diǎn)的重力位；Uo、UQ分別是橢球面（U = Uo）和Q點(diǎn)的正常重力位。ζA為A點(diǎn)的高程異常，它與A點(diǎn)的擾動(dòng)位TA之間有以下關(guān)系：

ζA=

式中，ζ‘’m 是沿A 到Q點(diǎn)正常重力的平均值。

高程異常為A點(diǎn)至Q點(diǎn)的距離。若從橢球面向上量取高程異常得到一點(diǎn)A'o，將對(duì)應(yīng)于地面每一點(diǎn)的A'o連成一個(gè)曲面，這個(gè)曲面就是似大地水準(zhǔn)面。因?yàn)閺乃拼蟮厮疁?zhǔn)面到地面點(diǎn)A的高程就是正常高，它可以看作是正常高系統(tǒng)中地面高程的起算面（類似于正高系統(tǒng)中的大地水準(zhǔn)面）。顯然，似大地水準(zhǔn)面只是一個(gè)幾何曲面，而非是一個(gè)實(shí)際的水準(zhǔn)面，因?yàn)樗⒉痪邆渌疁?zhǔn)面的性質(zhì)。

精度要求城市似大地水準(zhǔn)面的分辨率應(yīng)不低于2.5′×2.5′，其精度應(yīng)不低于±0.05m。

城市似大地水準(zhǔn)面的相鄰高程異?？刂泣c(diǎn)，其高程異常差的精度不低于±0.05m。3

省級(jí)似大地水準(zhǔn)面的分辨率應(yīng)不低于5′×5′，其精度要求：平地、丘陵地應(yīng)不低于±0.1m，山地及高山地應(yīng)不低于±0.3m。

省級(jí)似大地水準(zhǔn)面的相鄰高程異常控制點(diǎn)，其高程異常差的精度在平地、丘陵地不低于±0.1m，在山地、高山地不低于±0.3m。

國(guó)家似大地水準(zhǔn)面的分辨率應(yīng)不低于15′×15′，其精度要求：平地、丘陵地應(yīng)不低于±0.3m，山地及高山地應(yīng)不低于±0.6m。

國(guó)家似大地水準(zhǔn)面的高程異?？刂泣c(diǎn)，其坐標(biāo)和高程精度應(yīng)不低于國(guó)家二等大地控制網(wǎng)點(diǎn)和國(guó)家二等水準(zhǔn)網(wǎng)點(diǎn)的精度。