《Stokes-Helmert理論及其確定高精度大地水準面嚴密方法研究》是依託武漢大學，由李建成擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：Stokes-Helmert理論及其確定高精度大地水準面嚴密方法研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李建成
- 依託單位：武漢大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目主要研究在Stokes-Helmert邊值問題框架下，確定山區厘米級大地水準面的相關理論、方法和關鍵技術。主要內容有三項：一、研究嚴密顧及地球曲率的各類地形引力位、引力改正公式，精確處理地形質量影響。二、地面重力數據向下延拓的適定性研究。著重在厘米級精度的要求下，重新研究不同向下延拓方法，探索衛星重力數據下延問題。三、克服山區重力數據稀疏、數據預處理複雜以及高性能計算等一系列技術方面的問題，研究實用的山區精密大地水準面確定技術方案。本項目的研究將進一步深化我國在區域大地水準面精化方面的成果，有望在部分領域獲得國際領先的研究成果，並為我國西部地區現代精密高程基準的建立提供理論基礎和完整的技術依據。
結題摘要
要在GNSS定位技術框架中實現海拔高測定的功能，目前最有效的辦法是利用大地水準面模型將GNSS測定的大地高轉換為海拔高。為此，需要發展新理論和新方法，突破關鍵技術，使構建的大地水準面模型達到所要求的解析度和精度。正因為如此，國際大地測量界把“確定1厘米級精度大地水準面”作為世紀科學目標，也是世紀性難題。我國地形起伏大，西部有很多重力資料空白區，使得我國大地水準面精密確定成為一個更加困難的問題，嚴重製約了衛星導航定位技術在精密測定海拔高程中的套用。 位理論和大地測量邊值問題理論是研究精細大地水準面模型的理論和方法基礎，關鍵問題之一是如何精確計算地形歸算對大地水準面的影響。上世紀90年代，開始研究利用Helmert第二類凝集法處理地形質量，即將地形質量凝集在大地水準面上，形成面密度為地形密度與高程乘積的薄層，由此地形補償模型可精確計算地形對大地水準面的直接和間接影響，理論上的難點是按1厘米精度要求，如何建立不同地形直接影響和間接影響的精密數學公式，消除或改進傳統理論方法的近似性。 項目瞄準國家現代高程基準和位置服務的重大需求，創建了將精密似大地水準面數值模型作為高程基準的一整套理論方法與實現方案。（1）在國際上首次提出了基於Stokes-Helmert邊值理論確定高精度大地水準面的嚴密方法，確定了布格球層和殘差地形模型對殘差擾動位的貢獻，提出了地面Helmert重力異常向下延拓到似大地水準面的最優方法；（2）攻克了多源重力數據質量控制、海量數據的高效處理、大地水準面甚短波分量恢復等構建中國數字高程基準模型工程中的一系列關鍵技術難題；（3）研製了中國高精度數字高程基準模型，將我國陸域重力大地水準面解析度由2000年的15′×15′提高到現今的2′×2′，精度由0.377m提高到了優於10cm。
