从地面点沿正常重力线量取正常高所得端点构成的封闭曲面。似大地水准面严格说不是水准面,但接近于水准面,只是用于计算的辅助面。它与大地水准面不完全吻合,差值为正常高与正高之差。但在海洋面上时,似大地水准面与大地水准面重合。
建立一个高精度、三维、动态、多功能的国家空间坐标基准框架、国家高程基准框架、国家重力基准框架,以及由GPS、水准、重力等综合技术精化的高精度、高分辨率似大地水准面。该框架工程的建成,将为基础测绘、数字中国地理空间基础框架、区域沉降监测、环境预报与防灾减灾、国防建设、海洋科学、气象预报、地学研究、交通、水利、电力等多学科研究与应用提供必要的测绘服务,具有重大的科学意义。
精化大地水准面对于测绘工作有重要意义:首先,大地水准面或似大地水准面是获取地理空间信息的高程基准面。其次,GPS(全球定位系统)技术结合高精度高分辨率大地水准面模型,可以取代传统的水准测量方法测定正高或正常高,真正实现GPS技术对几何和物理意义上的三维定位功能。再次,在现今GPS定位时代,精化区域性大地水准面和建立新一代传统的国家或区域性高程控制网同等重要,也是一个国家或地区建立现代高程基准的主要任务,以此满足国家经济建设和测绘科学技术的发展以及相关地学研究的需要。
近年来,我国经济发达地区及中、小城市,在地形图测绘方面,对厘米级似大地水准面的需求十分迫切。高精度的似大地水准面结合GPS定位技术所获得的三维坐标中的大地高分离求解正常高,可以改变传统高程测量作业模式,满足1:1万、1:5000甚至更大比例尺测图的迫切需要,加快数字中国、数字区域、数字城市等的建设,不但节约大量人力物力,产生巨大的经济效益,而且具有特别重要的科学意义和社会效益。
大地高等于正常高与高程异常之和,GPS测定的是大地高,要求正常高必须先知高程异常。在局部GPS网中已知一些点的高程异常(它由GPS水准算得),考虑地球重力场模型,利用多面函数拟合法求定其它点的高程异常和正常高。
确定大地水准面的方法有:
1、几何法,如天文水准、卫星测高、GPS水准等。
2、组合法,重力学法与重力联测法。
陆地局部大地水准面的精化普遍采用组合法,即以GPS水准确定的高精度但分辨率较低的几何大地水准面作为控制,将重力学方法确定的高分辨率但精度较低的重力大地水准面与之拟合,以达到精化局部大地水准面的目的。