河南黄河段1956年黄海高程系与1985国家高程基准转换的探讨

发表时间:2020/5/21   来源:《基层建设》2020年第3期   作者:赵柯铭
[导读] 摘要:文章通过整理河南黄河段198个水准点的1956年黄海高程系和1985国家高程基准资料,进行对比分析,阐述了两套高程系下的差值并非理论差值0.029m的原因,并提出了采用区域法进行转换的方法。
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        摘要:文章通过整理河南黄河段198个水准点的1956年黄海高程系和1985国家高程基准资料,进行对比分析,阐述了两套高程系下的差值并非理论差值0.029m的原因,并提出了采用区域法进行转换的方法。
        关键词:1956年黄海高程系;1985国家高程基准;转换;区域法
        引言
        在水利工程中,有些情况高程的重要性要远比平面位置重要,如河道断面测量等,因此在水利工程高程控制测量过程中,最低等级都应在IV等水准以上。而且在水利规划计算中往往需要与前期测量资料进行对比,这些对比资料可能是数年前的,也可能几十年前的,那么如何将点位的高程统一到同一高程系中,一直是困扰各界应用测量成果人员的难题。虽然1956年黄海高程系与1985国家高程基准理论差值是0.029m,但实际却非此数值,根据河南黄河段分布的水准点归纳分析得到了根据地区区域来加常数改正的方法。
        1理论差值及实际差值原因分析:
        1956年黄海高程系是根据青岛验潮站1950年~1956年验潮资料确定的黄海平均海平面作为高程起算面,测定位于青岛市观象山的中国人民共和国水准原点作为其原点而建立的国家高程系统,其水准原点的高程为72.289m。
        1985国家高程基准是采用青岛水准原点和根据由青岛验潮站1952年~1979年的潮汐观测资料为计算依据确定的黄海平均海平面所定义的高程基准,其水准原点起算高程为72.260m。
        由此两套高程系的基准面都为黄海平均海平面,只不过是观测的时长和时间不同,其理论差值为0.029m,然后许多有过这方面经验的工作人员都清楚其两套系统之间差值并非都是此理论差值。从以下4方面分析出现这种现象的原因:
        1)观测者和仪器存在的系统误差,国家水准点存在两期观测的原因,有部分数据不是同一期观测的,所使用的仪器和观测队伍不同。
        2)外界环境的影响,外界环境主要是折光系数(K值)的影响,K值在不同地区,同地区不同时间往往是变化的,因此在外业观测过程中其影响也是不同的。
        3)各水准网起算数据不同;
        4)平差模型选择不同而产生的计算误差
        文章分析涵盖河南黄河段5个地区145个水准点,从中得到其规律,提出了两套高程系统根据地区区域来加常数改正的方法将两套高程系统套合同时使用。具体如下:
        2两套高程系成果对比分析
        1956年黄海高程系成果与1985国家高程基准成果对比差值对比表见表1
        表11956年黄海高程系与1985国家国家高程基准成果差值对比表
       
       
       
       
        从表1分析,可以得到1956年黄海高程系与1985国家高程基准差值如下结论:
        1)豫西片区在0.098-0.11m
        2)焦作片区在0.10-0.13m
        3)郑州片区在0.10-0.13m
        4)新乡片区在0.11-0.146m
        5)开封片区在0.11-0.146m
        3结论建议
        由于水准观测存在各种误差,而差值又在允许误差范围内,所以应用区域法进行这两套高程系统的转换应大量收集测区范围内的两套高程值,选取适当的数学模型计算。这种方法将提高转换精度,同时如果再消减计算误差,得到的是最接近真值的计算值。
        参考文献
        [1]宁津生,刘经南,陈俊勇,等.现代大地测量理论与技术[M].武汉:武汉大学出版社,2006年;26-30
        [2]汤国安,李发源,刘学军.数字高程模型教程(第二版)[M].北京:科学出版社,2010年;2-10
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