精化大地水准面的意义在于：在统一的高程基准面上可以通过地壳的垂直运动来检测灾害、拼接地形图和研究海平面的变化等[[] Jaynes E T,Cummings F W。Comparison of quantum and semi-classical radiation theories with application to beam maser[J]。Proc IEEE。 1963。 51(1):89~97。]；海底地形研究的数据、海洋潮汐、环流、岩石圈的消减带、地球内部的应力偏离问题都可以通过高精度、高分辨率的大地水准面来进行深入研究[[] LIU Q W。CHEN Y Q。Combining the Geodetic Model of Vertical Crustal Deformation Journal of Geodesy[D]。1998。72:673~683]；数字地球、数字城市亦可通过大地水准面测定的正高进行建设等等[[]王家帮。广西北部湾经济区城市群似大地水准面优化技术研究[D]。桂林理工大学。 2009。228~228]。

如今，我国现代高程基准的主要任务就是精化区域大地水准面和建立新的高程控制网,它将在多个方面产生巨大效益，满足了国家经济建设和测绘学科技术的发展和地学研究的需要[[]吕松华。杭州市现代高程基准基础设施建设分析与实践[J]。城市勘测。 2013。 1:228]。

1。3 国内外大地水准面精化现状

近些年来，世界各国都在致力于推出一代又一代精度越来越高的大地水准面模型，他们的发展状况大致如图1-1：

图1-1 国内外发展概况

1。3。1 国外大地水准面精化现状

1。3。2 国内大地水准面精化现状

1。4 组织结构与技术路线

1。4。1 组织结构

第一章开头介绍了论文选题的一些基本情况比如研究的背景、目的以及意义，大略介绍了大地水准面精化在全球、全国范围内的进展与现状。

第二章阐述了精化区域大地水准面基本的一些理论，即Stokes理论和Molodensky理论，最后详细阐述了几种精化方法。

第三章介绍了精化区域大地水准面中常用的模型，并且结合实际数据，进行拟合运算和精度评定。

第四章总结全文。论文网

1。4。2 技术路线

图1-1 技术路线

2 确定大地水准面的原理与方法

2。1 确定大地水准面的基本理论

大地水准面高N（又称大地水准面差距或大地水准面起伏）是大地水准面到平均椭球面的垂直距离，由Bruns公式得扰动位T与大地水准面高N之间只差一个度量因子就是正常重力值，由此可见，确定了一个正常重力场的扰动位即可确定大地水准面[[]王浩。基于多源数据的区域似大地水准面格网模型研究[D]。东南大学。2013。13~14]，公式如下：

其中，为正常重力，表示导数，式（2-1）是拉普拉斯微分方程，式（2-2）在这里当作边值条件用。

2。1。1 Stokes理论

此定理是微分几何中关于微分形式的积分的一个命题，它一般化了向量微积分的几个定理。在实际计算中，虽然物体所有质量都包含在水准面S内，但是S的形状是未知的，因此，通常所说的大地测量第三边值问题就是确定大地水准面的形状和外部重力位[[]王璐。基于区域椭球法的矿区似大地水准面精化研究[D]。长安大学。2014。14~15]，前提是已知S面的离心力和重力位。

在球近似的情况下，stokes边值问题如下：

Stokes解出的结果是：

大地水准面高为：

其中：R为地球平均半径，r是球面向径，为整个球面，Δg是重力异常值

为Stokes函数，形式为:

Stokes公式表明，理论的边界面是大地水准面，没有质量，在实际中却无法满足这样的情况，除非工作人员去除或者压缩大地水准面的外部质量。

2。1。2  Molodensky理论

Molodensky在1945年提出了一种全新的边值问题，在这个理论中，地壳密度不再是研究的阻碍，Stokes理论中的正高系统也被正常高系统所取代，它的边界面是实际的地形表面，不再需要把大地水准面作为过渡，数据也可以直接在椭球面上处理，唯一需要知道的是球面上每一点相对于椭球的位置。