平均海平面模型的確立方法研究＊

孫 嘯,周興華,2,孫學(xué)華,2,孫翠羽,2

(1.國家海洋局第一海洋研究所,山東青島 266061;

2.山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院,山東青島 266510)

平均海平面(Mean Sea Surface,MSS)一直是地球科學(xué)和環(huán)境科學(xué)關(guān)注的問題之一,海平面的變化將直接影響全球天氣及長期氣候的演變。相對(duì)于參考橢球,平均海平面包括了大地水準(zhǔn)面和海面地形兩部分信息,因而被大地測(cè)量學(xué)家和地球物理學(xué)家廣泛地用來分析大地水準(zhǔn)面差距、研究地殼形變和地球內(nèi)部動(dòng)力學(xué)機(jī)制等;海洋學(xué)者則以平均海平面為基準(zhǔn)面計(jì)算海面距平和研究時(shí)變特征[1-3]。

目前研究平均海平面變化規(guī)律的手段大致可分為2類,一種是運(yùn)用驗(yàn)潮站資料進(jìn)行研究;另外一種則是用衛(wèi)星測(cè)高資料進(jìn)行研究。在其他影響因素不變的條件下,驗(yàn)潮站觀測(cè)資料時(shí)間越長,其對(duì)海平面變化規(guī)律的研究貢獻(xiàn)就越大。但驗(yàn)潮站所處陸地存在地殼的垂直運(yùn)動(dòng),分布集中于北半球的陸海邊緣,并且控制范圍有限。而衛(wèi)星測(cè)高較高的測(cè)量精度、良好的覆蓋能力和絕對(duì)高度測(cè)量彌補(bǔ)了驗(yàn)潮站遠(yuǎn)距離觀測(cè)的缺陷,用它來研究大尺度的全球海平面變化特征具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。2種方法各自的優(yōu)勢(shì)和不足一定程度上起到了相互補(bǔ)充的作用,由此可以將驗(yàn)潮站作為控制條件,對(duì)衛(wèi)星測(cè)高得到的平均海平面高度網(wǎng)格模型進(jìn)行改正,建立起平均海平面與國家大地坐標(biāo)系的關(guān)系。

2 利用驗(yàn)潮站求取平均海平面

1.1 平均海平面定義及算法

平均海平面是由水尺或自記驗(yàn)潮儀觀測(cè)的一定潮汐周期內(nèi)水位記錄的平均值。水位高度以驗(yàn)潮站水尺零點(diǎn)為基準(zhǔn),假如水位觀測(cè)是連續(xù)曲線h(t),則T時(shí)間內(nèi)的平均海平面可表示為：

式中,MSLT為對(duì)應(yīng)時(shí)段T的平均海平面高度;h(t)為t時(shí)刻的水位高度。一般情況下,驗(yàn)潮站的水位觀測(cè)按《海道測(cè)量規(guī)范》有關(guān)要求執(zhí)行,取整時(shí)刻觀測(cè)值。因此,實(shí)際計(jì)算時(shí)常用的方法是直接對(duì)一定時(shí)間周期的觀測(cè)值直接取算術(shù)平均,公式為：

式中,hi為水位觀測(cè)值;n為觀測(cè)個(gè)數(shù),對(duì)于一天的觀測(cè)取其值為24,1個(gè)月、1 a和多年平均取實(shí)際觀測(cè)數(shù)[4],由24個(gè)整時(shí)觀測(cè)值計(jì)算日平均海平面,每月各日平均海平面計(jì)算月平均海平面,全年各日平均海平面計(jì)算年平均海平面,2 a(含)以上各日平均海平面計(jì)算多年平均海平面。

1.2 驗(yàn)潮站當(dāng)?shù)仄骄Ｆ矫媲笕》椒?/h3>

長期驗(yàn)潮站一般采用2 a(含)以上連續(xù)水位觀測(cè)數(shù)據(jù),取其每小時(shí)的平均值求得平均海平面[5]。對(duì)于短期驗(yàn)潮站,由于沒有充足的觀測(cè)量,其平均海平面一般由鄰近的2個(gè)長期驗(yàn)潮站的平均海平面轉(zhuǎn)測(cè)求得,轉(zhuǎn)測(cè)方法有幾何水準(zhǔn)測(cè)量法和同步改正法。由于同步改正法采用了長、短期驗(yàn)潮站30 d的實(shí)測(cè)同步觀測(cè)水位平均值和長期站多年平均海平面,資料更加準(zhǔn)確可靠;加之幾何水準(zhǔn)測(cè)量不方便在相距較遠(yuǎn)的短期站與長期站間進(jìn)行,所以一般認(rèn)為同步改正法優(yōu)于幾何水準(zhǔn)測(cè)量法[6]。同理,臨時(shí)驗(yàn)潮站的平均海平面,也可由鄰近的長期驗(yàn)潮站或短期驗(yàn)潮站,采用幾何水準(zhǔn)法或同步改正法求得。

在我國,利用驗(yàn)潮資料獲得的平均海平面的參考基準(zhǔn)是1985國家高程基準(zhǔn),因此需要獲得在國家高程系中表示的平均海平面高程。如果能直接聯(lián)測(cè)1985國家高程系的高等水準(zhǔn)點(diǎn)高程,應(yīng)盡量與驗(yàn)潮站的主要點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè),求得更為精確的當(dāng)?shù)仄骄Ｆ矫娓叱?以滿足我國大地水準(zhǔn)面的深層次研究和沿岸測(cè)量中的地形圖與水深圖的數(shù)據(jù)銜接之需要。求取當(dāng)?shù)仄骄Ｆ矫娓叱痰闹饕椒ㄓ兴疁?zhǔn)聯(lián)測(cè)法、固定點(diǎn)位法和潮信資料法。其中水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)法是最直接、最可靠、最方便的方法[7]。對(duì)于平均海平面來說,用驗(yàn)潮站上的水準(zhǔn)點(diǎn)定義比用大地測(cè)量的水準(zhǔn)原點(diǎn)定義要好些,因?yàn)槠渲胁粨饺霂缀嗡疁?zhǔn)的誤差[8]。

驗(yàn)潮站當(dāng)?shù)氐钠骄Ｆ矫媸菍?duì)該點(diǎn)瞬時(shí)海面的算術(shù)平均值,而平均海平面是海洋空間中客觀存在的一個(gè)連續(xù)面。有研究資料表明,100～200 km海區(qū)范圍內(nèi)的平均海平面高程變化僅有幾厘米,因此,從實(shí)際應(yīng)用的角度考慮,在100～200 km范圍的海洋工程中,將驗(yàn)潮站處平均海平面視為常量,近似代替當(dāng)?shù)仄骄Ｆ矫娴摹懊妗敝凳褂?。但在大區(qū)域多驗(yàn)潮站的海區(qū),則使用多個(gè)驗(yàn)潮站所得的平均結(jié)果,即對(duì)多驗(yàn)潮站有效范圍內(nèi)平均海平面進(jìn)行插值擬合,使其與海區(qū)內(nèi)各點(diǎn)平均海平面達(dá)到最佳密合。我國海圖是以理論深度基準(zhǔn)面為起算面的,潮汐性質(zhì)及算法的不同,使各地的理論深度基準(zhǔn)面L不一致。這就使得不同海區(qū)的許多現(xiàn)有海圖成果在拼接時(shí)存在不連續(xù)問題,給相關(guān)地區(qū)數(shù)字海洋等海洋產(chǎn)業(yè)的發(fā)展等造成了困難,對(duì)大范圍高精度的平均海平面模型及理論深度基準(zhǔn)面計(jì)算方法的發(fā)展提出了迫切的需求。

1.3 平均海平面變化

海平面的變化是天文、氣象、水文、地理和海洋諸要素綜合作用的結(jié)果,但從各海區(qū)長期平均海平面變化來看,地殼垂直運(yùn)動(dòng)對(duì)平均海平面的變化有著不可忽視的影響。驗(yàn)潮站觀測(cè)得到的海面變化是相對(duì)性的,實(shí)際上是地殼垂直運(yùn)動(dòng)和海面本身變化的疊加。因此,平均海平面的“視”變化與純粹的海面升降的變化有差異,有些地區(qū)差異很大[8]。平均海平面相對(duì)于不同的局部參考基準(zhǔn)的本質(zhì),也決定了不同海區(qū)的平均海平面不具有可比性[9]。但在實(shí)際研究及應(yīng)用中,我們總是希望得到穩(wěn)定的平均海平面,將其作為理想海面的逼近,所以需要對(duì)平均海平面的絕對(duì)變化進(jìn)行計(jì)算。

要得到平均海平面的絕對(duì)變化,就需要將驗(yàn)潮站的地殼垂直形變與海面升降變化分離開。最理想的辦法就是選取參考橢球?yàn)橐罁?jù)面,將GPS技術(shù)與驗(yàn)潮數(shù)據(jù)相結(jié)合,即以參考橢球面為驗(yàn)潮站水準(zhǔn)點(diǎn)變化的參考基準(zhǔn),用GPS技術(shù)確定驗(yàn)潮站水準(zhǔn)點(diǎn)的地殼垂直形變;以水尺零點(diǎn)為海平面變化的參考基準(zhǔn),用驗(yàn)潮數(shù)據(jù)確定海平面相對(duì)驗(yàn)潮站水尺零點(diǎn)的變化,同時(shí)假設(shè)驗(yàn)潮站水準(zhǔn)點(diǎn)和水尺零點(diǎn)的地殼垂直形變相同,間接獲得驗(yàn)潮站處的絕對(duì)海平面變化,其模型為：

式中,ΔH0為觀測(cè)時(shí)間內(nèi)驗(yàn)潮站水準(zhǔn)點(diǎn)的垂直地殼形變;ΔH′為觀測(cè)時(shí)間內(nèi)驗(yàn)潮站處海平面的絕對(duì)變化;Δζ為觀測(cè)時(shí)間間隔內(nèi)驗(yàn)潮得出的相對(duì)平均海平面變化[10]。

2 衛(wèi)星測(cè)高

自1969年Kaula提出衛(wèi)星測(cè)高的概念以來,從1973年第一顆攜帶測(cè)高儀的衛(wèi)星Skylab到2001年T/P衛(wèi)星后繼衛(wèi)星——Jason-1的發(fā)射,衛(wèi)星測(cè)高現(xiàn)已由最初的從空中采用遙測(cè)方法確定海面形狀這一單一目的,發(fā)展到在地球物理學(xué)領(lǐng)域和大地測(cè)量學(xué)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。由于衛(wèi)星測(cè)高技術(shù)能在全球范圍內(nèi)全天候多次重復(fù)、準(zhǔn)確地提供海洋表面高度的觀測(cè)值,為研究人員研究海平面變化、地球重力場(chǎng)、海底地形、海洋巖石圈和海洋環(huán)流等領(lǐng)域提供了豐富的信息源。國外一些研究機(jī)構(gòu)利用這一信息源先后推出了多個(gè)平均海平面模型,如3.75′×3.75′格網(wǎng)分辨率的OSU MSS95模型[11]、3.75′×3.75′格網(wǎng)分辨率的CLS_SHOM 98.2模型以及3′×3′格網(wǎng)分辨率的GFZ MSS95A模型[12]。近年來,我國學(xué)者也利用衛(wèi)星測(cè)高數(shù)據(jù)建立了中國海及鄰近海域的平均海平面模型。王海瑛等利用Geosat/ERM 數(shù)據(jù)計(jì)算出1°×1°、T/P數(shù)據(jù)計(jì)算出30′×30′分辨率的模型[13-16],李建成等建立了2.5′×2.5′模型[2],姜衛(wèi)平建立了2′×2′的全球模型WHU 2000 MSS[17]。

2.1 衛(wèi)星測(cè)高確定平均海平面的原理

衛(wèi)星測(cè)高儀是一種星載的微波雷達(dá),衛(wèi)星測(cè)高儀確定平均海平面的主要原理是：測(cè)高儀的發(fā)射裝置通過天線以一定的脈沖重復(fù)頻率向地球表面發(fā)射調(diào)制后的壓縮脈沖,經(jīng)海面反射后,由接收機(jī)接受返回的脈沖,并測(cè)量發(fā)射脈沖的時(shí)刻與接收脈沖的時(shí)刻的時(shí)間差,根據(jù)此時(shí)間差及返回的波形,便可以測(cè)量出衛(wèi)星到海面的距離[18]。

Denker于1990年提出衛(wèi)星至海面的測(cè)高觀測(cè)值為：

式中,ρ為衛(wèi)星質(zhì)心到海面的距離,其基本觀測(cè)量就是發(fā)射的電磁脈沖在空間距離中往返傳播所經(jīng)歷的時(shí)間Δt,ρ值顧及了環(huán)境改正,包括測(cè)高儀偏差改正、電離層改正、干濕對(duì)流層改正、電磁偏差改正、逆氣壓改正、極潮、負(fù)荷潮和海潮改正。hs和h分別為衛(wèi)星和海面的大地高,hs可由衛(wèi)星星歷給出。通過數(shù)據(jù)篩選組成海面大地高數(shù)據(jù)文件,計(jì)算公式為：

式中,V為地球物理改正[19]。

2.2 測(cè)高數(shù)據(jù)處理方法

影響測(cè)高數(shù)據(jù)精度的主要誤差源有：1)徑向軌道誤差,其均方根誤差可達(dá) 20～25 cm;2)地球物理環(huán)境校正所帶來的誤差,如干、濕對(duì)流層校正誤差、電離層校正誤差等。對(duì)T/P測(cè)高衛(wèi)星而言,利用SLR技術(shù)確定的TOPEX衛(wèi)星軌道徑向精度可達(dá)到2.8 cm。并且,由于T/P衛(wèi)星測(cè)高儀屬于主動(dòng)微波遙感并采用雙頻系統(tǒng),其大氣介質(zhì)傳播誤差得到了很大的校正。以上因素使得T/P衛(wèi)星成為目前精度最高的測(cè)高系統(tǒng),并成為在其它衛(wèi)星軌道改進(jìn)中的參考控制系統(tǒng)。

2.2.1 共線平均

在T/P衛(wèi)星測(cè)高數(shù)據(jù)處理中不需進(jìn)行軌道誤差處理,僅分為原始觀測(cè)數(shù)據(jù)的預(yù)處理和stacking處理。預(yù)處理可以消除地球物理環(huán)境的影響,剔除數(shù)據(jù)中的粗差影響(AV ISO,1996),包括電離層校正、干濕對(duì)流層校正、電磁偏差校正、大氣負(fù)荷校正、固體潮汐校正、負(fù)荷潮和海潮校正等,數(shù)據(jù)預(yù)處理后測(cè)高數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差可達(dá)3.5 cm。Stacking處理可壓縮原始測(cè)高數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù),抑制和減小各種海面的時(shí)變因素影響以及中短波長的海面地形影響,降低隨機(jī)噪聲,提高數(shù)據(jù)精度[15]。

在聯(lián)合多種測(cè)高數(shù)據(jù)(Topex/Posidon,ERS-1,ERS-2,Geosat/ERM等)建立平均海平面模型時(shí),需要對(duì)各衛(wèi)星重復(fù)軌道數(shù)據(jù)進(jìn)行共線平均,以減弱海平面高度的時(shí)變影響和特定時(shí)期大范圍的海洋異?，F(xiàn)象(如厄爾尼諾和拉尼娜現(xiàn)象)引起的海平面異常,最終計(jì)算得到平均軌道和平均海平面[20]。如圖1所示,O為參考軌道的觀測(cè)點(diǎn),O′為另一共線上軌跡相同的緯度點(diǎn),P,Q為同一軌道上與O′相鄰的任意2點(diǎn)。以其中的一條軌道(如T/P衛(wèi)星軌道)作為參考,確定其他共線軌道上相同緯度點(diǎn)的海面大地高的過程即為共線法,表達(dá)式為：

圖1 共線法平差原理Fig.1 Principle for Co llinear Adjustment

式中,H為共線軌道上O′點(diǎn)處的海面大地高;HP,HQ分別為共線軌道上P,Q 2點(diǎn)處的海面大地高;φO,φP,φQ分別為O,P,Q 3點(diǎn)的緯度[21]。

2.2.2 參考橢球的統(tǒng)一及參考框架的轉(zhuǎn)換

由于不同年代不同任務(wù)的測(cè)高衛(wèi)星所采用的地球參考坐標(biāo)框架和地球橢球參數(shù)不同,即基準(zhǔn)不一致,基準(zhǔn)統(tǒng)一問題便成了制約平均海平面精度的一個(gè)主要原因。以T/P衛(wèi)星為例,將 T/P衛(wèi)星提供的海面大地高數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到OSU91A和 WDM 94采用的GRS80橢球上時(shí),轉(zhuǎn)換公式為：

式中,B,L,h和BT,LT,hT分別表示GRS80橢球和T/P衛(wèi)星參考橢球上的大地緯度、大地經(jīng)度和大地高;N,M分別為卯酉圈和子午圈曲率半徑;a表示橢球長半軸;d a=0.7 m為GRS80長半軸與T/P橢球長半軸之差;e為橢球第一偏心率;dα=0為GRS80橢球扁率與T/P橢球扁率之差[19,22]。

2.2.3 平均海平面高度模型的建立

盡管測(cè)高衛(wèi)星可以在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行近全球的多次重測(cè)量,但是衛(wèi)星高度計(jì)獲得的海面大地高數(shù)據(jù)只是衛(wèi)星沿地面軌跡的離散點(diǎn),要建立一個(gè)平滑連續(xù)的平均海平面高度模型需要對(duì)這些離散點(diǎn)觀測(cè)值進(jìn)行正確的格網(wǎng)化平均。格網(wǎng)化時(shí)需要考慮數(shù)據(jù)圖形結(jié)構(gòu)和格網(wǎng)間距的合理選取,現(xiàn)以球面坐標(biāo)形式表示的Shepard算法對(duì)格網(wǎng)化算法進(jìn)行介紹：

式中,r為內(nèi)插點(diǎn)(B,L)至格網(wǎng)中心點(diǎn)(B0,L0)間的距離;R為選定的局部擬合半徑,取2倍的格網(wǎng)間距;φ(r)為權(quán)函數(shù)。相應(yīng)的平均海平面高度模型為：

式中,u為權(quán)因子,通常取1和2,由于海面大地高在小范圍內(nèi)較平滑,所以u(píng)取1[19]。

3 聯(lián)合驗(yàn)潮站和衛(wèi)星測(cè)高資料建立統(tǒng)一的高精度的平均海平面網(wǎng)格模型

3.1 驗(yàn)潮站資料

在海岸工程設(shè)計(jì)、建造中,驗(yàn)潮站資料一直發(fā)揮著重要的作用。在觀測(cè)精度滿足1～1.5 cm的條件下,利用長期驗(yàn)潮站19 a每小時(shí)的潮位資料,可以計(jì)算得到精度達(dá)到1mm的穩(wěn)定的當(dāng)?shù)仄骄Ｆ矫?。在其他影響因素不變的條件下,驗(yàn)潮站觀測(cè)資料時(shí)間越長,其對(duì)海平面變化規(guī)律的研究貢獻(xiàn)就越大。驗(yàn)潮站資料作為可靠數(shù)據(jù)源,在近岸水域精確實(shí)用的優(yōu)點(diǎn)是任何其他手段都無法比擬的。

但驗(yàn)潮站資料的使用也存在一些缺陷。首先,滿足觀測(cè)條件的驗(yàn)潮站還有許多條件需要滿足,如地質(zhì)條件穩(wěn)定、位置方便適中、受海流河流海流影響小等,加之不同地區(qū)海陸分布的不同情況,使得觀測(cè)數(shù)據(jù)的分布不均勻,甚至無法覆蓋。其次,驗(yàn)潮站有限的有效范圍,使得數(shù)據(jù)成果在遠(yuǎn)海地區(qū)的可靠性大大降低,對(duì)大區(qū)域甚至全球的平均海平面觀測(cè)變得無能為力。同時(shí),驗(yàn)潮站觀測(cè)的平均海平面變化為相對(duì)運(yùn)動(dòng),驗(yàn)潮站所處陸地存在地殼的垂直運(yùn)動(dòng),要得到海平面的絕對(duì)變化就需要借助GPS等空間技術(shù)來解決。

3.2 衛(wèi)星測(cè)高資料

衛(wèi)星測(cè)高手段自問世以來,在大地測(cè)量學(xué)和海洋學(xué)領(lǐng)域得到了迅猛的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用,總結(jié)起來在于衛(wèi)星測(cè)高技術(shù)相比驗(yàn)潮站具有很多獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)：首先,對(duì)海面地形、波高、風(fēng)速等要素的高精度測(cè)量,如T/P衛(wèi)星一次測(cè)量軌跡上的精度優(yōu)于5 cm,全球范圍內(nèi)達(dá)到優(yōu)于2 cm,利用多種衛(wèi)星測(cè)高資料建立的全球及局部海域的平均海平面高度模型分辨率不斷提高,精度也可達(dá)到優(yōu)于5 cm的量級(jí)。其次,數(shù)據(jù)密度高,特別在開闊洋區(qū)分布也較均勻,短時(shí)間內(nèi)近全球的多次重復(fù)測(cè)量能消除大量噪聲信號(hào)干擾,為建立全球的平均海平面模型提供了可能。而且,衛(wèi)星高度計(jì)測(cè)得的數(shù)據(jù)為相對(duì)參考橢球的絕對(duì)海平面,不會(huì)受陸地地殼運(yùn)動(dòng)的影響,數(shù)據(jù)更加穩(wěn)定可靠。

但在近岸淺海地區(qū),島礁、大陸近海等復(fù)雜地理環(huán)境的綜合影響,使得衛(wèi)星測(cè)高觀測(cè)值的準(zhǔn)確性大大降低,誤差過大的數(shù)據(jù)被大量剔除而無法使用。而測(cè)高衛(wèi)星地面軌跡也并非總是連續(xù)的,特別是當(dāng)軌跡通過陸地、島嶼時(shí),數(shù)據(jù)中斷現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。這些都為衛(wèi)星測(cè)高數(shù)據(jù)的靈活應(yīng)用帶來了局限。

3.3 聯(lián)合驗(yàn)潮站和衛(wèi)星測(cè)高資料建立統(tǒng)一的高精度的平均海平面網(wǎng)格模型

總結(jié)比較2種手段不難發(fā)現(xiàn),在深海甚至全球海域,衛(wèi)星高度計(jì)覆蓋率高,數(shù)據(jù)精度高穩(wěn)定度好;在近海區(qū)域,驗(yàn)潮站觀測(cè)資料數(shù)據(jù)可靠,精度高適用性佳。2種數(shù)據(jù)手段各有優(yōu)勢(shì)各有缺點(diǎn),但恰恰在不同海區(qū)彌補(bǔ)了各自的不足,因此,聯(lián)合驗(yàn)潮站和衛(wèi)星測(cè)高數(shù)據(jù)建立大區(qū)域的統(tǒng)一的高精度平均海平面模型成為了目前研究大區(qū)域甚至全球平均海平面的發(fā)展趨勢(shì)。

然而,衛(wèi)星測(cè)高和驗(yàn)潮站資料在實(shí)質(zhì)上是2種相互獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫,聯(lián)合2種資料建立統(tǒng)一的平均海平面模型并非簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)拼接,需要解決一系列的問題,其中關(guān)鍵問題在于2種數(shù)據(jù)的參考基準(zhǔn)有著本質(zhì)的不同。如何建立相關(guān)性,將以當(dāng)?shù)馗叱袒鶞?zhǔn)為參考的驗(yàn)潮站數(shù)據(jù)和以參考橢球?yàn)榛鶞?zhǔn)的測(cè)高數(shù)據(jù)統(tǒng)一到相同的基準(zhǔn)上,是解決問題的核心所在。其主要思路為以驗(yàn)潮站和GPS實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)確定的離散點(diǎn)的平均海平面大地高為控制條件,對(duì)衛(wèi)星測(cè)高得到的平均海平面高度網(wǎng)格模型進(jìn)行改正和精化,并納入國家大地坐標(biāo)系,即將平均海平面高度網(wǎng)格模型內(nèi)插至驗(yàn)潮站處,求得模型值與實(shí)測(cè)大地高的差值,進(jìn)以對(duì)網(wǎng)格模型進(jìn)行改正和精化。

4 結(jié) 語

研究海平面變化規(guī)律的數(shù)據(jù)中,驗(yàn)潮站和衛(wèi)星測(cè)高2種手段各有優(yōu)勢(shì),但也各有不足。要建立一個(gè)精度高、穩(wěn)定性好、覆蓋率高的平均海平面模型,需要聯(lián)合驗(yàn)潮站觀測(cè)和衛(wèi)星測(cè)高2種方法,取長補(bǔ)短。主要思路為,以驗(yàn)潮站和GPS實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)確定的離散點(diǎn)平均海平面大地高為控制條件,對(duì)衛(wèi)星測(cè)高得到的平均海平面高度網(wǎng)格模型進(jìn)行改正和精化,將2種數(shù)據(jù)模型統(tǒng)一到相同的基準(zhǔn)體系,即國家大地坐標(biāo)系中。這樣得到的精化的高精度平均海平面高度模型,對(duì)數(shù)字無縫海洋的建立和近海及沿岸海域的高程/水深基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換工作都將起到極大的促進(jìn)和推動(dòng)作用。

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