水準測量固體潮改正模型的探討

張新兵

摘要：結(jié)合現(xiàn)行水準測量規(guī)范的固體潮改正模型，按照天文學和力學原理，對固體潮改正模型進行了分析和驗證。相關計算公式進行了推理和考證，對于個別存疑的地方從原理上進行了分析，并在理論支持充分的前提下，補充完善了模型公式。

關鍵詞：水準測量;固體潮改正;格林尼治恒星時;地方恒星時

1 基本原理

地面點受到的引潮力中，月亮的影響最大，約占整個部分的三分之二，太陽的影響約占三分之一。由于距離和質(zhì)量的關系，其它恒星和行星對地球的影響比月亮和太陽小的多，可忽略不計。日月引潮力影響地面點鉛垂線方向發(fā)生變化，進而使基于鉛垂線的相應地面觀測量受到影響，使水準觀測視線產(chǎn)生偏差，使標尺讀數(shù)產(chǎn)生變化，觀測高差產(chǎn)生誤差。

受引潮力影響，觀測視距不是真正的視距，實際視距為。為消除這種誤差，需要對精密水準測量成果進行引潮力改正。這種由日月引潮力引起的地球固體變化現(xiàn)象就是固體潮現(xiàn)象，其改正即為固體潮改正。固體潮改正與水準測量站點的緯度和觀測時間有關。

2 ?模型公式

結(jié)合水準測量規(guī)范提供的固體潮改正模型，作者進行了分析考證，依據(jù)方便、實用的原則，對相關參數(shù)進行了求證、補全。

2.1天文參數(shù)計算

固體潮改正與太陽、月亮位置有密切關系。按照天文學知識，可計算出月亮、太陽的視位置，進而計算其它相關衍生量。對精密水準測量來說，采用精確的天文歷表計算和天文引數(shù)計算的天體位置結(jié)果雖然不一致，但其差異和影響可以忽略不計。為了計算方便，本文采用天文引數(shù)（H、PS、S、P、N）進行計算，天文引數(shù)公式可在天文年歷中查取。

2.1.1儒略世紀數(shù)T計算

儒略世紀數(shù)T自2000年1月1日12時（儒略日JD=2451545.0）算起，采用文獻[1]中計算公式。

2.1.2月亮、太陽的真黃經(jīng)λ、真黃緯β計算

月亮和太陽的真黃經(jīng)、真黃緯計算參見文獻[3]。

2.1.3月心、日心到地心的平均距離與瞬時距離比c/r計算

對于月亮到地心、太陽到地心的平均距離與瞬時距離的比值計算，有的地方采用近似值1進行代替，在計算精度許可的情況下也是可以的。本文采用文獻[3]中提供公式計算。

3 ?結(jié)束語

（1）地球表面受固體潮的影響，隨時間發(fā)生變形，影響到各種地面測量數(shù)據(jù)的精確度。因此，利用固體潮理論在水準測量結(jié)果中加入固體潮改正，是需要考慮的。在條件具備的情況下，在水準測量、形變監(jiān)測、高程基準研究等方面，均需要加入固體潮改正。

（2）通過分析計算可以看出，固體潮改正在南北方向體現(xiàn)比較明顯，東西方向相對較小。過去限于計算技術和手段的不足，忽略固體潮改正，是不得已而為之。在當前計算技術比較發(fā)達的情況下，固體潮改正計算完全可以實現(xiàn)，尤其是部分路段的改正數(shù)比較大，不可忽略。

（3）固體潮和天文章動項聯(lián)系緊密，具有一定的對應關系，固體潮中的全日潮波展開項和天文章動項可以一一對應起來。因此，我們也可以通過研究天文章動來確定相應固體潮的潮波，進而計算固體潮改正。

（作者單位：新疆新力測繪工程有限公司）