1.3　大地水准面精化研究进展

大地水准面巨大的科学和应用价值始终是其迅猛发展的推动力。20世纪90年代以来，世界各国和地区都在积极地改善各自的大地水准面模型质量，模型的分辨率和精度相比之前有了较大提高。

20世纪90年代以后，随着观测区域的不断扩大、数据精度的不断提高以及地形改正策略的不断严密，美国陆续推出了GEOID90、GEOID93～GEOID99一系列大地水准面模型，分辨率和精度较之前提高了一个数量级。美国最新公布的重力大地水准面为USGG2012，它是基于地面重力数据、DNSC（Danish National Space Center）08测高重力数据和高分辨率的SRTM（Shuttle Radar Topography Mission）3地形数据共同建立起来的。其大地水准面的整体精度约为±3cm，其中，西部山区的精度为±5～±8cm，平原地区的精度优于±2cm，分辨率达到了1′×1′。另外，为了达到±1～2cm的高精度大地水准面的目标，进而取代现有的国家高程基准NAVD88，美国国家大地测量局（National Geodetic Survey，NGS）于2007年启动了美国垂直基准重新定义计划（Gravity for the Redefinition of the American Vertical Datum，GRAV-D），并在全美陆续展开航空重力测量任务。目前，美国东部多数地区的飞行任务已经完成，而西部地区只有加利福尼亚州附近的局部区域可以获取数据，NGS预处理后的航空重力数据精度为±2～3mGal。

加拿大采用与美国相同的高程基准（NAVD88），先后研制了GSD91、GSD95直至CGG2010大地水准面模型。CGG2010模型的构建过程融合了GOCO01S模型和EGM2008模型的中低阶重力场信息，中长波部分的精度得到了显著提高，模型的分辨率达到了2′×2′，精度为±2～±10cm。加拿大最新推出的重力大地水准面模型为CGG2013，消除系统误差后，精度为±7.3cm，加拿大基于此构建了新一代的大地水准面高程基准CGVD2013。

澳大利亚也致力于发展本国的高精度重力大地水准面模型，如AUSGeoid93、AUSGeoid98、AUSGeoid09。AUSGeoid09模型的建立利用了高阶次的EGM2008地球重力场模型信息，因此实际观测数据对大地水准面的贡献非常小。AUSGeoid09模型的分辨率为1″×1′，GPS/水准拟合后的精度为±3cm。

欧洲国家大地水准面的计算始于20世纪80年代，起初的重力大地水准面精度只有分米级，分辨率约为20km。1990年，国际大地测量协会（International Association of Geodesy，IAG）启动了欧洲大地水准面计划，之后陆续推出了EGG94、EGG95、EGG96、EGG97、EGG2007、EGG2008等一系列大地水准面模型。其中，EGG97模型充分利用了EIGEN-GL4C重力场模型高精度的中长波信息，分辨率达到1.0′×1.5′，与德国、法国以及横贯欧洲的GPS/水准数据进行比较，其精度达到±10cm。EGG2008在EGG2007模型的基础上，对可疑区域进行部分更新，最终精度优于±8cm。

我国似大地水准面的确定经历了半个多世纪的发展历程，最初的似大地水准面CQG60的精度只有±2～±4m，分辨率为200～500km。20世纪90年代，在国家测绘局的组织下，武汉大学研制了覆盖我国全境的似大地水准面模型CQG2000（李建成等，2003），其分辨率为5′×5′，精度约为±0.5m。2011年，基于Stokes-Helmert的“移去-恢复”理论，我国建立了新一代的大地水准面模型CNGG2011，该模型的整体精度为±0.126m，东部地区精度为±0.062m，西部地区精度为±0.138m。