4.4 卫星定位高程测量

4.4.1 关于卫星定位高程测量和应用等级的确定。
    由于我国采用的是正常高程系统，我们所应用的高程是相对似大地水准面的高程值，而卫星定位高程是相对于椭球面的高程值，为大地高，二者之间的差值为高程异常。因此，确定高程异常值，是卫星定位高程测量的必要环节。高程异常的确定方法一般分为数学模型拟合法和用地球重力场模型直接求算，对于一般工程测量单位而言，由于无法获得必要的重力数据，主要是根据联测的水准资料利用一定的数学模型拟合推求似大地水准面。
    大地高H与正常高h的关系为：

    式中：ξ——高程异常拟合函数。
    高程异常拟合函数，要根据工程规模、测区的起伏状况和高程异常的变化情况选择合理的拟合形式，如平面拟合、曲面拟合、多项式、多面函数等方法，还有自然三次样条函数、几何模型法、附加参数法、相邻点间高程异常差法、附加已有重力模型法、神经网络法等。方法的选择，在满足本标准精度要求的前提下，不做具体规定。
    为了稳妥安全，本标准将卫星定位高程测量，定位在五等精度。
    关于更高等级卫星定位高程测量、较大区域范围的卫星定位高程测量及远距离跨河卫星定位高程传递，要求进行专项设计与论证的目的，主要是因为高精度的卫星定位高程测量需依靠高精度和高分辨率的区域似大地水准面精化成果来实现。该技术基于“移去-恢复”原理即FFT技术（1D/2DFFT），辅以多项式拟合法或其他拟合法来计算。该技术综合了多种测量手段，使用了大量既有测量成果与重力数据资料，进行了复杂的数据处理运算，建立区域似大地水准面精化模型。该技术在我国30多个大中城市已得到良好的应用。因此，本标准第4.4.4条第1款同时规定：应利用区域似大地水准面精化成果或当地的重力大地水准面模型、资料。较大区域通常是指一个城市或一个地区的范围。
4.4.3 关于卫星定位高程测量的水准点联测要求。
    1 由于拟合区以外检查点的中误差显著增大，故要求联测点分布在测区周边。
    2 为了保证拟合高程测量的可靠性和进行粗差剔除并合理的评定精度，规定了对联测点数的要求。间距小于10km要求的说明，见本标准条文说明第4.4.4条。
    3 卫星定位高程测量一般在平原或丘陵地区使用，但对于高差变化较大的地区，由于重力异常的变化导致高程异常变化较大，故要求增加联测点和检查点的数量。
4.4.4 关于卫星定位高程测量数据处理。
    （1）对于似大地水准面的变化，通常认为受长、中、短波项的影响。长波100km以内曲面非常光滑，中波20km～100km仅区域或局部发生变化，短波小于20km受地形起伏影响。因此利用已有的区域似大地水准面精化成果或重力大地水准面模型能改善长、中波的影响。短波影响靠联测点的密度来弥补，故本标准第4.4.3条规定联测点的点间距不大于10km。
    （2）拟合高程模型的优化或多方案比较，是为了获取较好的拟合精度，这也是作业中普遍采用的方法。
    （3）对于超出拟合高程模型所覆盖范围的推算点，因缺乏必要的校核条件，所以在高程异常比较大的地方要慎用，并且要严格限制边长。
    （4）我国很多地区已有区域似大地水准面精化成果，且精度稳定可靠，故要求充分利用。