一个大地水准面模型是从全球卫星导航系统GNSS推测海拔高度的先决条件，但是真的有必要用精确到厘米来制作一个真实的地球模型，在精确度到厘米的程度上得出海拔高度吗？这个问题问的正是时候，因为整个世界都在作出巨大努力来制作高精确的地球模型。我们质疑这样做的必要性：任何能足够满足这样高精确度的地球模型都要求付出大多数工程工作。费力追求完美的模型是没有必要的。对地球模型唯一的要求是：在某一特定地区的应用一致性，以及得到官方的许可，我们把这样一种官方的、法定的模型称作官方大地基准面起伏模型。

不一致性

传统的垂直控制包括按照“从整体到部分”原则的分级式网络。通过准确的水准测量和某些长度数百公里的圈圈来得到首级网，这时的精确度应该在毫米/公里的级别。更低一级的网则根据需要降低了精确度，代表首级网的增加密度。只是在人口稠密区建立一个三级网是可行的，并且使低级网达到好于5-10厘米的绝对准确度的高度（相对于更高级的网）是很困难的。在邻近城市之间可以发现这样的差异。只要这些点是分开的，以及不是一个稠密的、维护很好的网，比方说，低于2x2公里的网，那么低级控制点在高度上的不一致是不可避免的。

全球卫星导航系统（GNSS）

迫切需要用椭球面控制来替代正高控制。垂直椭球面（几何）控制应该建立在永久性全球卫星导航系统（GNSS）网络的基础上，这个网络构成了3D控制的第一级。因为全球卫星导航系统（GNSS）的准确度依赖于基线的长度，并且通过更长的测量时间来校正这些基线，尤其是在垂直方向上，根据需要，建议在第一级控制上增加密度，所以它的运行成本意味着这些相距数十公里的永久性站点。当然，这应该由全球卫星导航系统（GNSS）测量来完成。相对永久性全球卫星导航系统（GNSS）站的名义高度，在以色列，二级网的精确度将是1厘米（(2s.)，三级是2厘米。

大地水准面模型

大地水准面模型构成了现代大地测量学的基础，并且使得正高高度转换为椭球高度成为可能。在大地测量和工程应用方面对全球卫星导航系统（GNSS）密集的使用使大地水准面模型的快速发展成为可能。目前存在的大地水准面模型基本上有两种（图1）。首先，是建立在重力测量基础上的位势模型测量，它的准确度依赖于这样测量的密度：数值地形模型的准确度，通过土壤的平均比重的臆测，等等。其次，几何模型建立在由全球卫星导航系统（GNSS）测量获得的基准椭球高度基础之上，准确性依赖于点的密度、椭球和正高高度的准确性。集成改变了大地水准面模型。推断国家的正高高度，要想不和一个位势模型基准点的高度相矛盾，就必须要去除两个系统之间的一些偏差。

代用品

改善大地水准面模型以求在一个国家的任何地方都要得到1厘米-级别的精确度，为此已经做出了巨大的努力，正像为取得这一类的水准网做出努力一样。一个国家垂直控制网必须使每一个测量员在理想的准确度之内得出的所有点的高度都具有一致性和相同。使用传统水准网实际上无法完成这个目标。如果我们不得不等待在每个地方都精确的大地水准面模型的完工，这同样也是不可行的。为了解决这个问题，我们建议在某一特定阶段，对目前可得到的、最好的模型-官方模型发表声明，它将定期被改进的模型更替。当任何时候要求对数据项有一个改动时，每一个版本的证明文件应该得到保存和应用。建立在连续运行卫星定位服务系统(CORS)基础上的OGUM和垂直椭球高度控制的组合产生了一个实用的、全国性的正高控制网络，它可以满足大多数大地测量或其它测量的需要。我们的想法不是一个可以应用于任何地方的“神奇的灵丹妙药”，它的使用取决于对正高高度精确性、垂直椭球控制网的精确性、以及最佳可用模型精确性的特殊需要。对精确度要求更高的项目不需要一个全国性的精确正高控制系统，这是因为可以从本地更精确的“正高站点”得到使用数据。用这种技术可以很明显地决定一个本地正高岛的基准，它已经推断出来一种特定基准的正高高度。

实验

在间隔100米的两个点之间，在正高差上，所要求的准确性很少比1厘米更高。即一个相对的100ppm的精确度。然而，在间隔1公里的两个控制点之间，10厘米的精确度是不能令人满意的，这是由于水平测量的特性决定的，在一个人也许犯一个10厘米严重错误的地方，但是仍然无法找到任何不正常的进行了单方面的水平测量闭合差。这样对第四级的正高控制，在间隔1公里的两个点之间，精确度需要大约25毫米，即25 ppm。为了证明我们的建议，以及评估正高高度差的精确性，我们在以色列使用世界性的地球重力位模型GPM98B和一种以色列几何大地水准面模型. 进行了实验，所有的实验和临时使用的以色列OGUM都得到了好于25 ppm 的相对精确度(图2)，并且在GPM98B 模型方面也是如此，除Eilat (十个测位中的一个)之外，可能是由于在这个地区的不平坦造成的。这些结果显示我们的想法能够适用于大多数工程工作。对于大范围地形图绘制所需的正高控制点是足够了。

关于富国和穷国

这个方法不应该用于一个有密度大的、稳定的水准网的地方，这个网已经存在准确、一致的控制点，。但是它对发展中国家也许有益处，因为建立一个正规的网络在这些国家是“不可能完成的任务”。作为专业测量人员，我们的责任是了解OGUM对于我们的需要有什么应用功能。主要的事项是模型的精确性，应该选择最好的、可以得到的模型。要求一个全国性模型和这些水准点最佳的适配，这个模型适配直接由GNSS测量认可的那些水准点；当找不到更好的模型时，可以使用一个全球性的模型，但是，它应该尽可能地适配越多的水准点越好。在以色列的模型和GPM98B之间的大约400公里的距离上，我们发现（在北方）多至和（在南方）少至1.9 米的差异。作为测量学要求的一般规则，了解被选模型的精确度，并根据不同的精确度使用它是非常重要的。

结论：

OGUM是一个全国性水准网合适的替代物，使用者能从中获得巨大的好处。但是他们也应该注意到它的局限性，另外还要创立一个全国性的正高测点。它的巨大的好处是一致性和它的“不出错”， 正高高度在一个点上的令人满意的精确度依赖于GNSS本身测量的精确度。我们希望这个想法将对那些拿不出建网所需的巨款，并且要维护高密度的水准网的国家有所帮助。这个想法甚至也许同样适用于大多数发达国家。

参考文献：

-  Sharni D. 和Papo H., 2000年, 《Carmel 山脉精确地形》，布拉格，2000年5月21日-26日FIG 工作周‘Quo Vadis – 国际会议’。

-   Steinberg G和 Even-Tzur G., 2006, 《永久 GNSS 网和作为替代正高控制的官方大地水准面起伏模型》德国慕尼黑2006年10月8日-13日XXIII 国际 FIG 会议。

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-   Steinberg G和Papo H., 1996年, 中国武汉，《96地理信息武汉国际论坛-未来垂直测量控制》。

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B, 和 C至1800度. 意大利特列斯特（Trieste）9月7日-12日国际地球引力委员会和国际大地水准面委员会联合会议记录。