Page 101 - 新时期测绘工程测量技术研究

/// 第三章 大地测量学概述 ///

分辨率的海域重力异常和大地水准面，联合其他类型数据不断提高大地水准面精

度，为全球高程基准统一提供辅助。另外，卫星测高还可应用于获取海深、海底
地貌等信息，为舰船的航行提供安全保证。利用测高、重力场和海洋数据等可以
确定近海岸平均海面高和近海区域精细重力场。
（三）地球重力场的发展及应用

地球重力场反映地球内部物质及密度分布信息，当地球内部物质分布处于非
平衡状态以及出现密度异常时，就会被探测到重力异常，而重力异常是探索地球
内部结构的重要手段。高精度大地水准面对研究地球重力场以及海洋问题具有重

要意义，由于海底地形起伏及海底构造复杂，洋中脊、海沟、海底断裂以及海洋
环流都会影响海平面以及南极和格陵兰岛冰层的变化，这对高精度大地水准面的
确定有很高要求，而重力卫星探测计划极大地提高了全球大地水准面的精度。
20 世纪 80 年代，地球重力探测计划提出后，人们对重力卫星技术进行了

深入的研究，经过 40 多年的理论研究、技术设计和试验，重力卫星计划得以实
施，主要的卫星项目有挑战性小卫星有效载荷（GHAMP）、GRACE、重力场与
稳态海洋环流探测器（GOCE）以及 GRACE Followon。GHAMP 是 2000 年由德

国波茨坦地球科学研究中心（GFZ）提出并研制的世界上首颗采用高低卫星跟踪
卫星（SST-HL）技术的重力卫星，它是重力卫星的开拓者。GRACE 是 2002 年
由 NASA 和德国宇航中心（DLR）联合开发的，采用了 SST-LL/HL 技术，可以

高精度地探测地球重力场的中长波信号及其时变信息。GOCE 是 2009 年由欧洲
航天局（ESA）研制的，是首颗搭载了重力梯度仪（SGG）的重力卫星，它采用
SST-HL/SGG 技术，可以探测到地球重力场的中短波信息。GRACE Followon 是

GRACE 计划的延续，由 NASA 与 GFZ 合作发射，用来继续监测地球上冰层融化、
冰川退缩、海平面上升、水储量减少等现象和趋势，卫星采用与 GRACE 相同的
卫星，该卫星将为研究和跟踪气候变化对地球冰盖融化及海平面上升的影响提供
关键数据，并将有助于监测主要农业产区的地下水枯竭趋势。

重力卫星在地球科学中应用广泛，重力卫星提供的重力场和大地水准面模型
可以为地球内部物理现象提供新的解释，包括岩石圈、地表构成及流变、上升
和俯冲过程的地球动力学问题；精确的海洋大地水准面为研究绝对海洋环流和

热传送提供基础；可以用来估算格陵兰岛和极地冰质量变化；同时为全球统一高
程系统的建立提供更精细的基础。GRACE 以及 GRACE Followon 数据解算的全

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