[科普中国]-2000国家重力基准网

背景

我国引进的精度达到3~5uGal的FG5绝对重力仪，在网络工程基准点上施测精度很高，为我国独立建立新一代更高精度的重力基准提供了技术手段。另外从国际重力基准的变化来看，已决定建立国际绝对重力基准网。而“85网”仍属于IGSN71重力系统。从以上各方面分析，有必要建立新一代国家基本重力网（即2000国家重力基本网）。

1998年由国家测绘局发起，总参测绘局和中国地震局参加，开始共同建立2000国家重力基本网。经过近三年的艰苦努力，于2002年圆满完成了2000国家重力基本网的建立工作。2000国家重力基本网的基准点21个，基本点126个1。

概况2000国家重力基本网由259点组成，其中重力基准点21个，重力基本点126个和重力引点112个。其整体精度为 。重力基准点是用绝对重力仪测定了该点的重力值，作为全国的重力基准，它的点位力求在全国均匀分布。重力基本点是用相对重力仪和重力基准点联测的重力点，重力基本点相对于重力基准点而言，数量多，密度大，以便于用户联测。作为重力基本点的备用点，每个重力基本点原则上还应布设一个重力引点。

在2000国家重力基本网中还布设了由哈尔滨、北京、西安、昆明、南宁五个重力基准点和重力基本点组成的国家级重力仪标定基线(长基线)和八条国家级重力仪格值标定场(短基线))。为了便于将1985国家重力基本网点的重力值换算为2000国家重巾基本网系统的重力值，2000国家重力基本网还联测了1985国家重力基本网点共66个2。

考虑到当时我国交通、仪器设备等实际情况，2000网重力基准点主要以大城市为主均匀布设，同时考虑在我国西部部分地区适当加强，如狮泉河重力基准点的布设(图1)。基本点主要布设在各个城市机场附近，以便满足联测闭合时间要求3。

2000国家重力甚本网的数据处理平差的重力数据作为独立观测量参与2000国家重力基本网平差的绝对重力观测值为21个基准点的46个绝对重力测量成果。参与平差的相对重力观测值，在采用抗差估计剔除粗差后，为5054个相对重力测量成果，其中包括2000国家重力基本网的基准点、基本点、引点、长基线和短基线等的相对重力测量值。

平差的基准和赋权根据重力测量技术的特点，在2000国家重力基本网的平差时采用了“弱基准”原则。即该网平差时不固定任何重力点的重力测量数据，所有绝对重力观测值及相对重力观测值都赋以适当的权，都作为观测量参与平差而得到相应的改正数。因此基准点的重力值经平差后也会获得微小的改正。

根据绝对重力观测值和相对重力观测的施测规范精度，结合观测值的实际精度，确定相应权，因此在2000国家重力基本网中绝对与相对重力观测量的权比确定为23:1。相对重力观测量的赋权则依据交通工具及施测地域的不同，将相对重力测量成果分为采用飞机、一般地区汽车、轮船和困难地区汽车等运输工具进行重力联测的四类，并进行了联测精度统计，求出各自的单仪器、单测回的平均中误差，依据平均中误差确定各自的先验权。在大量试验的基础上，最终确定采用飞机、一般地区汽车及困难地区汽车进行相对重力联测的权比为1：1：0.5。

平差成果及其精度评定2000国家重力基本网平差后的主要成果为389个重力点的重力值，其中基准点21个、基本点126个、基本点引点112个；附加联测点66个；8条国家级重力仪格值标定场的重力点64个。

2000国家重力基本网平差成果的内部精度为：所有联测重力点(389个)平差值的平均中误差为 ；其中，2000国家重力基本网259个重力点平差值的平均中误差为： ；基准点： ；基本点： 。最弱点精度为。

2000国家重力基本网平差成果的外部精度为：与外部检核点不符值的平均中误差为 ，其中最大不符值为 ，最小不符值为 2。

建立2000国家重力基本网的技术进步(1)我国首次独立自主使用当前精度最高的野外绝对重力仪FG5测定我国的重力基准。重力基准点的分布基本均匀、合理、覆盖范围大，特别是在我国绝对重力空白区的西北和东北首次布设了绝对重力点，并联测了香港、澳门以及南海等地区，使我国的重力基准点有效地控制了全网，不仅使2000国家重力基本网的覆盖面更广泛，而且确保了2000国家重力基本网的可靠性与高精度。

(2) 2000国家重力基本网相对于1985国家重力基本网，除了所使用的绝对重力仪更先进，扩大了覆盖范围外，网的密度也有了较大改善，总点数由1985国家重力基本网的57点增至259点，基准点由6点增至21点。

(3) 2000国家重力基本网的数据处理相对于1985国家重力基本网也有了全面的改进，采用了方差分量估计、抗差估计、显著性检验确保了整网平差的质量。

(4) 2000国家重力基本网的精度与1985国家重力基本网的精度相比，提高了一倍2。