中图分类号：P312文献标识码:全球垂直基准研究中的几点思考张赤军摘要：H前全球垂直基准问题的研究已受到各有关国家的关注。介绍了建立全球垂直基准的意义、作用和方法，指出了研究中存在的一些问题，并提出了解决这些问题的初步意见。关键词：全球垂直基准；大地水准面；海面地形；地壳垂直运动文章编号：1001-8166(2000)01-0106-04SOMECONSIDERATIONSOFTHEINVESTIGATIONINGLOBALVERTICALSYSTEMZHANGChijun(InstituteofGeodesyandGeophysics,CAS,Wuhan430077,China)Abstract：Itisimportemttoinvestigateglobalverticaldatum(G.V.D)forhumanityandnature.Tnthispaper,themeaning,efficiencyandmethodforestablishingG.V.Dwereintroduced,theproblemsinthisfieldwerepointedout,andtheprimarysuggestionstoresolvetheseproblemswerepresented.Keywords：Globalverticaldatum;Geoid;Seasurfacetopography;Grustverticalmovement.由于科学的发展和全球变化研究等客观实际的需要，当前世界各国对建立和研究全球垂直基准(GVD)甚为重视。在1983年第18届IUGG(国际大地测量与地球物理联合会)的会议上IAG(大地测量协会)就成立了相应的专题SSG1.75研究组，并相继成立了SSG5.149研究组。在1987年IAU(国际天文联合会)和IUGG又联合成立了TERS组织(国际地球自转局)，该局于1996年10月的会议上专门讨论了全球垂直参考系(GVR)",无论是GVR或GVD均具有相同的概念、都涉及地球上存在的儿个面，即地球参考椭球(E)、大地水准面(G)、海洋大气边界面(S)、大陆地形面(T),为进一步研究和确定上述几个面间的关系及它们随吋间的变化,大地测量学、海洋学、地质学、地球物理学、地球动力学等方面的科技工作者正在积极开展有关工作。1研究和确定GVD的意义和作用GVD是地球上高程为零且在其上重力位W二W。(常数)的-•些点或由这些点组成的面，由于这种高程是在重力场中测定的，亦即在这些点间的位差或大地位数jgdh二0⑵，显然GVD具有明显的几何意义和物理意义。由这种高程组成的面，通常称Z为大地水准而。从概念丄讲，把无扰动的海洋而作为大地水准而，但在实际上是不太可能的，因此在习惯上，常用各地的平均海面来逼近大地水准面，这时就必须顾及潮汐、海流等引起的海而地形的影响，对于大陆边缘的验潮站血言，除顾及太阳、刀亮的周日、周年乃至18.6a的变化对海洋和同体地球的影响外，还要考虑地壳乖直运动对验潮汐记录的影响。研究和确立GVD的意义、作用在于：(1)为众多国家和地区提供高精度的高程基准，这在绘制地形图、地质图、水利工程图时甚为必要。H前全球在高程起始点上互差达到2m,这是一•个不可忽视的数字，就是在同一个国家，例如在我国沿海的南北方向上高度相差达到60cm。(2)消除重力测量中因高度不同而引起的误差，它的影响可达0.5X105ms2(mGal),如用它计算大地水准面，其误差将有可能超过了①⑶。(3)检测相邻两地的大地水准和海洋水准的结果，为确定海而倾斜提供资料。(4)为全球定位系统(GPS)的观测提供正高(海拔高)。(5)为确定海面地形提供基准。(6)与研究地壳垂直运动相结合，为监测海平面的变化提供依据。2确定全球垂直基准的几种方法2.1海洋学法它的作用是用位水准和地转流水准来确定海面地形(平均海面距大地水准面的高度)O位水准法的前提是假定海洋面上的地转力的垂直分量和摩擦力的垂直分量与重力相比可以忽略，其原理实际上是理想流体在重力作用下满足流体静力平衡方程，亦即海水压力的垂直梯度」为重力g与海水密度P的乘积，若已知海水在不同深度上的密度分布，则相对于大地水准面的海面地形可求，亦即：这吋位差：AW二Pgh°,h"为动力高。当取P。为一自由面上的压力，P「为参考面等压面或等位面上的压力，则动力式中p为水柱的压力。实际上，人们测量的不是密度，而是从自由面到参考面的盐度(S)、温度(T),po(So>T。、P)为压力面P°处规定的盐度(S。)、温度(To)的一个标准水柱的密度。根据上式求出各点的动力高，则海而地形可以确定。例如Lisitzin就据此方法编制成全球海面变化图和局部海面地形图，并标出美国西海岸由北向南上升了20cmC5]o地转流水准法则是假定海而在流动中产牛的科氏力与压强...