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论确定全球大地水准面的斯托克斯方法

ISSN号：1001-1595
期刊名称：Acta Geodaetica et Cartographica Sinica
时间：2012.10.10
页码：670-675
分类：P228[天文地球—大地测量学与测量工程;天文地球—测绘科学与技术]
作者机构：[1]武汉大学测绘学院,湖北武汉430079, [2]武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室,湖北武汉430079, [3]地球空间环境与大地测量教育部重点实验室,湖北武汉430079
相关基金：国家自然科学基金（40974015;41174011）;国家自然基金创新群体项目（41021061）;国家自然基金海外与港澳学者合作研究基金（41128003）,谨以此文祝贺宁津生院士80华诞
相关项目：联合卫星重力与卫星测高数据研究青藏高原地区的冰川变化及地壳运动

作者：申文斌|SHEN Wenbin1,2,3 1.School of Geodesy and Geomatics|2.Key Laboratory of Information Engineering in Sur|3.Key Laboratory of Geospace Environment and Geode|

关键词：斯托克斯方法, 参考椭球, 扰动位, 大地水准面确定, 改进的斯托克斯方法, Stokes＇ approach, reference ellipsoid, disturbing potential, geoid determination, modified Stokes＇sapproach

中文摘要：

确定全球大地水准面最常用的方法是斯托克斯方法。然而，除了人们熟知的缺陷之外，斯托克斯方法还存在人们没有意识到的理论困难：当大地水准面位于参考椭球（WGS-84椭球）内部时，在大地水准面上及其与参考椭球面界定的区域中扰动位没有定义，当然在这部分区域也不调和。为了解决这一困难，可以选取一个包含在大地水准面内部的由4个基本参数唯一确定其外部正常重力位的参考椭球（简称内部椭球），其中心与WGS-84椭球的中心重合，其中的两个基本参数，旋转角速度和地心引力常数，与WGS-84椭球面的相同，另外两个参数，半长轴和扁率，如此选取，使得内部椭球产生的新的正常重力位在WGS-84椭球面上与大地水准面上的重力位W0。相等。这样，传统的斯托克斯方法中存在的理论困难不复存在。

英文摘要：

Stokes＇ approach is one of the most frequently used approaches for determining the global geoid. However, besides the well-known drawbacks, there still exist theoretical difficulties： in case that the geoid is below the surface of a reference ellipsoid, the disturbing potential function is not defined and neither harmonic in the whole region outside thegeoid. To take away these difficulties, we choose an inner ellipsoid enclosed by thegeoid, with four fundamental parameters, with its center coinciding with that of the ellipsoid, and two of which, the geocentric constant and rotation rate, coincide with the corresponding parameters of the ellipsoid, and the other two parameters, semi-major axis and flattening, are chosen in such a way that the new normal gravity potential generated by the inner ellipsoid has the constant W0 on the surface of the ellipsoid, where W0 is the geopotential constant on the geoid. By this new formulation, the disturbing potential function is harmonic in the whole region outside the geoid, and the difficulties existing in the conventional Stokes＇ aooroach vanish.