一、高程基准统一的意义

地水准面是测量工作中定义的具有物理意义的高程基准面，它是某个国家或地区的具体实现是通过在沿海的一个（或多个）合适地点建立验潮站，用长期的验潮资料确定当地海平面的平均位置，并将这一平均海水面作为该国家或地区的高程基准起算面，与真正意义上的大地水准面是不同的。由于各个国家或地区确定高程基准面时所采用的验潮站资料、时间和方法不同，以及海面地形的存在和平均海平面本身的变化，各个国家或地区的高程基准面存在较 大差异，这种差异在全球范围内最大达到2m。这种差异已经严重影响了地球信息数据的全球共享机制。研究全球或区域性高程基准面的统一始终是大地测量学的主要内容之一，其对于构建#8220;数字区域#8221;和#8220;数字地球#8221;及研究全球或区域性环境变化具有重要的科学意义和现实意义，因此如何建立全球统一高程基准，确定局部高程基准与全球高程基准之间、局部高程基准之间的系统差，是世界各国大地测量学界共同努力的目标。

二、高程基准统一的方法认识与简要分析

1、 水准测量法

利用水准测量方法测量两个区域高程基准的位差或垂直偏差有两种方式：一是直接进行水准和重力联测；二是两个区域的高程基准都联测到同一个点，通过公用点计算得的高程基准差。而在实际中，我们通过水准测量加重力测量能得到出这个物理量。总体来说，这种方法比较简单，也是目前公认测量精度最高的方法，而且水准测量法也成为大部分国家和地区建立高层控制网的主要手段。但该方法的不做之处在于，由于海洋和水域的大面积存在，以及在高山等水准测量不宜到达的区域，在很多地方不能进行联测，同时水准测量随水准路线长度增加的误差积累会加大，从而使得该方法具有很大的局限性。

2、 基于海面地形模型的方法

基于海面地形方法是根据卫星测高数据测得海面高（即指海平面到选定的参考椭球面的垂直距离），然后利用已知的大地水准面（一般由重力场模型计算得到）求得海面地形模型。只要我们知道高程基准点的位置，就可以利用海面地形模型计算出此点的海面地形，从而得到该高程基准点相对于全球大地水准面的系统差。

从基于海面地形模型方法确定两个高程基准之间的位置或垂直偏差基本原理可以得到：a、这种方法只适合用于两个临海高程基准之间的传递，陆地部分则需要其他方法进行；b、该方法严重依赖海面高模型和大地水准面模型，因此两个模型的精度直接影响到结果精度。同时，海面地形模型在宽阔的海域有较高的精度，而在海岸带区域，由于卫星测高精度无法得到保证，然而需要传递的高程基准一般是通过海岸带建立验潮站观测来确定区域高程基准，因此利用基于海面地形模型方法确定两个高程基准差精度较低。

3、 基于大地边值问题方法

该方法是以验潮站为中心通过stokes积分计算垂直校正量，实现两个相邻区域的高程基准统一。该方法已经瑞典高程系统与芬兰高程系统的系统差计算，并经过与水准联测结进行比对，两者计算结果基本相符。