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引力场是物质的本质属性，是最基本的物理场之一。地球引力场与人类的生存密切相关，对其研究和利用是认识地球、改造地球和保护地球的前提和基础。地球空间全部质量的综合反映的地球重力场，其精细结构反映着包含地幔、岩石圈以及大气、海洋与大陆水等全球和局部的全波段质量分布及其时变特征。高精度、高分辨率静态、时变、局部和全球地球重力场在固体地球物理、空间物理、地球动力学和地震学等基础学科研究中具有重要意义。 自1687年艾萨克·牛顿(Isaac Newton，1643.1-1727.3)发现万有引力定律以来，人类对于地球重力场研究的脚步从未停止，无论是基础理论，还是观测技术都获得了长足发展。特别是近半个多世纪以来，以R.H.Rapp提出卫星大地测量理论，到CHAMP、GRACE和GOCE为代表的卫星重力计划的实施，人类对于地球重力场的研究进入了全新时代，以此构建的地球重力场模型在精度和分辨率都达到了前所未有的高度，并使得时变重力场模型的构建变为现实。 在此背景下，为跟踪研究我国地球重力场模型，本文利用现有的全球重力场模型和结合我国现有的地球重力场相关资料，对构建我国高精度高分辨率全球重力场模型的关键问题进行研究。论文侧重高阶地球重力场模型构建面临的关键技术，包括多源重力观测数据的融合，精密地形处理以及地球重力场模型精度评价方法等。主要研究内容和创新点如下: (1)在综述了地球重力场研究和模型构建历史基础上，详细归纳了国内外地球重力场模型构建的理论、方法及研究进展。研究了球坐标和椭球坐标的差异，提出了利用椭球谐函数进行椭球谱综合处理，并利用椭球谐与球谐的严密转换关系，将椭球谐系数转换为球谐系数以便使用的地球重力场构建和表达思路。同时，分析了地球重力场模型分辨率和精度的辩证统一关系，提出构建在大地水准面优于1cm和重力异常优于1mGal的高精度精度地球重力场时，须以较高的地面分辨率为前提，如半波长为1-5km的地面分辨率。 (2)详细讨论了多种重力观测技术及多源观测数据频谱特性，依据观测手段与地球表面的距离和关系，将当前地球重力场观测技术分为近地重力观测技术、卫星跟踪观测技术和重力卫星观测技术三大类，并根据不同类型观测数据的频谱特性，提出实现高阶地球重力场模型构建必须综合现有不同类型观测数据进行融合处理。 (3)针对多源地球重力观测数据融合构建地球重力场模型需求，对两种方法进行了研究讨论，一种是针对不同类型、不同高度面、不同区域的重力观测数据进行集成，另一种是针对不同频谱类型观测数据相对独立恢复得到的地球重力场模型后进行模型融合，对其中的海岸带区域多源重力数据集成、最小二乘谱组合法进行了研究。提出一种能综合多种类型、不同高度重力场元的协方差函数通用表达方法，推导了不同类型重力场元之间的协方差函数表达式系数。 (4)针对重力归算的需求，详细讨论的传统地形改正的目的、算法和特点，分析了平面布格改正对于地球重力场外部调和性的破坏，在局部地形改正的基础上，引入了地形厚度球壳质量影响的球壳布格改正，推导了扰动位和扰动重力的地形影响，并根据地球重力场元的泛函关系，推导到其他类型的重力场元的地形影响，拓展了地形处理的概念，将传统仅用于地面的重力异常改正拓展到地球外部空间任意高度和任意类型地球重力场元。 (5)面向cm级似大地水准面精化的需求，对Molodensky级数解进行了解析分解，针对不同地形特征进行了各个分解项的高程异常进行测试，并利用实际地形进行了处理分析，研究表明对于多数区域顾及Molodensky二阶项的高程异常可以满足cm精度要求。针对地形影响的局部性特点，其处理算法的优劣与改正量将直接影响到区域（似）大地水准面精度，据此提出了一种基于（似）大地水准面精度的地形处理算法的优劣评价方法，并给出了（似）大地水准面精化方案和实际算例。 (6)利用我国地面GPS水准和空间异常实测数据对EGM2008在我国的适用性进行了测试，研究表明在我国EGM2008的精度要全面优于之前的重力场模型，其高程异常精度提高2倍以上，重力异常精度要提高3倍以上。按照“剪接法”思路，利用全球高阶地球重力场模型和局部重力场元数据，给出了局部高阶地球重力场模型构建方案。以EGM2008模型为参考，更新构建了融合我国区域地面重力场元数据的2160阶地球重力场模型CGM2160A，并对其精度进行了测试，就全国平均而言，其高程异常和空间异常的精度大约提供了2-3cm和1mGal。 (7)研究了常用的地球重力场模型评价方法，分析了其中存在问题，提出了两种地球重力场模型评价的方法，一是顾及地球动力学效应和椭球基准不统一的改进GNSS水准的地球重力场模型评价方法;二是基于重力等位面特性的重力位离散度地球重力场模型评价方法。利用第二种评价方法对EGM2008、EIGEN-6C4及其他地球重力场模型进行评价，并于常用方法进行了比较，结果显示EGM2008、EIGEN-6C4的大地水准面高全球平均精度分别为±11.31cm和±14.08cm，表明前者在厘米级精度上略优。