地理空间信息是重要的基础性战略资源，在经济社会发展、国家安全和国际话语权中具有举足轻重的地位。其中，大地水准面已成为不可或缺的地理空间信息基础设施。由于地球物质分布复杂，确定高精度大地水准面困难重重，是国际测绘界长期聚焦的热点和难点，确定1厘米级精度大地水准面曾被列为世纪性难题。我国地形复杂程度居世界之最，确定大地水准面的精度长期徘徊在3至6米之间，“高精度”一直是遥不可及的梦想。历经30年，该成果建立了确定大地水准面的严密理论，突破了关键技术，使我国大地水准面确定实现了从米级到分米级、到厘米级、再到1厘米级精度的跨越，并首次将其转化为解决地球系统复杂问题的理论和工程技术手段。主要成就有：（1）创建了精密数字高程基准确定的理论技术体系，解决了厘米级大地水准面确定难题，研发出“GNSS+大地水准面”新技术，革新了沿用百年的高程测量技术。他的成果使GNSS技术具有直接测定海拔高程的能力，突破了水准测量效率低、山区作业难、不能跨海传递的局限性，颠覆了“海拔高程测量”的传统概念，革新了作业模式，测量员再也无需“用脚丈量地球”。（2）提出了利用数字高程基准面实现基准维持与高程测定的新模式，使全国范围内大量埋设水准标石的高程基准，从“易破坏的”标石基准网一跃成为“破坏不了”的数字高程基准网，推进了我国现代测绘基准建设进程。2008年汶川地震，所有测量标石均被破坏，严重制约灾后重建工作，传统方法至少需要半年才能完成重建，他带领团队在几天内恢复建立了汶川高程基准，大大地提升了我国应急测绘保障能力。（3）建立了我国首个优于1分米陆海统一高精度数字高程基准模型，以及优于1厘米级的城市大地水准面精化模型。在地形更为复杂的我国确定了比欧美发达国家精度更高的大地水准面，理论技术和精度均处于国际领先水平。区域大地水准面技术实现了规模化工程应用，引领了我国高程基准现代化的发展。在全国100多个城市和省级现代测绘基准建设中得到了广泛应用，大大提高了测绘行业的作业效率、减轻了作业强度、节约了成本，取得了显著的经济效益和社会效益，成果已广泛应用于测绘、气象、地震、规划、交通、水利等部门，满足了我国日益增长的城市地理空间信息采集、管理，以及各类工程建设的需求，解决了我国跨海、长距离、高山区的土木、水利、桥隧等特大工程的高程传递难题。该成果获国家科学技术进步二等奖以及多项省部级科技进步特等奖、一等奖8项。