似大地水準(zhǔn)面精化成果的檢核及其應(yīng)用分析

王永盛

摘要：高精度的似大地水準(zhǔn)面結(jié)合GPS定位技術(shù)能快速獲取正常高，改變了傳統(tǒng)的幾何水準(zhǔn)測(cè)量作業(yè)模式，實(shí)現(xiàn)了GPS測(cè)量的高程直接代替四等水準(zhǔn)及以下的高程。本文首先對(duì)似大地水準(zhǔn)面精化方面的工作進(jìn)行了簡(jiǎn)單的論述，同時(shí)討論了似大地水準(zhǔn)面精化成果的兩種檢核方法，在此基礎(chǔ)上分析了基于湖南省連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)（HNCORS）的城市似大地水準(zhǔn)面精化成果的應(yīng)用情況，希望給廣大同行提供借鑒。

關(guān)鍵詞：似大地水準(zhǔn)面；內(nèi)符合精度；外符合精度；網(wǎng)絡(luò)RTK

1引言

近年來，為了確立高精度的坐標(biāo)基準(zhǔn)和三維空間框架，我國一些地區(qū)和城市相繼開展了區(qū)域似大地水準(zhǔn)面的精化工作，同時(shí)取得了一些突破性的成果，有些地區(qū)似大地水準(zhǔn)面的精度甚至達(dá)到了厘米級(jí)，為經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供了巨大的幫助。高精度的似大地水準(zhǔn)面結(jié)合GPS定位技術(shù)能快速獲取正常高，改變了傳統(tǒng)的幾何水準(zhǔn)測(cè)量作業(yè)模式，實(shí)現(xiàn)了GPS測(cè)量的高程直接代替四等水準(zhǔn)及以下的高程，節(jié)約了大量人力物力的同時(shí)又產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，加快了數(shù)字城市的建設(shè)，具有特別重要的社會(huì)效益和科學(xué)意義。本文首先對(duì)似大地水準(zhǔn)面精化方面的工作進(jìn)行了簡(jiǎn)單的論述，同時(shí)討論了似大地水準(zhǔn)面精化成果的兩種檢核方法，在此基礎(chǔ)上分析了基于湖南省連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)（HNCORS）的城市似大地水準(zhǔn)面精化成果的應(yīng)用情況，希望給廣大同行提供借鑒。

2似大地水準(zhǔn)面精化簡(jiǎn)述

正常高系統(tǒng)是我國采用的高程基準(zhǔn)，而它又是以似大地水準(zhǔn)面為基準(zhǔn)的高程系統(tǒng)，水準(zhǔn)測(cè)量測(cè)定高程的參考框架是由精密水準(zhǔn)測(cè)量建立的地區(qū)或國家性高程控制網(wǎng)組成的。我們知道，GPS能測(cè)量出精度很高的大地高，但因?yàn)闆]有一個(gè)具有相應(yīng)精度的與高分辨率的似大地水準(zhǔn)面模型，導(dǎo)致GPS大地高轉(zhuǎn)換成正常高時(shí)精度不能符合規(guī)范的要求。GPS技術(shù)結(jié)合高分辨率、高精度的似大地水準(zhǔn)面模型，改變了傳統(tǒng)大地測(cè)量中的平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)不能同時(shí)進(jìn)行的模式，可以同時(shí)測(cè)定平面位置和高程，從而真正實(shí)現(xiàn)GPS技術(shù)在物理和幾何意義上的三維定位功能。

3似大地水準(zhǔn)面精化成果的檢核

湖南省2007版似大地水準(zhǔn)面模型存在數(shù)據(jù)源質(zhì)量相對(duì)不高、局部區(qū)域存在粗差等問題?？梢酝ㄟ^內(nèi)、外業(yè)檢核的方法對(duì)本地區(qū)似大地水準(zhǔn)面精化成果的精度進(jìn)行真實(shí)客觀地評(píng)價(jià)。

3.1內(nèi)業(yè)檢核

為了保證似大地水準(zhǔn)面成果的質(zhì)量，首先要進(jìn)行內(nèi)符合精度的檢核，首要工作是檢查參與似大地水準(zhǔn)面計(jì)算資料的質(zhì)量，再通過似大地水準(zhǔn)面精化的軟件，將轉(zhuǎn)換出的成果和二等水準(zhǔn)測(cè)量已知結(jié)果進(jìn)行比較，從而檢核似大地水準(zhǔn)面精化成果的內(nèi)符合精度。

3.2外業(yè)檢核

采用GPS靜態(tài)測(cè)量、GPS-RTK動(dòng)態(tài)測(cè)量、水準(zhǔn)測(cè)量三種方法實(shí)地觀測(cè)測(cè)區(qū)范圍內(nèi)的任意點(diǎn)，和本區(qū)域似大地水準(zhǔn)面精化的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，得出外業(yè)檢核不符值的最大值、平均差值和中誤差等指標(biāo)，以此來檢核似大地水準(zhǔn)面的外符合精度。

4網(wǎng)絡(luò)RTK應(yīng)用分析

湖南省似大地水準(zhǔn)面精化的主要目標(biāo)就是將高精度的似大地水準(zhǔn)面精化模型結(jié)合湖南省連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位系統(tǒng)（HNCORS），利用網(wǎng)絡(luò)RTK準(zhǔn)確、快速地測(cè)量高精度的三維坐標(biāo)，獲取基于城市坐標(biāo)系統(tǒng)的平面位置和高程。

通過基于HNCORS系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)RTK的應(yīng)用來分析似大地水準(zhǔn)面精化工作的精度，選取區(qū)域內(nèi)具有代表性的34個(gè)檢核點(diǎn)，包括12個(gè)四等水準(zhǔn)點(diǎn)、8個(gè)三等水準(zhǔn)點(diǎn)、5個(gè)二等水準(zhǔn)點(diǎn)、9個(gè)精化點(diǎn)，HNCORS網(wǎng)絡(luò)RTK測(cè)量高程與水準(zhǔn)測(cè)量高程統(tǒng)計(jì)見表1。

從表1統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)看出：將精化后的高程和水準(zhǔn)測(cè)量的高程結(jié)果相比較，70.5%的檢核點(diǎn)較差在3cm以內(nèi)，91.9%的檢核點(diǎn)較差在5cm以內(nèi)，精度符合圖根及以下等級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范的要求，說明基于HNCORS系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)RTK測(cè)量高程結(jié)合似大地水準(zhǔn)面精化的模式是可行的。

結(jié)束語：隨著GPS技術(shù)的發(fā)展，各地區(qū)高精度和高分辨率的似大地水準(zhǔn)面也在不斷精化，GPS結(jié)合似大地水準(zhǔn)面精化高程測(cè)量將逐步取代常規(guī)的水準(zhǔn)測(cè)量作業(yè)方式，該方法應(yīng)用于控制測(cè)量、工程測(cè)量以及大比例尺地形圖測(cè)量中，并充分利用各地區(qū)連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位參考站系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，可以大大提高測(cè)繪生產(chǎn)效率，提高經(jīng)濟(jì)效益，在真正意義上實(shí)現(xiàn)GPS的三維定位功能。