縣級2000國家坐標(biāo)系控制網(wǎng)改造研究分析

黃曉陽 孫禹峰 張艷亭

摘? 要：為滿足溫嶺市現(xiàn)有基礎(chǔ)測繪成果向2000國家大地坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換要求，在臺州市高等級控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上，對溫嶺市域內(nèi)現(xiàn)有控制網(wǎng)進行改造，獲得了2000國家坐標(biāo)系的平面坐標(biāo)和水準(zhǔn)高程，完成了基礎(chǔ)測繪成果的轉(zhuǎn)換。

關(guān)鍵詞：平面控制網(wǎng);高程控制網(wǎng);2000國家坐標(biāo)系;測繪成果轉(zhuǎn)換

中圖分類號：P226 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）33-0070-02

Abstract： In order to meet the transformation requirement of the existing basic surveying and mapping results to the 2000 national geodetic coordinate system， the existing control network in Wenling City was reformed on the basis of the high-level control network in Taizhou City. The plane coordinates and level elevations of the 2000 national coordinate system were obtained， and the transformation of the basic surveying and mapping results was completed.

Keywords： horizontal control network; elevation control network; 2000 national coordinate system; surveying and mapping achievement conversion

1 概述

2000國家坐標(biāo)系可快速獲取精確的三維地心坐標(biāo)，比現(xiàn)行的參心坐標(biāo)系下的精度提高10倍左右。啟用2000國家坐標(biāo)系，不僅大幅提高點位表達(dá)的準(zhǔn)確性、提高測量精度和工作效率、保證衛(wèi)星導(dǎo)航、實時定位坐標(biāo)與現(xiàn)有成果直接、準(zhǔn)確地匹配，還可以統(tǒng)一各部門空間數(shù)據(jù)坐標(biāo)系。

為滿足溫嶺市現(xiàn)有基礎(chǔ)測繪成果向2000國家大地坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換要求，推進數(shù)據(jù)成果及專題信息實現(xiàn)無障礙拼接與共享，在TZCORS、臺州市GPS B級網(wǎng)和C級網(wǎng)的基礎(chǔ)上，實施溫嶺市2000國家坐標(biāo)系控制網(wǎng)改造。完成現(xiàn)有溫嶺市控制網(wǎng)改造工作，通過C級點GNSS聯(lián)測改造平面控制網(wǎng)，以及二等水準(zhǔn)測量改造高程控制網(wǎng)，獲取溫嶺市2000國家大地控制成果，并建立地方坐標(biāo)系與2000國家大地坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，完成對現(xiàn)有1∶500DLG、1∶2000DLG、綜合管線及規(guī)劃成果等多個數(shù)據(jù)庫的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。

2 項目設(shè)計

2.1 測區(qū)概況

溫嶺市地處浙江東南沿海臺州灣以南，位于東經(jīng)121°09′50″～121°44′0″，北緯28°12′45″～28°32′02″。陸域地形呈東西長、南北狹，東西長55.5公里、南北寬35.9公里，陸地總面積925.82公里，其中山區(qū)387.3公里，平原490.62公里，河、庫、塘等水域47.9公里。

2.2 控制網(wǎng)設(shè)計

（1）溫嶺市C級GNSS控制點以衛(wèi)星導(dǎo)航定位基準(zhǔn)站為框架，進行加密布設(shè)。

（2）溫嶺市C級GNSS控制網(wǎng)在溫嶺市域已有CORS基準(zhǔn)站的基礎(chǔ)上，在主要建成區(qū)范圍新增設(shè)C級GNSS點，平地區(qū)域平均間距6～10km，山地區(qū)域平均間距12～16km，整網(wǎng)平均間距約6～12km的C級GNSS控制網(wǎng)。

（3）溫嶺市二等水準(zhǔn)高程控制網(wǎng)沿國道、省道、縣道等主要道路布設(shè)閉合路線、附合路線和水準(zhǔn)支線。

（4）C級GNSS控制點的布設(shè)盡可能與水準(zhǔn)點重合，組成二等水準(zhǔn)高程控制網(wǎng)。

3 項目資料收集準(zhǔn)備

3.1 利用現(xiàn)有的控制點成果

（1）市域內(nèi)現(xiàn)有衛(wèi)星導(dǎo)航定位基準(zhǔn)站1個、若干個C級D級GNSS網(wǎng)點。

（2）似大地水準(zhǔn)面精化項目均勻布設(shè)的二等水準(zhǔn)路線。

（3）現(xiàn)有的二等水準(zhǔn)沉降監(jiān)測網(wǎng)。

3.2 GNSS點和水準(zhǔn)點普查

（1）選點時盡可能利用穩(wěn)定性較好的GNSS控制點標(biāo)石能同時滿足二等水準(zhǔn)聯(lián)測要求和規(guī)范要求。

（2）對準(zhǔn)備重新利用的GNSS點、水準(zhǔn)點逐點普查，實地重新繪制點之記，水準(zhǔn)路線名稱仍采用原路線名稱。

3.3 選點埋點布設(shè)

根據(jù)地理環(huán)境條件、GNSS網(wǎng)形等因素增加若干GNSS點、水準(zhǔn)點并進行埋設(shè)。

4 平面控制網(wǎng)施測與處理

C級GNSS控制網(wǎng)外業(yè)聯(lián)測采取組網(wǎng)觀測、靜態(tài)定位等方式進行。

內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)資料整理。數(shù)據(jù)整理是進行基線解算之前的一項重要工作，C級GNSS控制網(wǎng)的數(shù)據(jù)整理主要對測站點名號、天線高、RINEX格式的轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)歸類、下載CORS基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)等進行操作處理。

C級GNSS控制網(wǎng)基線向量解算和網(wǎng)平差計算分別在TBC軟件和GPS_Net軟件中進行處理，C級GNSS控制網(wǎng)三維平差起算點采用溫嶺市及周邊范圍的溫嶺站等4座GNSS基準(zhǔn)站起算點，以三維約束平差計算獲取整個溫嶺市C級GNSS控制網(wǎng)CGCS2000坐標(biāo)系成果。

溫嶺市C級GNSS控制網(wǎng)的基線經(jīng)過解算，所有C級GNSS網(wǎng)復(fù)測基線、環(huán)閉合差滿足技術(shù)設(shè)計方案要求。平差計算完成后，應(yīng)進行控制網(wǎng)相關(guān)精度評定、統(tǒng)計計算，精度統(tǒng)計包括：基線向量重復(fù)性、閉合差計算、無約束平差中基線向量改正數(shù)、約束平差中基線向量改正數(shù)與無約束平差改正數(shù)較差。

對整個溫嶺市C級GNSS控制網(wǎng)CGCS2000坐標(biāo)系成果進行中央子午線為121°21′的投影換帶，可獲得臺州2000坐標(biāo)系的C級GNSS點平面坐標(biāo)成果資料。溫嶺市地方坐標(biāo)系成果資料，通過市似大地水準(zhǔn)面精化項目成果資料與參與本期控制網(wǎng)復(fù)測的C級點為重合點，建立坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系，獲取所有C級網(wǎng)點控制網(wǎng)改造溫嶺市地方坐標(biāo)系成果。

5 高程控制網(wǎng)施測與處理

二等水準(zhǔn)平差計算，以一等“Ⅰ4-1”與“Ⅰ6-1”基巖點為起算基準(zhǔn)進行水準(zhǔn)路線平差計算，高程取自國家一等水準(zhǔn)二期成果，外業(yè)作業(yè)中需對兩個起算點進行檢測，確定兩點穩(wěn)定可靠后方可作為起算點進行水準(zhǔn)網(wǎng)平差計算。

二等水準(zhǔn)測量平差采用嚴(yán)密平差，平差軟件采用COSA軟件進行處理，以測段測站數(shù)定權(quán)進行平差計算。平差計算過程中，起算點及觀測數(shù)據(jù)的輸入，要經(jīng)過校核無誤后再進行平差計算。水準(zhǔn)網(wǎng)平差后應(yīng)進行與原有水準(zhǔn)成果的比較，對有高程異常的點位進行分析，排查其可能錯誤的原因;在檢查成果無誤后，應(yīng)編制水準(zhǔn)點成果表和GNSS點高程成果表。

本次二等水準(zhǔn)測量屬高精度水準(zhǔn)控制，對外業(yè)數(shù)據(jù)進行高差改正，以得到更為精確的高差，高差改正包括：標(biāo)尺長度改正、標(biāo)尺溫度改正、正常水準(zhǔn)面不平行改正、重力異常改正，經(jīng)過高差改正后所得高差作為平差的原始數(shù)據(jù)。

6 結(jié)束語

本項目二等水準(zhǔn)線路施測距離共400多公里。計算所得最大閉合差為-13.6mm，允許限差為±29.33mm，最小閉合差為-0.3mm，允許限差為±32.91mm。最弱點高程中誤差“T626”為±5.5mm。二等水準(zhǔn)測量每公里偶然中誤差為±0.68mm/km，二等水準(zhǔn)測量每公里全中誤差為±0.73mm/km，二等水準(zhǔn)路線重站比為0.47%，完全符合水準(zhǔn)測量要求。

本次共利用了17座原臺州市似大地水準(zhǔn)面精化項目C級GNSS控制點，與2012年臺州市似大地水準(zhǔn)面精化項目（二期）二等水準(zhǔn)成果比較，經(jīng)比對T602等3座控制點與原成果相差較大，經(jīng)分析以上三座控制點系由于地面沉降沉降引起的點位位移，建議今后對GNSS基礎(chǔ)控制網(wǎng)、二等水準(zhǔn)控制網(wǎng)定期進行復(fù)測，保證GNSS基礎(chǔ)控制網(wǎng)、高程控制網(wǎng)的現(xiàn)勢性。。

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