GDCORS在江門市新會區(qū)的應(yīng)用

朱炳政，謝秋，梁仲明

(江門市新會區(qū)規(guī)劃勘測隊，廣東 新會 529100)

1 引言

連續(xù)運行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)(Continuous Operational Reference System，CORS)是現(xiàn)代GPS的發(fā)展熱點之一。廣東省連續(xù)運行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)(GDCORS)是全國第一個建成的省級連續(xù)運行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)，基準(zhǔn)站數(shù)量達(dá)到78個，也是目前全國基準(zhǔn)站數(shù)量最多的省級CORS。它是建立于現(xiàn)代計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)RTK、現(xiàn)代移動通信技術(shù)基礎(chǔ)上的省級定位與導(dǎo)航綜合服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。GDCORS的主要技術(shù)特點為:①首次在省級區(qū)域提出并實現(xiàn)了多中心協(xié)作并資源共享;②解決了包括ADSL、光纖局域網(wǎng)、SDH數(shù)據(jù)線路等不同網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)問題，成功完成了并網(wǎng)。無論是實時用戶還是事后用戶，在GDCORS系統(tǒng)下都可以得到高精度的WGS－84坐標(biāo)系統(tǒng)下的大地坐標(biāo)。經(jīng)過坐標(biāo)和高程轉(zhuǎn)換，即可得到地方獨立坐標(biāo)系下的平面坐標(biāo)和正常高，滿足控制測量、工程測量、地形測量等工作的需要。

由于傳統(tǒng)的RTK技術(shù)需要有測區(qū)附近的控制點的點位數(shù)據(jù)，針對當(dāng)前項目需要架設(shè)基準(zhǔn)站以及考慮到初始化時間，改正模型等各方面的因素，CORS系統(tǒng)的建立對于城市規(guī)劃的基礎(chǔ)測繪來說是實用且經(jīng)濟(jì)的。因此為了新會區(qū)的基礎(chǔ)測繪能更高效、經(jīng)濟(jì)，充分利用GDCORS是非常必要的。

2 新會舊網(wǎng)與GDCORS的聯(lián)系

江門市新會區(qū)規(guī)劃部門目前在村鎮(zhèn)規(guī)劃中主要使用1980西安坐標(biāo)系統(tǒng)，中央子午線為114°，高程系統(tǒng)為1985年國家高程基準(zhǔn)。為了獲得基于GDCORS系統(tǒng)下的實時1980西安坐標(biāo)，必須先求取WGS－84坐標(biāo)與1980西安坐標(biāo)和高程的轉(zhuǎn)換參數(shù)。新會區(qū)已有一批1995年施測的D級GPS點的1980西安坐標(biāo)系平面坐標(biāo)和高程成果，我們在GDCORS系統(tǒng)下有選擇性地聯(lián)測了14個D級點的WGS－84三維坐標(biāo)，動態(tài)GPS定位儀器在GDCORS系統(tǒng)下首先得到的是GPS大地坐標(biāo)，必須經(jīng)過坐標(biāo)和高程轉(zhuǎn)換才能得到用戶需要的地方坐標(biāo)和高程。先在已有平面坐標(biāo)和高程成果的控制點上聯(lián)測GDCORS系統(tǒng)下的大地坐標(biāo)，然后采用Bursa Wolf模型進(jìn)行經(jīng)典三維轉(zhuǎn)換求取其轉(zhuǎn)換七參數(shù)。轉(zhuǎn)換殘差如表1所示。

聯(lián)測舊網(wǎng)點轉(zhuǎn)換參數(shù)計算殘差表 表1

從表中可以看出采用原有舊GPS點的成果解算的轉(zhuǎn)換參數(shù)誤差較大，平面點位中誤差最大達(dá)到了8 cm，高程中誤差達(dá)到了21 cm，顯然達(dá)不到CORS高精度定位的要求。如果采用舊參數(shù)肯定無法利用GDCORS為本地區(qū)進(jìn)行基礎(chǔ)測繪服務(wù)。為了能獲得高精度的轉(zhuǎn)換參數(shù)，充分利用GDCORS的優(yōu)越性，因此重新求解新的轉(zhuǎn)換參數(shù)非常必要。

3 基于GDCORS的新網(wǎng)

為了求解基于GDCORS的新的轉(zhuǎn)換參數(shù)，我們重新布設(shè)施測了一個控制全區(qū)的C級GPS靜態(tài)網(wǎng)，網(wǎng)點共10個(其中已知C級點4個)，基線邊長在10 km～20 km之間，GPS點觀測墩采用不銹鋼強(qiáng)制對中標(biāo)盤，每時段觀測時間不少于120 min，如圖1所示。

圖1 新會區(qū)C級點GPS新網(wǎng)圖

聯(lián)測其WGS－84三維坐標(biāo)時，用GPS接收機(jī)登錄GDCORS網(wǎng)絡(luò)，采用半動態(tài)測量方式，平滑采集時間為2 min，平面點位誤差設(shè)置為 2 cm，高程誤差設(shè)置為3 cm。通過差分處理，自由網(wǎng)平差點位中誤差小于1 cm;二維約束平差點位中誤差小于2 cm。GPS點的高程全部用四等水準(zhǔn)進(jìn)行聯(lián)測，如表2所示。

聯(lián)測新網(wǎng)點轉(zhuǎn)換參數(shù)計算殘差表 表2

通過表2可以看出采用重新聯(lián)測的WGS－84三維坐標(biāo)與新GPS網(wǎng)的平面坐標(biāo)及高程進(jìn)行參數(shù)計算，求得的在GDCORS系統(tǒng)下WGS－84坐標(biāo)與1980西安坐標(biāo)及高程的轉(zhuǎn)換參數(shù)精度大為提高。平面點位中誤差小于3 cm，高程中誤差小于4 cm，該精度對于動態(tài)控制測量來說顯然可以滿足的。這樣，今后在新會區(qū)內(nèi)進(jìn)行RTK測量時，就可以充分利用GDCORS，免除了傳統(tǒng)的RTK(1+1)先擺基站等復(fù)雜過程，從而可以大大提高工作的效率，更好地為新會區(qū)的基礎(chǔ)測繪服務(wù)。

4 參數(shù)求取時注意的問題

在求取GDCORS系統(tǒng)下的轉(zhuǎn)換參數(shù)時應(yīng)注意的問題主要有如下幾點:

(1)根據(jù)衛(wèi)星可見性預(yù)報，優(yōu)選最佳觀測時段進(jìn)行靜態(tài)GPS觀測。

(2)靜態(tài)GPS觀測時衛(wèi)星數(shù)保持5顆以上，且PDOP小于4，這樣解算的精確性和可靠性越高。

(3)參與轉(zhuǎn)換參數(shù)計算的地方控制點平面坐標(biāo)和高程成果精度要高，分布均勻。

(4)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的已知點至少3個以上，且能控制整個測區(qū);要求作為正常高擬合計算的已知點在測區(qū)均勻分布，且能包圍整個測區(qū)。

(5)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型宜采用七參數(shù)轉(zhuǎn)換模型，不僅適合大的區(qū)域，轉(zhuǎn)換精度也較高。

最后，參數(shù)的布設(shè)及轉(zhuǎn)換成果應(yīng)整理保存，以方便經(jīng)常使用。使用參數(shù)進(jìn)行測量作業(yè)時，在作業(yè)前與作業(yè)后必須尋找測區(qū)附近的一個或兩個高等級控制點進(jìn)行檢查，確保數(shù)據(jù)精確。

5 GDCORS在新參數(shù)下的應(yīng)用實例

有了新參數(shù)之后，為了進(jìn)一步的驗證它的精度，我們進(jìn)行了實地測量。利用GDCORS系統(tǒng)下輸入新的七參數(shù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)RTK測量，隨機(jī)選取了司前鎮(zhèn)石名工業(yè)區(qū)中原有控制點進(jìn)行檢測。我們選擇了GH4119、GH4120、GH4121、GH4122、GH4124和 GH4125進(jìn)行RTK測量，測量的結(jié)果與原有點的坐標(biāo)比較，前后相減得到如表3的數(shù)據(jù)。從表中數(shù)據(jù)我們可以得知平面坐標(biāo)最大較差為1.4 cm，高程最大較差為2.1 cm，精度非常理想，達(dá)到了預(yù)期的目的。

GDCORS網(wǎng)絡(luò)RTK測量檢測表 表3

當(dāng)然為了保證測量成果的精確、可靠，在使用GDCORS進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)RTK方法測定坐標(biāo)時應(yīng)使用腳架固定移動站的天線，進(jìn)行嚴(yán)格的對中、整平再進(jìn)行觀測，并且在重新初始化后觀測兩次，取平均值作為最終結(jié)果，這樣得出的數(shù)據(jù)精度更高、更可信。

6 結(jié)語

目前GDCORS已在廣東省全面推廣使用，對于各個區(qū)域的測量部門來說，這是提高測量工作效益的有益平臺，因此利用GDCORS為本地區(qū)的基礎(chǔ)測繪服務(wù)是我們的責(zé)任和義務(wù)，同時也能提高本部門的經(jīng)濟(jì)效益。但需要注意的是GDCORS與RTK(1+1)的使用一樣都必須定制獨立的參數(shù)，否則測量精度無法保證，因此為了充分利用GDCORS，求取GDCORS系統(tǒng)下的轉(zhuǎn)換參數(shù)是非常必要的。

［1］張守信.GPS衛(wèi)星測量定位理論與應(yīng)用［M］.北京:國防科技大學(xué)出版社，1996

［2］郭光銳.GDCORS在某區(qū)像控測量中的應(yīng)用［J］.地理空間信息，2009(10)