現(xiàn)代測(cè)繪基準(zhǔn)體系在區(qū)域性測(cè)繪中應(yīng)注意的問(wèn)題

【摘要】本文主要就我國(guó)國(guó)內(nèi)區(qū)域性現(xiàn)代測(cè)繪基準(zhǔn)體系建設(shè)的現(xiàn)狀及構(gòu)建中應(yīng)注意的問(wèn)題進(jìn)行了闡述。

【關(guān)鍵詞】現(xiàn)代測(cè)繪基準(zhǔn)體系問(wèn)題

1、現(xiàn)代測(cè)繪區(qū)域性基準(zhǔn)體系建設(shè)的現(xiàn)狀

1.1平面基準(zhǔn)

1.1.1CORS。CORS是將空間技術(shù)、現(xiàn)代通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、測(cè)繪技術(shù)等多種技術(shù)集成的實(shí)用性系統(tǒng)，是城市和地區(qū)不可或缺的空間信息基礎(chǔ)設(shè)施。連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)可以定義為一個(gè)或若干個(gè)固定的、連續(xù)運(yùn)行的GPS參考站，利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)通信和互聯(lián)網(wǎng)（LAN/WAN）技術(shù)組成的網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)地向不同類(lèi)型、不同需求、不同層次的用戶(hù)自動(dòng)地提供經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)的不同類(lèi)型的GPS觀測(cè)值（載波相位，偽距），各種改正數(shù)、狀態(tài)信息，以及其他有關(guān)GPS服務(wù)項(xiàng)目的系統(tǒng)[4]。

1.1.2高精度平面控制網(wǎng)

（1）省級(jí)C級(jí)GPS網(wǎng)：省級(jí)C級(jí)GPS網(wǎng)形成了與全國(guó)高精度三維地心坐標(biāo)框架相一致的大地控制網(wǎng)。大地基準(zhǔn)：1980西安坐標(biāo)系；高程基準(zhǔn)：1985國(guó)家高程基準(zhǔn)；重力基準(zhǔn)：2000國(guó)家重力基準(zhǔn)。C級(jí)GPS網(wǎng)的平均基線(xiàn)10～16km。目前浙江、福建、江西、北京、天津、河北、山西、上海、山東、江蘇、安徽、河南、湖北、湖南和陜西等?。ㄖ陛犑校┒纪瓿闪薈級(jí)GPS網(wǎng)的建設(shè)工作。

（2）城市GPS控制網(wǎng)：多數(shù)城市GPS控制網(wǎng)都是采用分級(jí)建設(shè)的，首級(jí)控制網(wǎng)為一般為框架網(wǎng)，按國(guó)家GPSA級(jí)網(wǎng)的要求聯(lián)測(cè)國(guó)際IGS連續(xù)運(yùn)行站?？蚣芫W(wǎng)平均基線(xiàn)30～50km。平差后相鄰基線(xiàn)點(diǎn)的水平分量和垂直分量的測(cè)定精度一般優(yōu)于5mm。在GPS框架網(wǎng)的基礎(chǔ)上布設(shè)GPS基本網(wǎng)，按國(guó)家GPSC級(jí)網(wǎng)的要求施測(cè)，具有WGS～84、西安80、北京54和地方坐標(biāo)系?；揪W(wǎng)的平均基線(xiàn)約15km。平差后相鄰基線(xiàn)點(diǎn)的水平分量和垂直分量的測(cè)定精度一般優(yōu)于2cm。

1.2區(qū)域似大地水準(zhǔn)面的確定

部分省市借助于重力數(shù)據(jù)進(jìn)行了區(qū)域性似大地水準(zhǔn)面的精化工作。

1.2.1省級(jí)似大地水準(zhǔn)面的確定。目前已完成的?。ㄖ陛犑校┯薪?0個(gè)：2003—2004年，浙江、福建和江西省開(kāi)展了區(qū)域似大地水準(zhǔn)面的精化試點(diǎn)工作，2004—2006年，華北4省市（北京、天津、河北和山西）和華東、華中8省市（上海、江蘇、安徽、湖南、湖北、河南、陜西和山東）等也相繼進(jìn)行了區(qū)域似大地水準(zhǔn)面的精化工作，其精度一般達(dá)到了：城市：3～5cm；平地和丘嶺地區(qū)：5～6cm；山地：6～8cm[1]。

1.2.2城市似大地水準(zhǔn)面的確定。武漢大學(xué)李建成教授與合作者經(jīng)過(guò)多年的深入研究，已功克了局部大地水準(zhǔn)面的多項(xiàng)難題和關(guān)鍵技術(shù)，似大地水準(zhǔn)面嚴(yán)密的陸海統(tǒng)一算法和具有原創(chuàng)性的球冠諧理論和方法，既保證了陸海地區(qū)似大地水準(zhǔn)面的高精度，又能反映高分辨率局域大地水準(zhǔn)面的特征。他們近兩年在東莞市、廣州市和武漢市進(jìn)行的似大地水準(zhǔn)面精化成果達(dá)到了1cm，這一成果將改變傳統(tǒng)高程測(cè)量作業(yè)模式，可取代長(zhǎng)距離二等水準(zhǔn)測(cè)量。

2、現(xiàn)代測(cè)繪區(qū)域性基準(zhǔn)體系的構(gòu)建

2.1整體推進(jìn)、區(qū)域先行

國(guó)家測(cè)繪局“十一五”規(guī)劃明確指出：到2010年，基本建成國(guó)家現(xiàn)代測(cè)繪基準(zhǔn)體系，確保全國(guó)測(cè)繪基準(zhǔn)的完整統(tǒng)一。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，難度是很大的。區(qū)域性現(xiàn)代測(cè)繪基準(zhǔn)體系是國(guó)家現(xiàn)代測(cè)繪基準(zhǔn)體系的重要組成部分，省級(jí)現(xiàn)代測(cè)繪基準(zhǔn)體系建設(shè)和城市現(xiàn)代測(cè)繪基準(zhǔn)體系建設(shè)是很重要的環(huán)節(jié)，尤其是城市現(xiàn)代測(cè)繪基準(zhǔn)體系的建設(shè)更為重要。目前在區(qū)域性現(xiàn)代測(cè)繪基準(zhǔn)體系的建設(shè)的進(jìn)程中，由于地區(qū)差異和社會(huì)發(fā)展、社會(huì)需求的不平衡，出現(xiàn)了東部經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的省份和城市較中西部地區(qū)的進(jìn)展快，城市比省（區(qū)）精度高等現(xiàn)象，應(yīng)引起足夠的重視。區(qū)域性現(xiàn)代測(cè)繪基準(zhǔn)體系建設(shè)，要按照國(guó)家現(xiàn)代測(cè)繪基準(zhǔn)體系建設(shè)的要求，在內(nèi)容、精度、進(jìn)度上確保與國(guó)家的一致性，有條件的省（市），尤其是城市要率先推進(jìn)本區(qū)域的現(xiàn)代測(cè)繪基準(zhǔn)體系建設(shè)，如江蘇省、廣州、武漢和東莞等城市就是一個(gè)成功的范例，為全國(guó)現(xiàn)代測(cè)繪基準(zhǔn)體系建設(shè)全面實(shí)施提供了有益的借鑒。

2.2政府投入、共建共享

現(xiàn)代測(cè)繪基準(zhǔn)體系建設(shè)是一項(xiàng)基礎(chǔ)性、公益性的系統(tǒng)工程，需要在長(zhǎng)期的建設(shè)過(guò)程中不斷完善和發(fā)展，需要各級(jí)政府有關(guān)部門(mén)的長(zhǎng)期合作和共同推進(jìn)?，F(xiàn)代測(cè)繪基準(zhǔn)體系建設(shè)一般多采取“政府投入、測(cè)繪牽頭、部門(mén)參與、服務(wù)社會(huì)”的模式，堅(jiān)持政府主導(dǎo)、統(tǒng)籌規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、信息共享、科學(xué)管理、務(wù)實(shí)高效，充分發(fā)揮政府的主導(dǎo)作用，促進(jìn)相關(guān)方共同研究開(kāi)發(fā)和建設(shè)，大力推動(dòng)共建共享，不斷提高應(yīng)用和服務(wù)水平。如江蘇省CORS的建設(shè)由江蘇省政府投入，江蘇省測(cè)繪局牽頭，省氣象局等部門(mén)參與，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高精度、連續(xù)、動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)三維定位服務(wù)，在共建共享原則下，與省氣象、地震等部門(mén)共同搭建了省級(jí)區(qū)域性的GPS氣象應(yīng)用實(shí)時(shí)共享服務(wù)平臺(tái)，并為與鄰省市CORS系統(tǒng)互聯(lián)形成跨省份、跨行業(yè)的綜合服務(wù)系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。

2.3建立高精度的測(cè)繪基準(zhǔn)

現(xiàn)代測(cè)繪基準(zhǔn)體系建設(shè)的目標(biāo)是建立高精度、三維、動(dòng)態(tài)、多功能的測(cè)繪基準(zhǔn)體系，其關(guān)鍵技術(shù)是建立高精度的測(cè)繪基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)高精度和實(shí)時(shí)性的統(tǒng)一。區(qū)域性測(cè)繪基準(zhǔn)建設(shè)的重點(diǎn)是平面基準(zhǔn)、高程基準(zhǔn)和重力基準(zhǔn)。建設(shè)中既要有高精度的平面和高程基準(zhǔn)，又要借助于重力數(shù)據(jù)進(jìn)行區(qū)域性似大地水準(zhǔn)面的精化，并建立嚴(yán)密的轉(zhuǎn)換關(guān)系，還要有實(shí)時(shí)的CORS。

2.3.1平面基準(zhǔn)。平面基準(zhǔn)一般采用CORS和高等級(jí)GPS控制網(wǎng)來(lái)建立和維護(hù)一個(gè)統(tǒng)一的高精度、動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)、三維的地心坐標(biāo)系及其由地面基準(zhǔn)網(wǎng)點(diǎn)構(gòu)成的參考框架。

（1）CORS系統(tǒng)精度：動(dòng)態(tài)參考基準(zhǔn)：地心坐標(biāo)的坐標(biāo)分量，絕對(duì)精度優(yōu)于011m；基線(xiàn)方向的坐標(biāo)分量，相對(duì)精度優(yōu)于3310-7m；實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位精度，水平優(yōu)于3cm，垂直優(yōu)于5cm；事后定位精度：水平優(yōu)于5mm，垂直優(yōu)于10mm；可用性：不低于95%；完好性：報(bào)警時(shí)間小于6秒，誤報(bào)概率小于013%等。

（2）省級(jí)C級(jí)GPS網(wǎng)應(yīng)采用空間定位技術(shù)，建立覆蓋省級(jí)的與全國(guó)高精度三維地心坐標(biāo)框架相一致的空間大地控制網(wǎng)。其空間定位應(yīng)采用1980西安坐標(biāo)系為大地基準(zhǔn)；采用1985國(guó)家高程基準(zhǔn)為高程基準(zhǔn)；采用2000國(guó)家重力基本網(wǎng)為重力基準(zhǔn)。數(shù)據(jù)處理應(yīng)采用IGS精密星歷，地心坐標(biāo)系和ITRF97參考框架。

（3）城市高精度GPS控制網(wǎng)：城市GPS控制網(wǎng)采用分級(jí)建設(shè)，首級(jí)控制網(wǎng)為框架網(wǎng)，按國(guó)家GPSA（或B）級(jí)網(wǎng)的要求實(shí)施，聯(lián)測(cè)國(guó)際IGS連續(xù)運(yùn)行站，采用精密軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，獲取精確的WGS84坐標(biāo)。在GPS框架網(wǎng)的基礎(chǔ)上，布設(shè)GPS基本網(wǎng)，按國(guó)家GPSC級(jí)網(wǎng)的要求實(shí)施。

2.3.2高程基準(zhǔn)。建立高精度的高程基準(zhǔn)可采用常規(guī)的幾何水準(zhǔn)測(cè)量方法，也可利用厘米級(jí)精度水平的似大地水準(zhǔn)面將GNSS測(cè)定的大地高轉(zhuǎn)換成正常高，借助似大地水準(zhǔn)面形成的高程基準(zhǔn)，以此代替幾何水準(zhǔn)測(cè)量所建立的高程參考框架。

（1）省級(jí)高程基準(zhǔn)：省級(jí)的高程基準(zhǔn)應(yīng)不低于國(guó)家二等水準(zhǔn)的精度。（2）城市的高程基準(zhǔn)：城市的高程基準(zhǔn)應(yīng)不低于省級(jí)的高程基準(zhǔn)的精度，東部沿海城市宜按一等水準(zhǔn)的精度建立。（3）區(qū)域似大地水準(zhǔn)面的確定：

1）省級(jí)似大地水準(zhǔn)面：平地和丘嶺地區(qū)：5～6cm；山地：7～10cm；

2）城市似大地水準(zhǔn)面：2cm，有條件的城市應(yīng)力爭(zhēng)達(dá)到1cm。

2.4建立平面基準(zhǔn)和高程基準(zhǔn)間的轉(zhuǎn)換關(guān)系

具備了高精度的平面基準(zhǔn)、高程基準(zhǔn)和似大地水準(zhǔn)面成果后，還需要將其聯(lián)測(cè)和處理，建立精確的轉(zhuǎn)換關(guān)系，真正建立起實(shí)時(shí)獲取高精度三維坐標(biāo)的現(xiàn)代測(cè)繪基準(zhǔn)。

3、結(jié)語(yǔ)

目前，區(qū)域性現(xiàn)代測(cè)繪基準(zhǔn)體系是我國(guó)現(xiàn)代測(cè)繪基準(zhǔn)體系的重要組成部分，應(yīng)充分發(fā)揮政府的主導(dǎo)作用，由測(cè)繪主管部門(mén)牽頭，各相關(guān)部門(mén)參與，建立共建共享的服務(wù)機(jī)制，不斷提高應(yīng)用和服務(wù)水平。