CQGNSS高程代替四等水準高程的可行性分析

羅驊　黃承中

[摘要]目前CQGNSS已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。眾所周知，網(wǎng)絡(luò)RTK平面測量成果質(zhì)量穩(wěn)定，精度較高，而高程精度可靠性較差。介紹了CQGNSS及似大地水準面精化成果，分析了使用似大地水準面精化成果轉(zhuǎn)換后的CQGNSS-RTK的高程精度，結(jié)果表明，CQGNSS-RTK結(jié)合似大地水準面精化成果得到的高程可以達到四等水準精度。

[關(guān)鍵詞]CQGNSS 似大地水準面精化 四等水準 精度

[中圖分類號] P641.73 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2015）-3-252-1

目前，各地紛紛建立了連續(xù)運行參考站服務(wù)系統(tǒng)（CORS），已經(jīng)在工程測量、控制測量、竣工測量等工作中得到了廣泛的應(yīng)用。眾所周知，由于GPS高程為大地高，而我國采用正常高系統(tǒng)，需要進行轉(zhuǎn)換。厘米級似大地水準面的建立，可以方便的進行轉(zhuǎn)換，為GPS高程應(yīng)用打下了良好的基礎(chǔ)。探討基于似大地水準面轉(zhuǎn)換的CQGNSS-RTK高程精度，推廣CQGNSS-RTK高程在測繪工作中的應(yīng)用，是十分必要的。

1關(guān)鍵技術(shù)介紹

1.1 CQGNSS系統(tǒng)簡介

CQGNSS以VRS技術(shù)和徠卡公司的主輔站技術(shù)為核心，由參考站子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理中心子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸通信子系統(tǒng)和用戶服務(wù)子系統(tǒng)4個部分構(gòu)成。參考站子系統(tǒng)包括35個永久性連續(xù)運行GNSS基準參考站，平均站間距為55.8km。各基準站與系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心采用帶寬為10M的城域網(wǎng)進行觀測數(shù)據(jù)的實時傳輸，系統(tǒng)差分改正數(shù)據(jù)采用GSM、GPRS、CDMA3種通信方式向用戶實時發(fā)送。穩(wěn)定性及精度測試結(jié)果表明，CQGNSS系統(tǒng)實時定位平面精度優(yōu)于2.0cm，高程精度為4.0cm；CQGNSS系統(tǒng)覆蓋整個重慶市域地區(qū)，覆蓋面積約82000km2。 CQGNSS系統(tǒng)構(gòu)成見圖1。

1.2重慶市似大地水準面簡介

用重慶都市區(qū)、周邊地區(qū)的重力點成果、數(shù)字高程模型、全球重力場模型及分布較均勻、現(xiàn)勢性較好的GPS/水準成果，采用重力法及移去-恢復(fù)技術(shù)進行重力大地水準面的計算。529個GPS/水準點成果將區(qū)域重力似大地水準面擬合適配于該區(qū)域的實測似大地水準面，薄板樣條函數(shù)以全部擬合點為節(jié)點，充分利用各擬合點的已知信息，將擬合點作為無誤差的觀測量，利用空點法統(tǒng)計精度，市區(qū)空點法檢驗精度為±1.6cm，外圍空點法檢驗精度為±1.9cm。

2基于CQGNSS的高程測量及精度分析

2.1基于CQGNSS的高程測量

選擇部分滿足GNSS測量要求的二等水準控制點，使用CQGNSS進行高程測量。測量時，需要滿足CH/T 2009-2010《全球定位系統(tǒng)實時動態(tài)測量（RTK）技術(shù)規(guī)范》的要求。每個高程點至少觀測兩次，取平均值使用。利用三腳架在觀測點上進行實時動態(tài)網(wǎng)絡(luò)RTK觀測，在獲得固定解以后進行記錄，至少要記錄4個歷元，每歷元時長不小于10s。接收機的初始化時間不能過長，一般應(yīng)少于2 min左右。測前、測后都進行了已知點檢核，檢核點的高程等級要高于待求點的等級或與其等級相同。

數(shù)據(jù)處理時利用Leica Geo Office（LGO）軟件，加載重慶市似大地水準面精化模型，導入觀測數(shù)據(jù)，可以直接獲取CQGNSS-RTK高程。

2.2精度分析

測量后，分別得到了140個控制點的二等水準高程和CQGNSS-RTK高程，計算二等水準高程和CQGNSS-RTK高程的較差，結(jié)果見表1。

從表1可以看出，CQGNSS-RTK高程精度較高，與二等水準成果相比，高程較差均不大于5cm，其中120個控制點的高程較差小于等于3cm，占控制點總數(shù)的85.72%；只有2點較差大于4cm，占控制點總數(shù)的1.43%。以二等水準測量成果為真值，計算CQGNSS-RTK高程中誤差為±2.38cm。可以看出，CQGNSS-RTK高程可以滿足四等水準測量的精度要求。

3 CQGNSS-RTK高程精度檢核方法

在實際應(yīng)用中，為了驗證CQGNSS-RTK高程精度，需要進行檢核，常用檢核方法有以下幾種：

（1）已知點檢核比較法。即使用CQGNSS-RTK測出這些控制點的坐標及高程進行檢核，檢核較差在精度允許范圍內(nèi)再進行后續(xù)測量。測量完成后同樣到已知控制點比測，校驗作業(yè)過程中有無異常。

（2）重測比較法。使用CQGNSS-RTK測量高程時，每點均獨立觀測兩次，較差在允許范圍內(nèi)（一般小于5cm），再取平均值作為最終成果使用。

（3）常規(guī)測量方式抽測法。使用CQGNSS-RTK大范圍測量高程時，可以使用常規(guī)幾何水準進行精度檢測，已評定CQGNSS-RTK高程的精度。

以上檢核方法中，最可靠的是已知點檢核比較法，但控制點的數(shù)量總是有限的，在缺少控制點的地方需要用重測比較法來檢驗測量成果，使用常規(guī)水準測量方式抽測，可以較好的評定整個區(qū)域的測量精度，但費時費力，一般只在檢核時使用。在實際應(yīng)用時，需要選擇合理的檢核方法。

4結(jié)論

使用CQGNSS-RTK測量部分二等水準控制點，評定使用似大地水準面精化成果轉(zhuǎn)換后的CQGNSS-RTK高程精度。結(jié)果表明，CQGNSS-RTK高程中誤差為±2.38cm，可以滿足四等水準的精度。CQGNSS-RTK結(jié)合似大地水準面精化成果的應(yīng)用，極大的方便了高程控制測量工作。