連續(xù)運行參考站實時動態(tài)測量技術(shù)在帶狀線路測量中應(yīng)用

蘇志堅

(河北省邢臺市勘察測繪院,河北邢臺054000)

0 引 言

連續(xù)運行參考站是導(dǎo)航定位技術(shù)發(fā)展的一個嶄新階段,可概括定義為:一個或多個位置固定的、連續(xù)運行的GPS參考站,利用計算機及現(xiàn)代通信技術(shù)組成的網(wǎng)絡(luò),實時地向不同需求、不同層次的用戶提供不同類型的數(shù)據(jù)(比如載波相位、偽距,以及各種改正數(shù)、狀態(tài)等信息)的系統(tǒng)。在工程實踐中,連續(xù)運行參考站實時動態(tài)測量(CORS RTK)獲得的WGS-84坐標(biāo)不能直接利用,必須通過點校正技術(shù)轉(zhuǎn)換為工程坐標(biāo)或地方坐標(biāo)。由于CORS RTK測量受大地高的精度限制,降低了轉(zhuǎn)換精度[1]。

盡管CORS RTK高程隨距離增加而誤差迅速增大(單基站情況下)[2],但在一局部小范圍內(nèi),用CORS RTK技術(shù)獲取的相鄰點之間的高差和用全站儀等常規(guī)方法獲取的相鄰點之間的高差相差甚小,尤其以縱斷面點(線路中樁)為中心,兩邊各100 m的范圍內(nèi)點之間的高差。正是基于上述假定來探討帶狀線路測量中用CORS RTK高差代替水準(zhǔn)高差的可行性。

1 相鄰點之間CORS RTK高差代替水準(zhǔn)高差的可行性

某項目為30 km昆明線路測量,具體形狀如圖1所示。該測量區(qū)域位于省CORS站點的外圍,距離最近的一個站也有15 km.該項目要求進行平面控制測量、高程控制測量、縱、橫斷面測量和地形圖測量。但僅有的兩個控制點位于B區(qū)域,布設(shè)的GPS網(wǎng)經(jīng)過平差后,離B區(qū)較遠(yuǎn)的C區(qū)點位將存在上下“浮動”現(xiàn)象。由于已知水準(zhǔn)點也在B區(qū)域內(nèi),必須測一閉合環(huán),往返60 km水準(zhǔn),為加快進度,水準(zhǔn)測量組和CORS測圖組同時進行作業(yè)。

線路中心每100 m布設(shè)一中樁點,對線路中樁點(中線)進行了CORS RTK測量和四等水準(zhǔn)測量,每點的高程具體如圖2所示。比較結(jié)果表明隨著距離增加,CORS RTK的點位高程“下沉”,二者之間差值隨距離增大而增大。同時也表明GPS靜態(tài)控制網(wǎng)點在C區(qū)“下沉”,主要是C區(qū)沒有控制點的原因。由圖2可看出,在離已知點較近的A、B區(qū)域,CORS RTK高程和水準(zhǔn)高程相差無幾,但越往C區(qū),差異越大。通過探討相鄰點之間的CORS RTK高程做差,比較了一定距離范圍內(nèi)用相鄰點之間CORS RTK高差代替水準(zhǔn)高差的可行性。

具體對中線點重采樣,選取 5 km、1 km、500m、100 m的間隔,比較分析采樣點的相鄰點之間CORS RTK高差與水準(zhǔn)高差之間的差異,二者較差具體如圖3～6。

圖6 相鄰點之間的C ORS RTK高差與水準(zhǔn)高差比較(100 m)

2 精度分析

對圖3～圖6所示的較差進行精度統(tǒng)計,具體數(shù)據(jù)見表1。

表1 精度統(tǒng)計表

分析圖3～圖6,圖3的相鄰點之間較差差異較大,用CORS RTK高差代替水準(zhǔn)高差對于1:2000及其以上的比例尺測圖是不能滿足精度要求的。當(dāng)采樣點距從1 km到500 m再到100 m,圖4～圖6反映出相鄰點之間的較差極差的變化并不顯著,但是從表1看出,較差的中誤差顯著減小,表明隨采樣點間距的減小,進一步驗證了用相鄰點之間CORS RTK高差代替水準(zhǔn)高差的可行性。接下來的工作就是利用上述二者之間的關(guān)系對所有CORS RTK碎部點的高程進行改化。

3 結(jié) 論

通過上述分析,對于線路測量可得出如下結(jié)論:

1)在水準(zhǔn)工作量大的情況下,用該方法可以大大縮短工期,提高外業(yè)的作業(yè)效率,避免因工序必須按部就班而延緩工作進度,并且不會降低測圖的精度。

2)對于處于CORS覆蓋范圍之外但有CORS信號的線狀道路,可以利用水準(zhǔn)測量一條高密度的線路,盡管CORS RTK高程隨距離增大而增大,但橫斷面點可以通過做差消除系統(tǒng)誤差,也可通過線性插值,從而獲取各橫斷面點以及碎部點的實際高程。

3)利用CORS RTK的高差,不利用其高程,大大消弱了CORS RTK高程隨距離增大而增大的誤差。

[1] 嚴(yán)新生.一種實用的CORS RTK/水準(zhǔn)抗差技術(shù)[J].測繪通報,2010(12):40-42.

[2] 王秉里.中小城市單基站CORS的建設(shè)和應(yīng)用探討[J].測繪與空間地理信息,2010(6):134-136.