LNCORS在地形圖測(cè)繪中的應(yīng)用

王 碩

(阜新市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院(市水利科技推廣中心)，遼寧 阜新 123000)

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LNCORS在地形圖測(cè)繪中的應(yīng)用

王 碩

(阜新市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院(市水利科技推廣中心)，遼寧 阜新 123000)

CORS的出現(xiàn)是測(cè)繪歷史的又一次變革，具有其極大的優(yōu)越性：提高了測(cè)量精度、擴(kuò)大了測(cè)量范圍和規(guī)模、節(jié)約了人力、物力、縮短了工期；簡(jiǎn)化了控制測(cè)量，降低了測(cè)量工作的門檻，提高了中、小測(cè)繪隊(duì)伍的競(jìng)爭(zhēng)力，活躍測(cè)繪市場(chǎng)。文章結(jié)合彰武縣葦塘河治理工程的測(cè)繪工作，介紹了LNCORS的建設(shè)成果及其在試運(yùn)行期間應(yīng)用于水利工程地形圖測(cè)繪中的步驟和過程。通過測(cè)繪數(shù)據(jù)分析，證明LNCORS完全滿足大比例尺地形圖測(cè)量的應(yīng)用，望能夠?qū)ν杏幸欢ǖ膮⒖夹詢r(jià)值。

LNCORS；測(cè)繪；地形圖；精度；效率

由于縣、市級(jí)基礎(chǔ)測(cè)繪薄弱,高等級(jí)控制資料缺乏,如阜蒙縣地區(qū)，據(jù)2005年完成的四等以上國(guó)家控制點(diǎn)普查成果：三角點(diǎn)標(biāo)石、標(biāo)志總的破壞(包括丟失或未找到)比例為46.6%；水準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)石的總破壞率(包括丟失或未找到)為54.3%。種種情況給這些地區(qū)的測(cè)繪工作帶來了很大不便，特別是控制測(cè)量。LNCORS建成和應(yīng)用恰好解決了這些難題,并且提高了精度，節(jié)約了人力、物力、縮短了工期、極大的提高了工作效率。

1 LNCORS簡(jiǎn)介

衛(wèi)星導(dǎo)航定位連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站系統(tǒng)(CORS)是利用全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)通信和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，在一個(gè)城市、一個(gè)地區(qū)或一個(gè)國(guó)家根據(jù)需求，按照一定距離建立的長(zhǎng)年連續(xù)運(yùn)行的若干個(gè)固定GNSS基準(zhǔn)站組成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，是網(wǎng)絡(luò)RTK系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施。CORS極大的改變了測(cè)繪外業(yè)作業(yè)模式，是測(cè)繪歷史的又一次變革。

遼寧省衛(wèi)星導(dǎo)航定位連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站系統(tǒng)(LNCORS)是我省基礎(chǔ)測(cè)繪“十二五”規(guī)劃的重點(diǎn)項(xiàng)目，該項(xiàng)目于2012年正式啟動(dòng)，歷時(shí)3a的建設(shè)，2015年12月通過驗(yàn)收評(píng)審并開始投入使用。

LNCORS是GPS和GLONASS兼容的雙星系統(tǒng)，有均勻覆蓋遼寧全域68座連續(xù)運(yùn)行GNSS定位基準(zhǔn)站、1個(gè)數(shù)控中心、數(shù)據(jù)通訊鏈路和用戶應(yīng)用子系統(tǒng)組成，其中新建基準(zhǔn)站48座，利用周邊基準(zhǔn)站20座，平均間距60km，形成了全省均勻覆蓋，與吉林省、河北省無縫銜接的連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站網(wǎng)。LNCORS提供事后毫米級(jí)、實(shí)時(shí)厘米級(jí)、亞米級(jí)、米級(jí)等精度的衛(wèi)星導(dǎo)航定位服務(wù)，為測(cè)繪、國(guó)土資源、城市規(guī)劃、氣象、地震、農(nóng)業(yè)、交通、旅游、物流等領(lǐng)域提供個(gè)性化服務(wù)，提供可靠的時(shí)空信息保障。

目前，LNCORS在運(yùn)行初級(jí)階段，僅提供2000國(guó)家大地坐標(biāo)系的坐標(biāo)和大地高，實(shí)時(shí)定位精度水平≤3cm，垂直≤5cm[1]。

2 工程實(shí)例

彰武縣葦塘河治理工程，在長(zhǎng)30km的河道上間斷的布置5個(gè)工程區(qū)，需要統(tǒng)一布設(shè)控制網(wǎng)、測(cè)繪1∶1000的地形圖和斷面圖。

按照《水利水電工程測(cè)量規(guī)范》的堤防工程測(cè)量要求：平面控制測(cè)量等級(jí)不應(yīng)低于五等，高程控制測(cè)量等級(jí)不應(yīng)低于四等。LNCORS的實(shí)時(shí)定位精度完全滿足要求。

1)技術(shù)設(shè)計(jì)A方案：平面采用靜態(tài)GPS進(jìn)行首級(jí)控制測(cè)量，高程采用四等水準(zhǔn)；用手簿求轉(zhuǎn)換參數(shù)；然后架設(shè)單基站，RTK進(jìn)行碎部測(cè)量。

2)技術(shù)設(shè)計(jì)B方案：采用LNCORS完成平面控制測(cè)量，高程采用四等水準(zhǔn)；用手簿求轉(zhuǎn)換參數(shù)，直接應(yīng)用RTK進(jìn)行碎部測(cè)量。

在平面控制測(cè)量中，以完成相同數(shù)量、相同精度的成果所需要的時(shí)間、設(shè)備和人力等方面統(tǒng)計(jì)對(duì)比2個(gè)方案，見表1。

表1 平面控制測(cè)量方案對(duì)比

在碎部測(cè)量中，在相同的3臺(tái)GPS，相同的3名技術(shù)人員，以我院的作業(yè)方法計(jì)算，統(tǒng)計(jì)對(duì)比兩方案，見表2。

表2 碎部測(cè)量方案對(duì)比

通過比較，最終選擇B方案。理由是：精度高，省時(shí)省力，效率高。

1)點(diǎn)位布設(shè)：為了方便作業(yè)，把控制點(diǎn)均選擇在工程區(qū)附近路旁的固定建筑物上，以鋼釘作為標(biāo)記。為了更好的擬合高程，整個(gè)測(cè)區(qū)我們布設(shè)了15個(gè)控制點(diǎn)，平均間距5km[2]。

2)連接入網(wǎng)與初始化：利用通訊模塊撥號(hào)，接入LNCORS指定IP的網(wǎng)絡(luò)。流動(dòng)站天線保持穩(wěn)定，進(jìn)行初始化工作，得到RTK固定解。

3)平面控制測(cè)量：首先進(jìn)行坐標(biāo)系(2000國(guó)家大地坐標(biāo)系)、中央子午線(123°)的設(shè)置，利用LNCORS完成測(cè)區(qū)控制點(diǎn)的平面坐標(biāo)采集。在控制點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集過程中，均采用三腳架對(duì)中、整平，精確量測(cè)儀器高，每次觀測(cè)歷元不少于20個(gè)，每個(gè)控制點(diǎn)均采集3次或以上，用固定解結(jié)果，各次測(cè)量的平面坐標(biāo)較差均滿足允許較差(4cm)，取各次測(cè)量的坐標(biāo)中數(shù)作為最終結(jié)果。

4)高程控制測(cè)量：以4個(gè)Ⅰ級(jí)水準(zhǔn)點(diǎn)為起算點(diǎn)，布設(shè)一條附合路線和一條閉合路線，按照四等水準(zhǔn)的測(cè)量要求聯(lián)測(cè)全部的控制點(diǎn)，計(jì)算出每個(gè)控制點(diǎn)的正常高。

5)轉(zhuǎn)換參數(shù)計(jì)算：在手簿的“求坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)”里，輸入每個(gè)點(diǎn)的2000坐標(biāo)系的點(diǎn)位坐標(biāo)(X、Y)和正常高高程，同時(shí)調(diào)入每個(gè)控制點(diǎn)的大地坐標(biāo)，一一對(duì)應(yīng)，完成轉(zhuǎn)換參數(shù)的計(jì)算。

6)精度檢測(cè)：從坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)的計(jì)算表中可以看出，各個(gè)控制點(diǎn)的平面精度、高程精度均滿足相關(guān)規(guī)范(五等控制點(diǎn)平面轉(zhuǎn)換允許殘差：2cm，高程允許收斂精度：3cm)?？刂茰y(cè)量精度及轉(zhuǎn)換參數(shù)詳見表3。

表3 檢測(cè)點(diǎn)精度統(tǒng)計(jì)表

為了檢測(cè)GPS擬合高程的精度，采集測(cè)區(qū)內(nèi)的未參與解算的2個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)，高程較差均滿足圖根點(diǎn)高程擬合殘差的標(biāo)準(zhǔn)(1/12基本等高距=8.3cm)。詳見表4。

表4 各個(gè)控制點(diǎn)等級(jí)、精度統(tǒng)計(jì)及參數(shù)表

7)碎部測(cè)量：最后在LNCORS下完成各個(gè)工程區(qū)的地形圖、斷面圖的測(cè)繪。

在測(cè)繪過程中，每天不需要控制點(diǎn)校正、檢核的過程，連接入網(wǎng)后直接測(cè)量；對(duì)于河道帶狀地形圖測(cè)繪，不需要考慮流動(dòng)站與基準(zhǔn)站的長(zhǎng)距離而導(dǎo)致信號(hào)弱、精度下降等問題，整個(gè)測(cè)區(qū)精度保持一致；真正實(shí)現(xiàn)了可以單機(jī)作業(yè)。應(yīng)用LNCORS進(jìn)行地形圖測(cè)繪，精度高且穩(wěn)定，節(jié)約了大量的人力、物力、縮短了工期、極大的提高了工作效率。

3 結(jié) 語(yǔ)

通過工程實(shí)例，充分體會(huì)到了LNCORS的精度穩(wěn)定、高效率，有其他測(cè)量技術(shù)無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

1)精度高。應(yīng)用LNCORS作業(yè)，動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)定位精度高(水平≤3cm、垂直≤5cm)，滿足大比例尺地形圖的測(cè)量要求。

2)控制測(cè)量簡(jiǎn)單方便。首先不需要點(diǎn)校正，只要連接入網(wǎng)，直接進(jìn)行測(cè)量，減少了用戶定位的初始化時(shí)間，相對(duì)以往的控制測(cè)量，節(jié)省80%以上的人力、物力和時(shí)間，特別是在外地測(cè)繪，人生地不熟，控制點(diǎn)不方便尋找。

3)碎部測(cè)量隨心所欲。再也不用考慮基準(zhǔn)站的架設(shè)位置和管護(hù)，再也不用考慮移動(dòng)站與基準(zhǔn)站的距離限制，解決了長(zhǎng)距離、大規(guī)模的厘米級(jí)高精度實(shí)時(shí)定位的問題，并節(jié)省了一臺(tái)(名)GPS接收機(jī)和技術(shù)人員，真正實(shí)現(xiàn)了單機(jī)作業(yè)。

4)精度穩(wěn)定。特別對(duì)于將來有接續(xù)工程的項(xiàng)目，保證其成果質(zhì)量的一致性。相對(duì)于傳統(tǒng)RTK技術(shù)，CORS有效的避免了架站粗差的產(chǎn)生，成熟的移動(dòng)通信技術(shù)也保證了差分信號(hào)的質(zhì)量。

當(dāng)然，目前的LNCORS還存在山區(qū)、林區(qū)等局部地區(qū)等不到固定解、通訊網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定、坐標(biāo)系統(tǒng)唯一等問題，特別是無法實(shí)時(shí)解算出正常高，還需要進(jìn)一步改進(jìn)，集成厘米級(jí)高精度的全省似大地水準(zhǔn)面成果，真正實(shí)現(xiàn)三維地理信息的實(shí)施采集與更新，達(dá)到事半功倍的效果。

總而言之，LNCORS運(yùn)行半年來，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，且精度較高，進(jìn)一步方便測(cè)繪作業(yè)，提高成果質(zhì)量；有利于快速推進(jìn)2000國(guó)家大地坐標(biāo)系在實(shí)際測(cè)繪工作中的使用，規(guī)范各地區(qū)、各部門的各自為政的坐標(biāo)系統(tǒng)；特別是降低了測(cè)量工作的門檻，提高了中、小測(cè)繪隊(duì)伍的競(jìng)爭(zhēng)力，可以走出本區(qū)域，在省內(nèi)參與工程，活躍測(cè)繪市場(chǎng)。LNCORS的應(yīng)用和推廣將在不同測(cè)繪領(lǐng)域產(chǎn)生極其重要的社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

[1]遼寧省測(cè)繪地理信息局網(wǎng)絡(luò)中心.遼寧省衛(wèi)星導(dǎo)航定位連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站系統(tǒng)[R].沈陽(yáng)：遼寧省測(cè)繪地理信息局網(wǎng)絡(luò)中心，2016.

[2]茹樹青.阜蒙縣測(cè)量控制點(diǎn)保存現(xiàn)狀與思考[J].礦山測(cè)量，2012(01)：32-33.

1007-7596(2017)03-0119-03

2017-02-16

王碩(1983-)，女，遼寧錦州人，工程師，從事水利工程測(cè)量工作。

P228.4；P

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