珠海北斗CORS-RTK測量與四等水準(zhǔn)測量成果精度對比分析*

熊昆侖

(珠海市測繪院，廣東 珠海 519015)

珠海北斗CORS-RTK測量與四等水準(zhǔn)測量成果精度對比分析*

熊昆侖

(珠海市測繪院，廣東 珠海 519015)

RTK技術(shù)的普遍應(yīng)用，大幅提高了野外測繪作業(yè)的效率。隨著中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號的加入，全天可用衛(wèi)星數(shù)量遠(yuǎn)超RTK測量要求，因而其服務(wù)可用性得到了顯著提高。文章基于兼容GPS、GLONASS和BDS信號的珠海北斗CORS，實(shí)測獲取了通過區(qū)域似大地水準(zhǔn)面內(nèi)插改正的RTK高程測量數(shù)據(jù)，將其與對應(yīng)的四等水準(zhǔn)測量成果進(jìn)行對比。結(jié)果表明：RTK高程測量成果與四等水準(zhǔn)測量成果的精度一致性較好。

RTK；珠海北斗CORS；BDS；四等水準(zhǔn)測量；精度分析

0 引言

珠海北斗CORS(簡稱ZHBDCORS)是兼容北斗、GPS和GLONASS信號的新一代三模GNSS參考站系統(tǒng)。系統(tǒng)采用了國內(nèi)自主知識產(chǎn)權(quán)的解算軟件與第一代三模(BDS、GPS、GLONASS)接收機(jī)，整體國產(chǎn)化程度較高。站網(wǎng)平均邊長小于30 km，基本覆蓋珠海市包括廣闊海域在內(nèi)的海陸全境，可為全市范圍內(nèi)的GNSS用戶提供高精度的三維、動態(tài)基準(zhǔn)服務(wù)，加之《珠海市陸海統(tǒng)一似大地水準(zhǔn)面精度》項(xiàng)目成果可靠，精度優(yōu)于1 cm[1]，這為利用珠海北斗CORS-RTK成果直接采集平面和高程數(shù)據(jù)提供了條件。

本文實(shí)驗(yàn)測區(qū)位于珠海市橫琴新區(qū)，毗鄰港澳，總面積約為86 km2。橫琴新區(qū)除大、小橫琴島以外，地形較為平坦，但填海區(qū)較多，填海區(qū)沉降較大。本實(shí)驗(yàn)抽取了4個(gè)實(shí)際工程作業(yè)成果數(shù)據(jù)作為樣本，作業(yè)地點(diǎn)均位于橫琴新區(qū)主干道旁邊，為建設(shè)開發(fā)區(qū)，地形起伏相對較小。

1 四等水準(zhǔn)測量

1.1 外業(yè)數(shù)據(jù)采集

4個(gè)工程均采用四等附合水準(zhǔn)單獨(dú)測量，起算點(diǎn)和附合點(diǎn)相同，各工程線路總長度均小于16 km。使用四等附合水準(zhǔn)測量的樣本比較RTK測量高程，對比分析其精度。采用的儀器為天寶Spijnter250M-CN，讀數(shù)到1 mm，儀器的精度是每千米往返測高差中誤差為±2 mm。觀測前對儀器進(jìn)行了檢查和校正，經(jīng)檢查儀器的各項(xiàng)精度滿足要求。四等水準(zhǔn)測量的各項(xiàng)指標(biāo)，如表1所示。

根據(jù)本項(xiàng)目的點(diǎn)位分布情況，將水準(zhǔn)路線布設(shè)成4條單獨(dú)的附合水準(zhǔn)路線，各路線均是從已知控制點(diǎn)A開始到已知控制點(diǎn)B結(jié)束，并在一個(gè)月內(nèi)完成。在外業(yè)觀測過程中，作業(yè)人員嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行操作，認(rèn)真記錄。

1.2 內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理

外業(yè)數(shù)據(jù)采集完畢后，利用儀器配套的軟件自動進(jìn)行內(nèi)業(yè)平差計(jì)算。4條路線平差結(jié)果，如表2-表5所示。

表1 四等水準(zhǔn)測量的各項(xiàng)指標(biāo)

注：表1中，L為線路長度。

表2 水準(zhǔn)路線1中樣本點(diǎn)平差表

表3 水準(zhǔn)路線2中樣本點(diǎn)平差表

表4 水準(zhǔn)路線3中樣本點(diǎn)平差表

表5 水準(zhǔn)路線4中樣本點(diǎn)平差表

2 精度對比分析

本項(xiàng)目儀器采用多頻并支持3個(gè)衛(wèi)星系統(tǒng)的天寶R8進(jìn)行測量。作業(yè)前，檢查儀器參數(shù)和接收衛(wèi)星的穩(wěn)定性。在觀測前對已知控制點(diǎn)進(jìn)行檢定，各自分3個(gè)時(shí)段采集控制點(diǎn)數(shù)據(jù)，作業(yè)過程嚴(yán)格按照相關(guān)測量規(guī)范的要求進(jìn)行，衛(wèi)星高度角大于15°，RTK能穩(wěn)定快速的固定，觀測時(shí)段數(shù)為3，設(shè)置測量時(shí)長10 s。在數(shù)據(jù)采集前，完成ZHBDCORS “珠海市全市域數(shù)字高程基準(zhǔn)在線三維服務(wù)系統(tǒng)”83珠海坐標(biāo)系參數(shù)的錄入，坐標(biāo)系采用83珠海坐標(biāo)系，儀器自動完成轉(zhuǎn)換。

珠海北斗CORS-RTK測量高程和四等水準(zhǔn)測量高程是利用不同的方法得到的，由于誤差來源、種類和測量的精度不同，二者有一定的差別。將兩種方法測得的樣本點(diǎn)高程進(jìn)行對比，其結(jié)果如表6所示。

表6 珠海北斗CORS-RTK測量高程與水準(zhǔn)測量高程對比

從表6中可以看出：珠海北斗CORS-RTK測量高程平均值與水準(zhǔn)高程差值在2 cm左右，最大的為2.5 cm，最小為1.3 cm，高程較差中誤差為±1.89 cm；而通過三次珠海北斗CORS-RTK測量高程單次測量數(shù)據(jù)與四等附合水準(zhǔn)高程對比高程較差中誤差分別為±2.09 cm、±1.89 cm、±1.79 cm。珠海北斗CORS-RTK測量高程平均值數(shù)據(jù)的高程較差中誤差與單次珠海北斗CORS-RTK測量高程數(shù)據(jù)中誤差相差較小，說明珠海北斗CORS-RTK測量高程數(shù)據(jù)穩(wěn)定性較好。

3 結(jié)論

在本實(shí)驗(yàn)的4個(gè)工程中，共采集了28個(gè)RTK平面高程控制點(diǎn)，將其結(jié)果和四等附合水準(zhǔn)控制測量成果進(jìn)行比較，結(jié)果表明：在地勢較為平坦地區(qū)或精度要求不高的情況下，可以利用珠海北斗CORS-RTK直接進(jìn)行測量同時(shí)獲得平面和高程數(shù)據(jù)，這樣可以減少水準(zhǔn)測量的工作量，節(jié)省人力和物力，大大提高工作效率。在1∶500地形圖測量中可直接使用珠海北斗CORS-RTK測量，這將改變傳統(tǒng)的平面和高程測量分離的作業(yè)模式，實(shí)現(xiàn)平面和高程同步測量一體化。珠海北斗CORS-RTK高程可滿足一般工程測量的要求。本實(shí)驗(yàn)中雖然珠海北斗CORS-RTK精度可達(dá)到四等水準(zhǔn)測量精度，但因條件所限使用的是同級別的四等水準(zhǔn)測量結(jié)果進(jìn)行比較，又因地域性和試驗(yàn)樣本所限，達(dá)到四等水準(zhǔn)測量的精度還需利用三等水準(zhǔn)測量在不同的區(qū)域進(jìn)一步進(jìn)行驗(yàn)證。

[1] 伍鑫.珠海市陸海統(tǒng)一高精度高程網(wǎng)的建設(shè)與實(shí)現(xiàn)[J].城市勘測，2016(3)：105-107.

[2] 陳奇.GPS靜態(tài)測量和四等水準(zhǔn)測量的高程比對[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2011(15)：6-7.

[3] 俞建康，蔣惠新.長線路測量坐標(biāo)系建立與GPS的應(yīng)用[J].現(xiàn)代測繪，2011，34(3)：34-36.

[4] 高星偉，過靜珺，程鵬飛，等.基于時(shí)空系統(tǒng)統(tǒng)一的北斗與GPS融合定位[J].測繪學(xué)報(bào)，2012，41(5)：743-748.

Contrast Accuracy Analysis of Results Between Fourth-order Levelingand RTK Measurement of ZHBDCORS

XIONG Kun-lun

(ZhuhaiInstituteofSurveyingandMapping，ZhuhaiGuangdong519015，China)

Widespread the application of RTK technology，the efficiency of field surveying and mapping work has been greatly raised.With the start using of BDS，the number of available satellites is far more than that of the RTK measurement requirements，thus its service availability is improved significantly.Based on ZHBDCORS combining with GPS，GLONASS and BDS signals，the RTK measurement data obtained by interpolating correction of area quasi-geoid，has been compared with the corresponding fourth-order leveling data.The result shows that the accuracy of RTK elevation measurement data is equal to that of fourth-order leveling data.

RTK；ZHBDCORS；BDS；fourth-order leveling；accuracy analysis

2017-03-03

P 224.8； P 224.1

A

1007-9394(2017)02-0017-03

熊昆侖(1981～)，男，四川廣安人，本科，助理工程師，現(xiàn)主要從事城市測量等基礎(chǔ)測繪方面的工作。