城市三維大地測量基準(zhǔn)的建立分析

馬光軍+盧娜

摘 要：隨著社會的不斷進步和發(fā)展，，科學(xué)技術(shù)不斷進步，城市化進程不斷加快，人們對生活環(huán)境以及質(zhì)量的要求越來越高。建立一個高精度覆蓋廣的三維大地測量基準(zhǔn)平臺，能有效地滿足城市化建設(shè)的需要，增加城市建設(shè)的進程，是社會發(fā)展的必然。

關(guān)鍵詞：三維；測量基準(zhǔn)；建立；城市建設(shè)

一、建立城市三維大地測量基準(zhǔn)的重要性

1.城市現(xiàn)代化的建設(shè)過程中，城市經(jīng)濟水平不斷提高，城市建設(shè)效率也明顯加快，數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化是我國現(xiàn)在城市化發(fā)展的重要特征，在這樣的大背景下，傳統(tǒng)的城市平面控制系統(tǒng)難免會存在一定的局限性，難以更好的滿足現(xiàn)代社會發(fā)展條件下的綜合需求，各級規(guī)劃、國土和測繪部門急需提高其提供基礎(chǔ)地理信息的能力。為了更好的推進城市的健康發(fā)展，應(yīng)當(dāng)積極建立健全高精度的城市三維大地測量基準(zhǔn)，以推進數(shù)字化城市建設(shè)的順利實現(xiàn)，改善城市土地測繪工作質(zhì)量，從而推動社會的進步。

2.實踐表明，保持連續(xù)運行的參考站系統(tǒng)能夠為國家空間信息建設(shè)提供可靠的支持，促進區(qū)域級別動態(tài)參考的建立，從而切實提高土地測繪工作質(zhì)量。在建立動態(tài)參考站的過程中，同時建立多個基礎(chǔ)運行基站，通過對計算機技術(shù)的合理應(yīng)用，實現(xiàn)數(shù)據(jù)向處理與控制中心的有序傳輸，促進數(shù)據(jù)整合與計算等各項工作的順利開展，最終得到正確的數(shù)據(jù)處理結(jié)合，降低誤差幾率。在系統(tǒng)得到正確數(shù)據(jù)以后，將其直接傳遞給用戶，通過GPS接收機的快速定位功能的有效發(fā)揮，便于用戶準(zhǔn)確接收相關(guān)數(shù)據(jù)信息，從而切實提高土地測繪工作的科學(xué)性和有效性。

3.建立三維測量基準(zhǔn)能夠幫助城市規(guī)劃獲得更精準(zhǔn)的測繪信息，具有傳統(tǒng)測量技術(shù)不可比擬的優(yōu)越性。首先，建立城市高精度三維大地測量基誰是城市發(fā)展的必然。其次，建立城市高精度三維大地測量基準(zhǔn)是完善基礎(chǔ)測繪的需要。測繪是城市化發(fā)展的支持和保障，建立城市高精度三維大地測量基準(zhǔn)能提供城市平面坐標(biāo)系統(tǒng)和高程系統(tǒng)的統(tǒng)一性和精確性，并及時更新和保存測量成果，為經(jīng)濟建設(shè)提供可靠的服務(wù)保障。建立城市高精度三維大地測量基準(zhǔn)，能夠為城市提供精淮、動態(tài)的地理空間基礎(chǔ)框架數(shù)據(jù)。最后，以GPS為代表的定位技術(shù)的發(fā)展和高精度大地似水準(zhǔn)面的實現(xiàn)也說明了高精度三維大地測量基準(zhǔn)的建設(shè)是現(xiàn)代測繪行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。

二、建立三維大地測量基準(zhǔn)的目標(biāo)

1.建立高精度三維大地測量基淮是城市建設(shè)的重要環(huán)節(jié)。建立城市高精度三維大地測量基誰的主要目標(biāo)是運用網(wǎng)絡(luò)、GNSS、現(xiàn)代大地測量、地球動力學(xué)等技術(shù)和方法，提供移動定位、動態(tài)連續(xù)的空間參考框架和地球動力學(xué)參數(shù)等服務(wù)，建立平面、高程、重力場信息于一體的綜合性高精度的城市三維基準(zhǔn)。建立具有穩(wěn)定性和可靠性的基準(zhǔn)站后，可利用衛(wèi)星數(shù)量明顯增加，一定程度上降低了用戶的作業(yè)負擔(dān)，使得工作效率明顯提升。與此同時，通過對無線通訊技術(shù)的合理利用，一定程度上拓寬了用戶應(yīng)用領(lǐng)域，系統(tǒng)功能得到充分發(fā)揮。

2.數(shù)據(jù)是當(dāng)代城市建立的物質(zhì)基礎(chǔ)，隨著城市建設(shè)規(guī)模的擴大，傳統(tǒng)的城市平面控制系統(tǒng)難以滿足城市空間地理信息的采集和工程建設(shè)的需要，只有建立高精度三維大地測量基準(zhǔn)才能為城市建設(shè)提供精度高且均勻的測繪數(shù)據(jù)服務(wù)。

三、建立高精度三維大地測量基準(zhǔn)點的具體策略

1.建立高精度的GPS控制網(wǎng)

在城市現(xiàn)代化發(fā)展過程中，科學(xué)技術(shù)不斷進步，GPS技術(shù)的應(yīng)用價值也得到充分發(fā)揮。城市三維大地測量基準(zhǔn)的建立，應(yīng)當(dāng)基于GPS技術(shù)的基礎(chǔ)上建立控制網(wǎng)，嚴(yán)格遵循科學(xué)性和系統(tǒng)性原則，積極采取有效措施提高測量所得數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度和有效性，從而保證GPS控制網(wǎng)建設(shè)的有效性，為后續(xù)測繪工作的順利開展打卜良好的基礎(chǔ)，從而切實提高測繪工作質(zhì)量，推進城市化建設(shè)的順利開展。GPS系統(tǒng)在應(yīng)用的過程中可以體現(xiàn)出非常多的優(yōu)點，它能夠覆蓋的范圍更廣，實施定位的過程中，精度上比原有的技術(shù)更好，在這一過程中，其也可以體現(xiàn)出更強的可靠性，在系統(tǒng)運行的過程中不需要投入高昂的費用，在建立的過程中還能充分的考慮到功能性得到需要。在建設(shè)的過程中，一定要保證所有的硬件設(shè)備更加的齊全。

2.建立厘米似大地水準(zhǔn)面的建立

確定厘米似大地水準(zhǔn)面需要建立在GPS大地高、水準(zhǔn)高、DTM（數(shù)字地形模型）、重力數(shù)據(jù)這四個數(shù)據(jù)基礎(chǔ)之上，采用移去回復(fù)法計算重力似大地水準(zhǔn)面，然后將重力似大地水準(zhǔn)面擬合于GPS水準(zhǔn)得到實測似大地水準(zhǔn)面。其精度指標(biāo)也根據(jù)地形變化，平底似大地水準(zhǔn)面精度一般在lcm上卜波動，而山地似大地水準(zhǔn)面精度在1-3cm精度范圍內(nèi)皆可。由于我國多丘陵山地，地面高度起伏較大，重力資料獲取困難，為了精確似大地水準(zhǔn)面就只能從嚴(yán)控GPS和水準(zhǔn)測量的數(shù)據(jù)著手，整體考慮C級GPS網(wǎng)和水準(zhǔn)網(wǎng)的技術(shù)方案和施測方法，確保GPS網(wǎng)和水準(zhǔn)網(wǎng)技術(shù)方案、點位密度、觀測方法和似水準(zhǔn)面精化的目標(biāo)一致。

3.連續(xù)運行參考系統(tǒng)的建立

參考系統(tǒng)主要有四個部分，一個是基準(zhǔn)站網(wǎng)，一個是數(shù)據(jù)處理及數(shù)據(jù)播發(fā)中心，一個是數(shù)據(jù)系統(tǒng)，一個是用戶應(yīng)用系統(tǒng)、各個部分之問都存在著非常緊密的聯(lián)系，這樣也就構(gòu)成了局域網(wǎng)。

首先是基準(zhǔn)站網(wǎng)，基準(zhǔn)站網(wǎng)主要是幾個基準(zhǔn)站構(gòu)成的，在這一過程中，其主要要完成的任務(wù)就是對衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)進行采集和處理，最終將其傳輸?shù)綌?shù)據(jù)播發(fā)中心。基準(zhǔn)站在運行的過程中應(yīng)該具備非常好的環(huán)境條件。

其次是數(shù)據(jù)處理及數(shù)據(jù)播發(fā)中心。這是系統(tǒng)運行過程中需要重點關(guān)注的一個部分，它是系統(tǒng)正常運行的基礎(chǔ)。這一系統(tǒng)在運行的過程中主要是對來自于基準(zhǔn)站的所有觀測資料進行分析和整理，同時還要在這一過程中做好計算工作，根據(jù)工作中相關(guān)數(shù)據(jù)的計算，估測出系統(tǒng)性的殘差，根據(jù)殘差的實際情況去建立一個更加科學(xué)和完善的系統(tǒng)。

再次是數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是CORS系統(tǒng)各部分的通道，它由兩部分組成：淤基準(zhǔn)站、數(shù)據(jù)處理中心以及數(shù)據(jù)播發(fā)中心等固定臺站之問的數(shù)據(jù)通信，其通信采用光纖等方式；于數(shù)據(jù)播發(fā)中心與用戶之問的通信，其通信采用GSM，GPRS，CDMA等方式。

最后是用戶應(yīng)用系統(tǒng)。用戶通過GPS接收機接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)，并與數(shù)據(jù)處理及數(shù)據(jù)播發(fā)中心進行數(shù)據(jù)互傳，得到流動站差分改正數(shù)據(jù)，解算出坐標(biāo)。

四、結(jié)語

建立高精度三維大地測量基誰是城市建設(shè)測繪工作的需要，也是測繪行業(yè)發(fā)展的標(biāo)志。我國許多城市已建立了三維大地測量基準(zhǔn)，但從理論上來說，我國目前尚未對該系統(tǒng)得出一致的研究意見，城市空間數(shù)據(jù)的分類、集成、更新、共享與標(biāo)準(zhǔn)化還不夠成熟與完善，需要相關(guān)理論與實踐部門加強研究，以促進測繪行業(yè)的發(fā)展，進而惠及數(shù)字城市建設(shè)與國家經(jīng)濟發(fā)展?；鞘腥S大地測量基準(zhǔn)的建設(shè)，可以改變傳統(tǒng)的平面與高程控制測量方法，是目前城市控制網(wǎng)改造的新技術(shù)和新方法，將為城市建設(shè)提供高效的數(shù)據(jù)采集技術(shù)，相信三維大地測量基準(zhǔn)的建立建成和不斷更新完善，對于城市建設(shè)來說，會是巨大的幫助。

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