淺談北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)在常規(guī)測繪領(lǐng)域中的應(yīng)用

河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第三地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院 河南 鄭州 450000

1 前言

2020年7月31日,北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式建成開通并投入應(yīng)用。北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是國之大器,利國惠民,服務(wù)全球,造福人類。北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位的精度:靜態(tài)為厘米級、動態(tài)為分米級。千尋CORS系統(tǒng)就是北斗定位技術(shù)的具體應(yīng)用。通過千尋CORS系統(tǒng)RTK對已知的D級GPS控制點(diǎn)進(jìn)行校核比較,利用北斗定位技術(shù)的RTK平面精度≤5cm、高程精度≤10cm,能夠滿足河南省轄區(qū)內(nèi)的工程測量、不動產(chǎn)測繪、測繪航空攝影、海洋測繪等常規(guī)領(lǐng)域的測繪工作需要。

2 北斗定位技術(shù)在測繪領(lǐng)域進(jìn)行常規(guī)控制測量時應(yīng)注意事項(xiàng)

北斗定位技術(shù)進(jìn)行控制測量作業(yè)時必須注意以下事項(xiàng):①控制點(diǎn)點(diǎn)位所在的區(qū)域應(yīng)被北斗衛(wèi)星信號有效覆蓋,確保接收機(jī)能夠通過北斗衛(wèi)星穩(wěn)定地連接千尋CORS系統(tǒng)。②控制點(diǎn)點(diǎn)位所在的位置必須在千尋CORS系統(tǒng)有效覆蓋范圍內(nèi)。③控制點(diǎn)點(diǎn)位視野開闊,視場內(nèi)連續(xù)障礙物的高度角不宜大于15°。④控制點(diǎn)點(diǎn)位遠(yuǎn)離微波塔、發(fā)射天線等大功率無線電發(fā)射源200m以上,遠(yuǎn)離高壓輸電線路100m以上。⑤控制點(diǎn)點(diǎn)位遠(yuǎn)離反射電磁波信號強(qiáng)烈的物體50m以上。⑥控制點(diǎn)位置交通方便,并有利于其他測量手段的擴(kuò)展應(yīng)用。⑦千尋CORS網(wǎng)絡(luò)RTK在利用北斗定位技術(shù)進(jìn)行控制測量作業(yè)時,必須使用三腳架,對中、整平后量測儀器高度,并正確設(shè)置儀器高類型和量取位置。同時,實(shí)時在作業(yè)區(qū)內(nèi)或者靠近作業(yè)區(qū)采集兩個及以上已知點(diǎn)的坐標(biāo)和高程,并加以比較檢核,當(dāng)平面差值≤5cm、高程差值≤10cm時,可以施測待定的加密控制點(diǎn)。每個待定加密控制點(diǎn)均要求采集三組點(diǎn)位坐標(biāo)和高程,在滿足限差要求時取平均值提供給內(nèi)業(yè)和外業(yè)進(jìn)行合理利用。

3 北斗定位技術(shù)在測繪領(lǐng)域進(jìn)行常規(guī)控制測量的實(shí)戰(zhàn)案例比較分析

2020年9月,我院實(shí)施羅山縣農(nóng)村房屋不動產(chǎn)登記(第二標(biāo)段)項(xiàng)目的彭新鎮(zhèn)曾店村權(quán)籍調(diào)查,開展地籍測繪和房產(chǎn)測量工作。本項(xiàng)目基礎(chǔ)比例尺1:500,2000國家大地坐標(biāo)系,1985國家高程基準(zhǔn),中央子午線114°,高斯-克呂格投影,3°分帶。測區(qū)主要為分散的村莊(農(nóng)村居民點(diǎn)),地勢起伏較大,建筑物和構(gòu)筑物呈散列狀分布,分布不均勻,視野狹小。

首先,利用測區(qū)附近已知的D級或者E級GPS控制點(diǎn),利用北斗定位技術(shù)的RTK[思拓力S311雙頻測地型GPS接收機(jī),其RTK平面定位精度為±(5+1ppm×D)mm、高程測量精度為±(10+1ppm×D)mm]進(jìn)行一級、二級圖根控制點(diǎn)定測,每次采集坐標(biāo)前均對已知E級GPS點(diǎn)進(jìn)行了坐標(biāo)檢測,共定測一級圖根控制點(diǎn)30個、二級圖根控制點(diǎn)18個。

其次,借助上述控制點(diǎn)合理布設(shè)一級、二級圖根導(dǎo)線網(wǎng)1個,利用中海達(dá)ZTS-121R型全站儀[測角精度2″、測距綜合標(biāo)準(zhǔn)差為±(2+1ppm×D)mm]進(jìn)行導(dǎo)線水平角觀測,水平角觀測一測回;邊長往返觀測一測回;累計(jì)布測一級圖根導(dǎo)線網(wǎng)點(diǎn)10個,平均邊長208.58m;布測二級圖根導(dǎo)線點(diǎn)6個,平均邊長158.26m。內(nèi)業(yè)平差計(jì)算后,一級圖根導(dǎo)線網(wǎng)最弱點(diǎn)點(diǎn)位中誤差為Mxy=±3.6cm,二級圖根導(dǎo)線網(wǎng)最弱點(diǎn)點(diǎn)位中誤差最大值為Mxy=±4.8cm。

最后,內(nèi)業(yè)對兩種方法獲得的同一個控制點(diǎn)成果進(jìn)行比較分析:一級圖根控制點(diǎn)的點(diǎn)位誤差最大值±3.8cm、二級圖根控制點(diǎn)的點(diǎn)位誤差最大值±4.9cm、高程誤差最大值±8.5cm。可見,北斗定位技術(shù)(千尋CORS)RTK可以代替地籍測繪控制測量的常規(guī)一級圖根點(diǎn)導(dǎo)線測量及二級圖根點(diǎn)加密控制測量。實(shí)際作業(yè)在滿足一級圖根點(diǎn)間距≥200m,二級圖根點(diǎn)間距≥150m的條件時,可以利用北斗定位技術(shù)(千尋CORS)RTK直接加密圖根級控制點(diǎn)。

4 北斗定位技術(shù)在測繪領(lǐng)域數(shù)字化地形圖測繪方面的應(yīng)用分析

在測繪領(lǐng)域各種大比例尺、中比例尺紙質(zhì)圖件和電子版圖件是測繪項(xiàng)目必須提交的成果之一。例如:地形圖、宗地圖、地塊分布圖、勘測定界圖、規(guī)劃圖等圖件。上述圖件必須通過碎部測量獲得。根據(jù)不同圖件的需要,分別利用北斗定位技術(shù)(千尋CORS)RTK測量無需通視性和全天候的特點(diǎn),按流水號依次采集需要測量碎部點(diǎn)的精確三維坐標(biāo),并保存到GPS手簿中。例如:地物點(diǎn)、地形地貌特征點(diǎn)、界址線、界址點(diǎn)、規(guī)劃設(shè)計(jì)點(diǎn)位等。通過北斗定位技術(shù)(千尋CORS)RTK外業(yè)采集的數(shù)據(jù),內(nèi)業(yè)借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行相應(yīng)處理,然后利用南方CAIS9.0繪圖制圖軟件或其它成圖軟件在電腦上進(jìn)行人工互動編制測繪項(xiàng)目需要提交的圖件;各種圖件均采用數(shù)字化機(jī)助制圖與輸出打印,方便快捷,便于利用。

2020年9月,利用北斗定位(千尋CORS)RTK技術(shù),對我院實(shí)施的羅山縣農(nóng)村房屋不動產(chǎn)登記(第二標(biāo)段)項(xiàng)目彭新鎮(zhèn)曾店村的一些能夠接受衛(wèi)星信號的全站儀已經(jīng)測量過的地籍圖的界址點(diǎn)、明顯地物點(diǎn)進(jìn)行檢測,同一區(qū)域,共檢測界址點(diǎn)30個、地物點(diǎn)60個。內(nèi)業(yè)對兩種方法獲得成果相比較,其X,Y差值也符合偶然誤差的特性,界址點(diǎn)點(diǎn)位最大誤差差值為4.5 cm,地物點(diǎn)點(diǎn)位最大誤差差值為4.9 cm、高程誤差最大值±9.5cm。可見,在觀測條件具備的情況下,北斗定位技術(shù)(千尋CORS)RTK可以用來進(jìn)行界址點(diǎn)坐標(biāo)采集和碎部點(diǎn)坐標(biāo)采集等,內(nèi)業(yè)根據(jù)采集數(shù)據(jù)編輯制圖并成圖。

5 結(jié)束語

通過北斗定位(千尋CORS)RTK技術(shù)在一些測繪領(lǐng)域中的具體應(yīng)用,可以看出北斗定位(千尋CORS)RTK技術(shù)具備下列優(yōu)點(diǎn):①無需架設(shè)參考站,實(shí)現(xiàn)單機(jī)作業(yè),減少了設(shè)備投入費(fèi)用。②大面積覆蓋連續(xù)基站,可以隨時隨地觀測,使用方便,提高了工作效率。③改進(jìn)了初始化時間,擴(kuò)大了有效工作的范圍。④使用的是固定可靠的數(shù)據(jù)鏈通訊方式,減少了噪聲干擾。⑤能夠隨時隨機(jī)輸入輸出測量數(shù)據(jù),減少了人為記錄產(chǎn)生的粗差,提高了測繪成果的質(zhì)量和利用效率,能夠做到成果應(yīng)用管理自動化、智能化。

總之,實(shí)踐證明北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位(千尋CORS)RTK技術(shù)不僅能夠在測繪領(lǐng)域進(jìn)行一些常規(guī)測繪應(yīng)用,而且在陸上交通工具定位導(dǎo)航領(lǐng)域、空中無人機(jī)航飛導(dǎo)航領(lǐng)域、電腦和手機(jī)等網(wǎng)絡(luò)通信工具定位領(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)用前景。仰望星空,北斗璀璨,腳踏實(shí)地,行穩(wěn)致遠(yuǎn)。未來,許多基于北斗定位功能的新業(yè)務(wù)、新業(yè)態(tài)、新模式將發(fā)展壯大起來。北斗夢圓,星耀全球。人們相信,北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)將會為中國經(jīng)濟(jì)建設(shè)和測繪事業(yè)發(fā)展做出巨大貢獻(xiàn)。