建立城市三維大地測量基準(zhǔn)推動城市建設(shè)進(jìn)程

李鶴

齊齊哈爾市國土資源勘測規(guī)劃設(shè)計院有限公司 黑龍江齊齊哈爾 161006

在當(dāng)前城市建設(shè)速度和水平大幅度提升的新形勢下，傳統(tǒng)的城市平面控制系統(tǒng)越來越無法滿足社會發(fā)展需要。通過構(gòu)建完善的城市三維大地測量基準(zhǔn)，能夠為城市測繪工作提供更多的便利，進(jìn)一步促進(jìn)測繪質(zhì)量的提升，全面改善測繪數(shù)據(jù)的服務(wù)質(zhì)量，為各部門提供準(zhǔn)確的基礎(chǔ)地理信息，推進(jìn)城市數(shù)字化發(fā)展進(jìn)程。

1 建立城市三維大地測量基準(zhǔn)的重要性

在現(xiàn)代化城市建設(shè)和發(fā)展過程中，城市加快了數(shù)字化的發(fā)展進(jìn)程，對基礎(chǔ)地理信息的需求不斷增長，這也對城市測繪工作提出了更高的要求，為了能夠進(jìn)一步提高城市測繪工作的質(zhì)量，通過建立城市三維大地測量基準(zhǔn)，可以為城市發(fā)展提供基礎(chǔ)測繪數(shù)據(jù)。而且高精度的三維大地測量基準(zhǔn)的建立，還能夠進(jìn)一步提高城市平面坐標(biāo)系統(tǒng)和高程系統(tǒng)的精確性和統(tǒng)一性，實現(xiàn)測量成果的及時更新和保存，從而為城市提供更精準(zhǔn)的地理空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。同時連續(xù)運(yùn)行的參考站系統(tǒng)也能夠為城市建設(shè)提供可靠的空間信息支持。通過建立動態(tài)參考站和基礎(chǔ)運(yùn)行基站，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效傳輸，全面提高數(shù)據(jù)整合和計算等工作的開展，從而獲取到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。而且系統(tǒng)在得到正確數(shù)據(jù)后，直接將數(shù)據(jù)傳遞給用戶，為測繪工作的開展提供重要的支持[1]。

2 建立三維大地測量基準(zhǔn)點的具體策略

2.1 建立高精度的GPS 控制網(wǎng)

在GPS 控制網(wǎng)建立過程中可以采用的方法較多，如國家坐標(biāo)系方法、抵償高程面方法、任意帶投影方法、平均中央子午線與平均高程面結(jié)合方法等。在采用國家坐標(biāo)系方法建立城市GPS 控制網(wǎng)時，具體要根據(jù)國家坐標(biāo)系方法來分析城市控制網(wǎng)建立的過程，并選擇適宜的坐標(biāo)系方法進(jìn)行構(gòu)建。抵擋高程面方法與國家坐標(biāo)系方法十分相似，具體應(yīng)用過程中以直接計算為主，具體還需要與實際情況相結(jié)合。但由于涉及的面積有限，這也使其應(yīng)用具有一定的局限性。任意帶投影方法其是以某一高等級控制點經(jīng)度情況或是城市范圍內(nèi)的平均經(jīng)度來實現(xiàn)高斯投影過程。這種方法相對簡單，易于操作，在地勢起伏較小的區(qū)域具有較好的適用性。平均中央子午線與平均高程面結(jié)合法在當(dāng)前控制網(wǎng)建設(shè)中廣泛應(yīng)用，這主要是由于這種方法使用過程中局限性較少，而且與多數(shù)城市的實際情況更具貼合性，能夠有效的滿足城市基礎(chǔ)控制網(wǎng)的構(gòu)建要求。另外，在城市GPS 控制網(wǎng)建立過程中，還需要充分的應(yīng)用GPS 系統(tǒng)的優(yōu)勢，考慮到控制網(wǎng)的功能性，從而提高測量的精度，為測繪工作質(zhì)量和水平的提升重要的保障[2]。

2.2 建立厘米級似大地水準(zhǔn)面

在厘米級似大地水準(zhǔn)面建立過程中，需要以GPS 大地高、水準(zhǔn)高、數(shù)字地形模型和重力數(shù)據(jù)為依據(jù)，重力似大地水準(zhǔn)面的計算具體應(yīng)用移云回復(fù)法，將重力似大地水準(zhǔn)面與GPS 水準(zhǔn)進(jìn)行擬合，從而獲得到實測大地水準(zhǔn)面。具體要根據(jù)地形變化來控制精度指標(biāo)，同時平底似大地水準(zhǔn)面精度和山地似大地水準(zhǔn)面精度的上下波動宜控制在規(guī)定的范圍內(nèi)。我國幅員遼闊，而且丘陵地帶相對較多，地面起伏較大，這也增加了重力資料獲取的難度。在這種情況下，需要嚴(yán)格對GPS 和水準(zhǔn)測量數(shù)據(jù)進(jìn)行控制，綜合對GPS 控制網(wǎng)、水準(zhǔn)網(wǎng)技術(shù)方案和施測方法進(jìn)行考量，確保能夠與似水準(zhǔn)面精化目標(biāo)保持一致。

2.3 建立連續(xù)運(yùn)行參考系統(tǒng)

連續(xù)運(yùn)行參考系統(tǒng)即通過在一定區(qū)域范圍內(nèi)設(shè)置能夠不間斷運(yùn)行的GPS 衛(wèi)星定位跟蹤站，該系統(tǒng)具體組成部分包括基準(zhǔn)站網(wǎng)子系統(tǒng)、監(jiān)控分析中心、數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)發(fā)播子系統(tǒng)和用戶應(yīng)用子系統(tǒng)?；鶞?zhǔn)站網(wǎng)具體由幾個基準(zhǔn)站共同組成，需要完成衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)的采集和處理工作，并將數(shù)據(jù)向監(jiān)控分析中心進(jìn)行傳輸，通過提供有效的檢測數(shù)據(jù)，確保系統(tǒng)可靠和穩(wěn)定運(yùn)行，并借助于通信網(wǎng)絡(luò)和廣播網(wǎng)絡(luò)為用戶提供服務(wù)。監(jiān)控分析中心主要是通過對各種跟蹤站傳輸回來的數(shù)據(jù)進(jìn)行接收，并借助于計算機(jī)局域網(wǎng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的分流、分發(fā)、存貯和分析，在為用戶提供信息服務(wù)和監(jiān)控服務(wù)過程中，需要根據(jù)國際通有標(biāo)準(zhǔn)格式或是專用格式將數(shù)據(jù)發(fā)送給不同用戶，確保數(shù)據(jù)能夠滿足不同需求的數(shù)據(jù)庫。在數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)中，具體是采用有線或是無線通信網(wǎng)絡(luò)將基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)向監(jiān)控分析中心進(jìn)行傳輸。在數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)運(yùn)行過程中，不僅信息容量較大，而且傳輸速率較快，能夠更好的滿足跟蹤站網(wǎng)與監(jiān)控分析中心之間海量數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨?。?shù)據(jù)發(fā)播子系統(tǒng)承擔(dān)著向用戶發(fā)送發(fā)播定位、導(dǎo)航和定時等數(shù)據(jù)的任務(wù)，是開展數(shù)據(jù)服務(wù)的重要途徑，具體可以借助于多種移動通信終端完成數(shù)據(jù)的發(fā)送。在用戶應(yīng)用子系統(tǒng)中，用戶借助于GPS 接收機(jī)實現(xiàn)衛(wèi)星數(shù)據(jù)的有效接收，同時還要與數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)播發(fā)中心之間進(jìn)行數(shù)據(jù)互傳，獲取到流動站差分改正數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)對坐標(biāo)的準(zhǔn)確解算[3]。

3 結(jié)語

通過建立三維大地測量基準(zhǔn)，能夠為城市建設(shè)過程中的測繪工作的開展提供更多的便利。目前很多城市都建立了三維大地測量基準(zhǔn)，但由于在具體建立過程中缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，特別是城市空間數(shù)據(jù)分類、集成、更新、共享等方面還不完善，這就需要加大研究力度，以此來促進(jìn)測繪水平的提升。三維大地測量基準(zhǔn)的建立是當(dāng)前城市建設(shè)中較為重要的一項舉措，其在改變了傳統(tǒng)的平面和高程控制測量方法的基礎(chǔ)上，能夠為城市建設(shè)提供高精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持。而且隨著三維大地測量基準(zhǔn)的不斷更新和完善，其必將會在城市建設(shè)中發(fā)揮重要作用。