連續運行參考站實時動態測量技術在帶狀線路測量中應用

蘇志堅

(河北省邢臺市勘察測繪院,河北邢臺054000)

0 引 言

連續運行參考站是導航定位技術發展的一個嶄新階段,可概括定義為:一個或多個位置固定的、連續運行的GPS參考站,利用計算機及現代通信技術組成的網絡,實時地向不同需求、不同層次的用戶提供不同類型的數據(比如載波相位、偽距,以及各種改正數、狀態等信息)的系統。在工程實踐中,連續運行參考站實時動態測量(CORS RTK)獲得的WGS-84坐標不能直接利用,必須通過點校正技術轉換為工程坐標或地方坐標。由于CORS RTK測量受大地高的精度限制,降低了轉換精度[1]。

盡管CORS RTK高程隨距離增加而誤差迅速增大(單基站情況下)[2],但在一局部小范圍內,用CORS RTK技術獲取的相鄰點之間的高差和用全站儀等常規方法獲取的相鄰點之間的高差相差甚小,尤其以縱斷面點(線路中樁)為中心,兩邊各100 m的范圍內點之間的高差。正是基于上述假定來探討帶狀線路測量中用CORS RTK高差代替水準高差的可行性。

1 相鄰點之間CORS RTK高差代替水準高差的可行性

某項目為30 km昆明線路測量,具體形狀如圖1所示。該測量區域位于省CORS站點的外圍,距離最近的一個站也有15 km.該項目要求進行平面控制測量、高程控制測量、縱、橫斷面測量和地形圖測量。但僅有的兩個控制點位于B區域,布設的GPS網經過平差后,離B區較遠的C區點位將存在上下“浮動”現象。由于已知水準點也在B區域內,必須測一閉合環,往返60 km水準,為加快進度,水準測量組和CORS測圖組同時進行作業。

線路中心每100 m布設一中樁點,對線路中樁點(中線)進行了CORS RTK測量和四等水準測量,每點的高程具體如圖2所示。比較結果表明隨著距離增加,CORS RTK的點位高程“下沉”,二者之間差值隨距離增大而增大。同時也表明GPS靜態控制網點在C區“下沉”,主要是C區沒有控制點的原因。由圖2可看出,在離已知點較近的A、B區域,CORS RTK高程和水準高程相差無幾,但越往C區,差異越大。通過探討相鄰點之間的CORS RTK高程做差,比較了一定距離范圍內用相鄰點之間CORS RTK高差代替水準高差的可行性。

具體對中線點重采樣,選取 5 km、1 km、500m、100 m的間隔,比較分析采樣點的相鄰點之間CORS RTK高差與水準高差之間的差異,二者較差具體如圖3～6。

圖6 相鄰點之間的C ORS RTK高差與水準高差比較(100 m)

2 精度分析

對圖3～圖6所示的較差進行精度統計,具體數據見表1。

表1 精度統計表

分析圖3～圖6,圖3的相鄰點之間較差差異較大,用CORS RTK高差代替水準高差對于1:2000及其以上的比例尺測圖是不能滿足精度要求的。當采樣點距從1 km到500 m再到100 m,圖4～圖6反映出相鄰點之間的較差極差的變化并不顯著,但是從表1看出,較差的中誤差顯著減小,表明隨采樣點間距的減小,進一步驗證了用相鄰點之間CORS RTK高差代替水準高差的可行性。接下來的工作就是利用上述二者之間的關系對所有CORS RTK碎部點的高程進行改化。

3 結 論

通過上述分析,對于線路測量可得出如下結論:

1)在水準工作量大的情況下,用該方法可以大大縮短工期,提高外業的作業效率,避免因工序必須按部就班而延緩工作進度,并且不會降低測圖的精度。

2)對于處于CORS覆蓋范圍之外但有CORS信號的線狀道路,可以利用水準測量一條高密度的線路,盡管CORS RTK高程隨距離增大而增大,但橫斷面點可以通過做差消除系統誤差,也可通過線性插值,從而獲取各橫斷面點以及碎部點的實際高程。

3)利用CORS RTK的高差,不利用其高程,大大消弱了CORS RTK高程隨距離增大而增大的誤差。

[1] 嚴新生.一種實用的CORS RTK/水準抗差技術[J].測繪通報,2010(12):40-42.

[2] 王秉里.中小城市單基站CORS的建設和應用探討[J].測繪與空間地理信息,2010(6):134-136.