某機(jī)場(chǎng)擬建航向臺(tái)及下滑臺(tái)場(chǎng)地環(huán)境測(cè)繪分析

宋佃學(xué)

（山東省魯南地質(zhì)工程勘察院，山東兗州272100）

某機(jī)場(chǎng)擬建航向臺(tái)及下滑臺(tái)場(chǎng)地環(huán)境測(cè)繪分析

宋佃學(xué)*

（山東省魯南地質(zhì)工程勘察院，山東兗州272100）

在某機(jī)場(chǎng)擬建航向臺(tái)及下滑臺(tái)場(chǎng)地環(huán)境測(cè)繪項(xiàng)目中，分析了測(cè)量的內(nèi)容和要求，提出了使用SDCORS結(jié)合全站儀進(jìn)行測(cè)量的方法，并分析了SDCORS的優(yōu)勢(shì)。SDCORS可以滿足該項(xiàng)目的測(cè)量精度，并能明顯提高測(cè)量效率。

機(jī)場(chǎng)測(cè)繪；SDCORS；遮蔽角

1　概述

某機(jī)場(chǎng)由于改擴(kuò)建，機(jī)場(chǎng)跑道向北延伸800m，致使機(jī)場(chǎng)的北航向臺(tái)、南航向臺(tái)、下滑臺(tái)等需重新選址。為了掌握初步擬定的導(dǎo)航臺(tái)站周圍是否有高大障礙物影響臺(tái)站的信號(hào)發(fā)射，需要對(duì)擬建19號(hào)跑道航向天線、01號(hào)跑道航向天線、19號(hào)跑道下滑、測(cè)距儀天線等三導(dǎo)航臺(tái)的場(chǎng)地環(huán)境進(jìn)行調(diào)查測(cè)繪工作。主要工作內(nèi)容為擬建臺(tái)站位置測(cè)量、擬建臺(tái)站周圍指定區(qū)域范圍內(nèi)對(duì)臺(tái)站信號(hào)構(gòu)成遮蔽的地形地物的平面位置測(cè)量及遮蔽地形地物的頂端海拔高程測(cè)量、對(duì)測(cè)量的成果進(jìn)行分析制作導(dǎo)航臺(tái)站場(chǎng)地環(huán)境平面圖及導(dǎo)航天線遮蔽角圖等［1］。

2　測(cè)量工作的實(shí)施

2.1已有資料分析

（1）山東省連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位參考站綜合服務(wù)系統(tǒng)（SDCORS）。SDCORS由山東省國土資源廳主持、山東省國土測(cè)繪院承建。SDCORS由基準(zhǔn)站子系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信子系統(tǒng)、控制中心子系統(tǒng)、用戶子系統(tǒng)4部分組成，是國內(nèi)站點(diǎn)數(shù)目最多、整合系統(tǒng)最多的省級(jí)CORS系統(tǒng)，整合了省氣象局GPS/MET網(wǎng)點(diǎn)與濟(jì)南（JNCORS）、青島（QDUniCORS）、淄博（ZBCORS）、日照（RZCORS）、煙臺(tái)（YTCORS）5個(gè)市域CORS網(wǎng)以及國家陸態(tài)網(wǎng)點(diǎn)［2］。項(xiàng)目于2009年4月開始建設(shè)，在山東省氣象局及下屬各縣市氣象局，以及國土、地震等部門的積極配合下，SDCORS于2010年初建成，精度滿足加密圖根控制點(diǎn)的需求，直接用于圖根控制點(diǎn)的測(cè)量和空曠地區(qū)地形地物測(cè)量［3］。

（2）GPS C級(jí)控制網(wǎng)。測(cè)區(qū)及周圍有2005年施測(cè)的C級(jí)GPS控制點(diǎn)4點(diǎn)，并聯(lián)測(cè)三等水準(zhǔn)，上述點(diǎn)位保存完好，可以作為RTK作業(yè)轉(zhuǎn)換參數(shù)的求解及檢測(cè)控制點(diǎn)。

（3）機(jī)場(chǎng)四等平面控制網(wǎng)。機(jī)場(chǎng)平面控制網(wǎng)基線處理水平精度平均值為5mm，GNSS閉合環(huán)水平誤差平均為9mm。無約束平差南北向精度平均值為4mm，東西向精度平均值為3mm。約束平差南北向精度平均值為8mm，南北向精度平均值為8mm。四等水準(zhǔn)路線高差閉合差為3.92mm［4］。

2.2數(shù)據(jù)精度要求

（1）臺(tái)站位置經(jīng)緯度坐標(biāo)和高程測(cè)繪坐標(biāo)精確到0.01″；高程為導(dǎo)航臺(tái)天線處的場(chǎng)地高程，精確到0.1m。

（2）周邊地形地物測(cè)量成果匯總表精度成果匯總表中磁方位角精確到1″；障礙物至導(dǎo)航臺(tái)站的距離精確到0.1m；地形地物的遮蔽角精確到0.01°；遮蔽地形地物的水平張角精確到0.1°；障礙物頂部海拔高度精確到0.1m。

2.3工作流程

本項(xiàng)目的具體工作流程如圖1所示。

2.4測(cè)量實(shí)施

2.4.1求解轉(zhuǎn)換參數(shù)

選取在測(cè)區(qū)分布均勻的3個(gè)C級(jí)GPS控制點(diǎn)，在測(cè)區(qū)現(xiàn)場(chǎng)通過點(diǎn)校正的方法獲取，解算平面殘差為1.6cm，高程擬合殘差為2.4cm。

參數(shù)求解后作業(yè)前，實(shí)地采集已知點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行檢核，平面坐標(biāo)較差最大為3.2cm，高程較差最大為4.1cm，精度較高。

圖1　某機(jī)場(chǎng)環(huán)境測(cè)繪項(xiàng)目流程圖

2.4.2圖根控制測(cè)量

圖根點(diǎn)運(yùn)用SDCORS采用網(wǎng)絡(luò)RTK方法施測(cè)，密度以直接滿足測(cè)圖需要、便于利用為原則。圖根點(diǎn)均設(shè)置鋼釘標(biāo)志，圖根編號(hào)共3位，自T001開始編排，如T001、T002、T003……等，共布設(shè)圖根控制點(diǎn)146個(gè)。

采用SDCORS系統(tǒng)進(jìn)行圖根控制點(diǎn)測(cè)量時(shí)，使用三角架模式。每點(diǎn)均獨(dú)立測(cè)量兩次，每次觀測(cè)30個(gè)歷元，兩次測(cè)量的平面位置較差不大于3cm、高程較差不大于5cm的情況下，取兩次測(cè)量的中數(shù)為最后結(jié)果，否則重測(cè)。

2.4.3臺(tái)站場(chǎng)地環(huán)境測(cè)量

（1）測(cè)量方法。在空曠地區(qū)利用RTK直接測(cè)繪地形地物的平面位置。在建筑物密集區(qū)域利用RTK在周邊布設(shè)圖根控制點(diǎn)，然后用全站儀免棱鏡模式直接測(cè)量地形地物平面位置及頂端高程，或利用全站儀測(cè)量地形地物的平面位置及地面高程，再利用全站儀的懸高測(cè)量功能測(cè)量地形地物的高度，兩者相加后求得地形地物的頂部高程［5］。

（2）測(cè)量技術(shù)路線：

①在Google Earth上截取測(cè)區(qū)及周圍地區(qū)影像，進(jìn)行校正后套合南航臺(tái)、北航臺(tái)測(cè)繪范圍線制作工作底圖，作為工作區(qū)劃分及作業(yè)調(diào)度用圖。

②各作業(yè)小組在各自劃定的工作區(qū)內(nèi)實(shí)地調(diào)查測(cè)繪障礙物的平面位置及頂部海拔高程，實(shí)際作業(yè)采用SDCORS網(wǎng)絡(luò)RTK和全站儀相結(jié)合的方式。

③將外業(yè)測(cè)量的數(shù)據(jù)導(dǎo)入微機(jī)，利用CASS9.1軟件進(jìn)行圖形編輯，制作場(chǎng)地環(huán)境平面圖。

④將外業(yè)測(cè)量數(shù)據(jù)根據(jù)反三角函數(shù)計(jì)算遮蔽角，并將數(shù)據(jù)逐一篩選，留取遮蔽角較大的部分?jǐn)?shù)據(jù)制作遮蔽角圖及周邊地形地物測(cè)量成果匯總表，篩選時(shí)至少保證了2°～5°有一數(shù)據(jù)成果。

（3）場(chǎng)地環(huán)境測(cè)量內(nèi)容：

①頂部高程高于擬建臺(tái)站的建筑物、構(gòu)筑物，獨(dú)立的建筑物、構(gòu)筑物單獨(dú)表示，村莊、成片的廠房綜合表示，高度標(biāo)注最高點(diǎn)高程，實(shí)地調(diào)查標(biāo)注村莊名、廠礦企業(yè)名稱；

②頂部高程高于擬建臺(tái)站的獨(dú)立樹、樹林、苗圃、行樹等植被；

③頂部高程高于擬建臺(tái)站的輸電線、配電線等電力設(shè)施，圖面標(biāo)注輸電線、配電線路名稱；

④頂部高程高于擬建臺(tái)站的獨(dú)立地物，測(cè)區(qū)內(nèi)主要有無線電發(fā)射塔、路燈桿、高大的廣告牌、煙囪等；

⑤測(cè)區(qū)范圍內(nèi)主要道路、河流等。

2.5質(zhì)量評(píng)價(jià)

（1）擬建臺(tái)站位置測(cè)量：經(jīng)檢核，精度指標(biāo)符合技術(shù)設(shè)計(jì)書的要求。

（2）場(chǎng)地環(huán)境測(cè)量：經(jīng)外業(yè)巡視檢查，場(chǎng)地環(huán)境平面圖符號(hào)應(yīng)用正確，地形地物表示恰當(dāng)；頂部高程高于擬建臺(tái)站設(shè)計(jì)標(biāo)高的建筑物、通訊基站、電力設(shè)施等地形地物均進(jìn)行了表示；村莊、工礦企業(yè)、道路、河流按規(guī)范進(jìn)行了名稱注記。經(jīng)檢測(cè)，測(cè)區(qū)地物點(diǎn)間距中誤差Md=±12.6cm，地物點(diǎn)點(diǎn)位中誤差Mxy=±13.2cm，障礙物頂部高程中誤差Mh=±11.3cm，歸算后均滿足技術(shù)設(shè)計(jì)書的要求。

（3）綜述：本測(cè)區(qū)測(cè)量作業(yè)方法正確，數(shù)學(xué)精度良好，圖面編輯美觀，資料齊全、規(guī)范，可提交甲方驗(yàn)收。

3　SDCORS測(cè)量的優(yōu)勢(shì)

（1）提高儀器利用率。原來的1+1兩臺(tái)接收機(jī)才能作業(yè)，現(xiàn)在一臺(tái)接收機(jī)就能正常作業(yè)，儀器利用率提高一倍。

（2）提高工作效率。省去了架設(shè)和設(shè)置基準(zhǔn)站的時(shí)間和麻煩，打開接收機(jī)即可開始作業(yè)，方便快捷，節(jié)約時(shí)間和人力資源

（3）全網(wǎng)覆蓋、精度均勻。避免了常規(guī)RTK精度隨著移動(dòng)站到基準(zhǔn)站間距離增大而降低的情況，測(cè)量精度分布均勻，沒有粗差。

（4）提高了初始化速度。常規(guī)RTK隨著距離的增大，初始化速度會(huì)越來越慢，而CORS下沒有了RTK距離的限制，可以明顯提高初始化速度。

（5）提高控制測(cè)量效率。傳統(tǒng)的GPS控制測(cè)量至少需要3臺(tái)以上接收機(jī)才可以進(jìn)行，SDCORS的應(yīng)用，只有一臺(tái)GPS接收機(jī)也可以進(jìn)行控制測(cè)量，SDCORS可以提供各種采樣率的、任意時(shí)間段的GPS原始觀測(cè)數(shù)據(jù)，作業(yè)效率提高2倍以上。

4　結(jié)論

在某機(jī)場(chǎng)場(chǎng)地環(huán)境測(cè)量項(xiàng)目中，采用SDCORS結(jié)合全站儀，順利完成了整個(gè)測(cè)量工作。經(jīng)過精度檢核，該方法可以滿足技術(shù)設(shè)計(jì)書的精度要求。SDCORS的應(yīng)用，方便了測(cè)繪工作，提高了工作效率。

［1］龔真春，陳胤璇，李燕軍，等.RTK聯(lián)合全站儀在機(jī)場(chǎng)凈空區(qū)障礙物測(cè)量中的應(yīng)用［J］.全球定位系統(tǒng)，2015（2）：92-95.

［2］宋黎民，苑慶中，宋雷.基于SDCORS的網(wǎng)絡(luò)RTK在工程測(cè)量中的精度分析［J］.測(cè)繪與空間地理信息，2015（1）：114-116.

［3］張海平，高士民，周長志，等.SDCORS系統(tǒng)測(cè)試與技術(shù)性能分析［J］.全球定位系統(tǒng)，2013（3）：61-64.

［4］韓少紅，武威，于亮，等.GNSS控制網(wǎng)優(yōu)化在機(jī)場(chǎng)測(cè)量中的應(yīng)用［J］.測(cè)繪技術(shù)裝備，2014（4）：94-96.

［5］丘廣新，楊友生，甄兆聰，等.GPS-RTK高程在機(jī)場(chǎng)控高測(cè)量中的應(yīng)用［J］.地理空間信息，2006（1）：62-63.

TU82

B

1004-5716（2016）08-0170-03

2015-08-10

宋佃學(xué)（1976-），男（漢族），山東臨邑人，工程師，現(xiàn)從事測(cè)繪生產(chǎn)與管理工作。