似大地水準面精化成果的檢核及其應用分析

王永盛

摘要：高精度的似大地水準面結合GPS定位技術能快速獲取正常高，改變了傳統的幾何水準測量作業模式，實現了GPS測量的高程直接代替四等水準及以下的高程。本文首先對似大地水準面精化方面的工作進行了簡單的論述，同時討論了似大地水準面精化成果的兩種檢核方法，在此基礎上分析了基于湖南省連續運行衛星定位服務系統（HNCORS）的城市似大地水準面精化成果的應用情況，希望給廣大同行提供借鑒。

關鍵詞：似大地水準面；內符合精度；外符合精度；網絡RTK

1引言

近年來，為了確立高精度的坐標基準和三維空間框架，我國一些地區和城市相繼開展了區域似大地水準面的精化工作，同時取得了一些突破性的成果，有些地區似大地水準面的精度甚至達到了厘米級，為經濟建設提供了巨大的幫助。高精度的似大地水準面結合GPS定位技術能快速獲取正常高，改變了傳統的幾何水準測量作業模式，實現了GPS測量的高程直接代替四等水準及以下的高程，節約了大量人力物力的同時又產生了巨大的經濟效益，加快了數字城市的建設，具有特別重要的社會效益和科學意義。本文首先對似大地水準面精化方面的工作進行了簡單的論述，同時討論了似大地水準面精化成果的兩種檢核方法，在此基礎上分析了基于湖南省連續運行衛星定位服務系統（HNCORS）的城市似大地水準面精化成果的應用情況，希望給廣大同行提供借鑒。

2似大地水準面精化簡述

正常高系統是我國采用的高程基準，而它又是以似大地水準面為基準的高程系統，水準測量測定高程的參考框架是由精密水準測量建立的地區或國家性高程控制網組成的。我們知道，GPS能測量出精度很高的大地高，但因為沒有一個具有相應精度的與高分辨率的似大地水準面模型，導致GPS大地高轉換成正常高時精度不能符合規范的要求。GPS技術結合高分辨率、高精度的似大地水準面模型，改變了傳統大地測量中的平面控制網和高程控制網不能同時進行的模式，可以同時測定平面位置和高程，從而真正實現GPS技術在物理和幾何意義上的三維定位功能。

3似大地水準面精化成果的檢核

湖南省2007版似大地水準面模型存在數據源質量相對不高、局部區域存在粗差等問題。可以通過內、外業檢核的方法對本地區似大地水準面精化成果的精度進行真實客觀地評價。

3.1內業檢核

為了保證似大地水準面成果的質量，首先要進行內符合精度的檢核，首要工作是檢查參與似大地水準面計算資料的質量，再通過似大地水準面精化的軟件，將轉換出的成果和二等水準測量已知結果進行比較，從而檢核似大地水準面精化成果的內符合精度。

3.2外業檢核

采用GPS靜態測量、GPS-RTK動態測量、水準測量三種方法實地觀測測區范圍內的任意點，和本區域似大地水準面精化的計算結果進行比較，得出外業檢核不符值的最大值、平均差值和中誤差等指標，以此來檢核似大地水準面的外符合精度。

4網絡RTK應用分析

湖南省似大地水準面精化的主要目標就是將高精度的似大地水準面精化模型結合湖南省連續運行衛星定位系統（HNCORS），利用網絡RTK準確、快速地測量高精度的三維坐標，獲取基于城市坐標系統的平面位置和高程。

通過基于HNCORS系統的網絡RTK的應用來分析似大地水準面精化工作的精度，選取區域內具有代表性的34個檢核點，包括12個四等水準點、8個三等水準點、5個二等水準點、9個精化點，HNCORS網絡RTK測量高程與水準測量高程統計見表1。

從表1統計數據看出：將精化后的高程和水準測量的高程結果相比較，70.5%的檢核點較差在3cm以內，91.9%的檢核點較差在5cm以內，精度符合圖根及以下等級水準測量規范的要求，說明基于HNCORS系統的網絡RTK測量高程結合似大地水準面精化的模式是可行的。

結束語：隨著GPS技術的發展，各地區高精度和高分辨率的似大地水準面也在不斷精化，GPS結合似大地水準面精化高程測量將逐步取代常規的水準測量作業方式，該方法應用于控制測量、工程測量以及大比例尺地形圖測量中，并充分利用各地區連續運行衛星定位參考站系統的技術優勢，可以大大提高測繪生產效率，提高經濟效益，在真正意義上實現GPS的三維定位功能。