基于赤峰市某測繪儀器綜合檢定場的技術評價

張 超, 郝宗澤 ,郭贊峰 ,趙 越

(1.自然資源部第一大地測量隊，陜西 西安 710054;2.山東科技大學 測繪科學與技術學院，山東 青島 266590)

一般認為一個稱得起“綜合”的測繪儀器檢定場主要由超短基線網、短基線網、中長基線網、動態檢定網、標準比長基線、周期誤差檢定平臺和綜合檢定實驗室等多部分組成[1]。其與地區內的CORS服務系統以及厘米級似大地水準面模型一起，構建成地區級別的測繪基礎設施體系，可以為當地的基礎測繪、信息化測繪體系建設和各行業測繪提供科學、準確的計量保障[2]。

再加之為確保計量法規的嚴肅性、科學性、標準的時效性和可靠性的考慮，對于測繪儀器綜合檢定場的定期復測，實現質量評價則顯得尤其關鍵[3-5]，本文以較為典型的中長基線和超短基線論述此項技術，以期達到科學評價的目標。

1 中長基線場

對于GNSS接收機中長基線場，其施測原則一般依據國家GPS觀測的B級標準執行，中長基線場需要組成一個同步環進行觀測[6]。其技術參數如表1所示。

表1 GNSS作業技術參數

2 超短基線場

GNSS接收機檢定場超短基線場的邊長測定利用因瓦長度基線尺(補尺) 配合水準測量進行量測[7](按JJF1214-2008《長度基線場校準規范》執行)。

超短基線丈量每條基線邊采用往返測，施測兩測回。基線邊長采用高差化平。其作業參數為：讀數差小于0.2 mm，往返差小于0.2 mm，測回差小于0.3 mm。作業中嚴格按以上規定執行。示意圖如圖1所示。

圖1 超短基線場示意圖

3 數據處理

對于中長基線場的數據處理采用GAMIT解算，基線解算時采用精密星歷，以提高衛星軌道的解算精度；并著重關注NRMS指標，一般要求同步觀測環NRMS的值小于0.3周，其數據處理流程如圖2所示[8-9]。

圖2 數據處理流程圖

對于超短基線的處理嚴格執行下列步驟：

(1)按每根因瓦基線尺分別計算各段長度

每根因瓦基線尺讀數和加入溫度改正數、尺長改正數、傾斜改正數、分劃尺改正數后，即為每根因瓦基線尺算得的段長[10-11]。

溫度改正數計算公式：

Δt=α(t-20)+β(t2-202),μm

(1)

傾斜改正數計算公式：

(2)

(2)各段最后長度的計算

① 懸鏈線不對稱改正數ΔP：

ΔP=2.993×10-3∑h2,mm

(3)

② 重力變化改正數Δg：

Δg=7.02×n((g2-g1)/g1),mm

(4)

式中,

Δg=g2-g1=0.025 908×(cos2φ1-cos2φ2)

(5)

(3)基線全長的計算及精度評定[12-14]

基線全長為各段長度之和。

① 基線測量本身的誤差：

(6)

② 軸桿頭水準測量的誤差：

(7)

③ 因瓦基線尺溫度系數的測定誤差：

E3=±0.7(tm-tO)n,μm

(8)

④ 用于檢驗因瓦基線尺和長度的標準桿長度的誤差：

E4=±6.4n,μm

(9)

檢驗最后長度總的誤差[12]：

(10)

4 比較評價

對于中長基線場需要將其與上期的基線邊成果進行逐條對比，其結果如表2所示。

從表2可以看出，兩期成果各基線比較較差均小于限差[13](限差按重復基線限差計算；標準差按儀器的標稱精度3 mm+0.5×D計算，D為基線長度，單位為km)，表明中長基線場各點比較穩定。

表2 中長基線場兩期成果比較

對于超短基線場丈量結束后，將兩期丈量成果進行了比較[14]，其結果如表3所示。

從表3可以看出，兩年丈量成果相差不大(對于超短基線場較差的確定，業界一般依據經驗值，通常超短基線邊的限差認為在1.5 mm[15-16])，表明超短基線場場地比較穩定。

表3 超短基線場兩期丈量成果比較

5 結 語

該GNSS接收機檢定場測量成果真實、準確，精度符合規范要求，可用于對于該綜合檢定場的評價，體現在以下幾點：

(1)在中長基線場的基線成果平差中，筆者科學利用CHAN、BJFS、SUWN、PIMO等四點的IGS數據，據此對算法佐證，并關注了平差后基線向量的改正數(VΔx、VΔy、VΔz)均小于三倍標準差，實現了步步檢核。

(2)在超短基線成果計算中，綜合運用了依據JJF1214-2008《長度基線場校準規范》的基于Ⅰ光電測距儀配精密棱鏡的期間核查成果(要求頻差不大于0.6×10-6)，據此也實現了相互佐證。

下一步工作將從兩個方向進行完善：

(1)在對中長基線場的評價中需要著重對GNSS接收機檢定場中長基線場各點坐標框架沿用上期框架，以期達到不因框架歷元的更新對結果產生影響。

(2)為該測繪儀器綜合檢定場可靠、有效地長期使用，建議在以后的使用過程中必須定期進行復測。