连续运行参考站实时动态测量技术在带状线路测量中应用

苏志坚

(河北省邢台市勘察测绘院,河北邢台054000)

0 引 言

连续运行参考站是导航定位技术发展的一个崭新阶段,可概括定义为:一个或多个位置固定的、连续运行的GPS参考站,利用计算机及现代通信技术组成的网络,实时地向不同需求、不同层次的用户提供不同类型的数据(比如载波相位、伪距,以及各种改正数、状态等信息)的系统。在工程实践中,连续运行参考站实时动态测量(CORS RTK)获得的WGS-84坐标不能直接利用,必须通过点校正技术转换为工程坐标或地方坐标。由于CORS RTK测量受大地高的精度限制,降低了转换精度[1]。

尽管CORS RTK高程随距离增加而误差迅速增大(单基站情况下)[2],但在一局部小范围内,用CORS RTK技术获取的相邻点之间的高差和用全站仪等常规方法获取的相邻点之间的高差相差甚小,尤其以纵断面点(线路中桩)为中心,两边各100 m的范围内点之间的高差。正是基于上述假定来探讨带状线路测量中用CORS RTK高差代替水准高差的可行性。

1 相邻点之间CORS RTK高差代替水准高差的可行性

某项目为30 km昆明线路测量,具体形状如图1所示。该测量区域位于省CORS站点的外围,距离最近的一个站也有15 km.该项目要求进行平面控制测量、高程控制测量、纵、横断面测量和地形图测量。但仅有的两个控制点位于B区域,布设的GPS网经过平差后,离B区较远的C区点位将存在上下“浮动”现象。由于已知水准点也在B区域内,必须测一闭合环,往返60 km水准,为加快进度,水准测量组和CORS测图组同时进行作业。

线路中心每100 m布设一中桩点,对线路中桩点(中线)进行了CORS RTK测量和四等水准测量,每点的高程具体如图2所示。比较结果表明随着距离增加,CORS RTK的点位高程“下沉”,二者之间差值随距离增大而增大。同时也表明GPS静态控制网点在C区“下沉”,主要是C区没有控制点的原因。由图2可看出,在离已知点较近的A、B区域,CORS RTK高程和水准高程相差无几,但越往C区,差异越大。通过探讨相邻点之间的CORS RTK高程做差,比较了一定距离范围内用相邻点之间CORS RTK高差代替水准高差的可行性。

具体对中线点重采样,选取 5 km、1 km、500m、100 m的间隔,比较分析采样点的相邻点之间CORS RTK高差与水准高差之间的差异,二者较差具体如图3～6。

图6 相邻点之间的C ORS RTK高差与水准高差比较(100 m)

2 精度分析

对图3～图6所示的较差进行精度统计,具体数据见表1。

表1 精度统计表

分析图3～图6,图3的相邻点之间较差差异较大,用CORS RTK高差代替水准高差对于1:2000及其以上的比例尺测图是不能满足精度要求的。当采样点距从1 km到500 m再到100 m,图4～图6反映出相邻点之间的较差极差的变化并不显著,但是从表1看出,较差的中误差显著减小,表明随采样点间距的减小,进一步验证了用相邻点之间CORS RTK高差代替水准高差的可行性。接下来的工作就是利用上述二者之间的关系对所有CORS RTK碎部点的高程进行改化。

3 结 论

通过上述分析,对于线路测量可得出如下结论:

1)在水准工作量大的情况下,用该方法可以大大缩短工期,提高外业的作业效率,避免因工序必须按部就班而延缓工作进度,并且不会降低测图的精度。

2)对于处于CORS覆盖范围之外但有CORS信号的线状道路,可以利用水准测量一条高密度的线路,尽管CORS RTK高程随距离增大而增大,但横断面点可以通过做差消除系统误差,也可通过线性插值,从而获取各横断面点以及碎部点的实际高程。

3)利用CORS RTK的高差,不利用其高程,大大消弱了CORS RTK高程随距离增大而增大的误差。

[1] 严新生.一种实用的CORS RTK/水准抗差技术[J].测绘通报,2010(12):40-42.

[2] 王秉里.中小城市单基站CORS的建设和应用探讨[J].测绘与空间地理信息,2010(6):134-136.