CQGNSS高程代替四等水准高程的可行性分析

罗骅　黄承中

[摘要]目前CQGNSS已经得到了广泛的应用。众所周知，网络RTK平面测量成果质量稳定，精度较高，而高程精度可靠性较差。介绍了CQGNSS及似大地水准面精化成果，分析了使用似大地水准面精化成果转换后的CQGNSS-RTK的高程精度，结果表明，CQGNSS-RTK结合似大地水准面精化成果得到的高程可以达到四等水准精度。

[关键词]CQGNSS 似大地水准面精化 四等水准 精度

[中图分类号] P641.73 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-3-252-1

目前，各地纷纷建立了连续运行参考站服务系统（CORS），已经在工程测量、控制测量、竣工测量等工作中得到了广泛的应用。众所周知，由于GPS高程为大地高，而我国采用正常高系统，需要进行转换。厘米级似大地水准面的建立，可以方便的进行转换，为GPS高程应用打下了良好的基础。探讨基于似大地水准面转换的CQGNSS-RTK高程精度，推广CQGNSS-RTK高程在测绘工作中的应用，是十分必要的。

1关键技术介绍

1.1 CQGNSS系统简介

CQGNSS以VRS技术和徕卡公司的主辅站技术为核心，由参考站子系统、数据处理中心子系统、数据传输通信子系统和用户服务子系统4个部分构成。参考站子系统包括35个永久性连续运行GNSS基准参考站，平均站间距为55.8km。各基准站与系统数据中心采用带宽为10M的城域网进行观测数据的实时传输，系统差分改正数据采用GSM、GPRS、CDMA3种通信方式向用户实时发送。稳定性及精度测试结果表明，CQGNSS系统实时定位平面精度优于2.0cm，高程精度为4.0cm；CQGNSS系统覆盖整个重庆市域地区，覆盖面积约82000km2。 CQGNSS系统构成见图1。

1.2重庆市似大地水准面简介

用重庆都市区、周边地区的重力点成果、数字高程模型、全球重力场模型及分布较均匀、现势性较好的GPS/水准成果，采用重力法及移去-恢复技术进行重力大地水准面的计算。529个GPS/水准点成果将区域重力似大地水准面拟合适配于该区域的实测似大地水准面，薄板样条函数以全部拟合点为节点，充分利用各拟合点的已知信息，将拟合点作为无误差的观测量，利用空点法统计精度，市区空点法检验精度为±1.6cm，外围空点法检验精度为±1.9cm。

2基于CQGNSS的高程测量及精度分析

2.1基于CQGNSS的高程测量

选择部分满足GNSS测量要求的二等水准控制点，使用CQGNSS进行高程测量。测量时，需要满足CH/T 2009-2010《全球定位系统实时动态测量（RTK）技术规范》的要求。每个高程点至少观测两次，取平均值使用。利用三脚架在观测点上进行实时动态网络RTK观测，在获得固定解以后进行记录，至少要记录4个历元，每历元时长不小于10s。接收机的初始化时间不能过长，一般应少于2 min左右。测前、测后都进行了已知点检核，检核点的高程等级要高于待求点的等级或与其等级相同。

数据处理时利用Leica Geo Office（LGO）软件，加载重庆市似大地水准面精化模型，导入观测数据，可以直接获取CQGNSS-RTK高程。

2.2精度分析

测量后，分别得到了140个控制点的二等水准高程和CQGNSS-RTK高程，计算二等水准高程和CQGNSS-RTK高程的较差，结果见表1。

从表1可以看出，CQGNSS-RTK高程精度较高，与二等水准成果相比，高程较差均不大于5cm，其中120个控制点的高程较差小于等于3cm，占控制点总数的85.72%；只有2点较差大于4cm，占控制点总数的1.43%。以二等水准测量成果为真值，计算CQGNSS-RTK高程中误差为±2.38cm。可以看出，CQGNSS-RTK高程可以满足四等水准测量的精度要求。

3 CQGNSS-RTK高程精度检核方法

在实际应用中，为了验证CQGNSS-RTK高程精度，需要进行检核，常用检核方法有以下几种：

（1）已知点检核比较法。即使用CQGNSS-RTK测出这些控制点的坐标及高程进行检核，检核较差在精度允许范围内再进行后续测量。测量完成后同样到已知控制点比测，校验作业过程中有无异常。

（2）重测比较法。使用CQGNSS-RTK测量高程时，每点均独立观测两次，较差在允许范围内（一般小于5cm），再取平均值作为最终成果使用。

（3）常规测量方式抽测法。使用CQGNSS-RTK大范围测量高程时，可以使用常规几何水准进行精度检测，已评定CQGNSS-RTK高程的精度。

以上检核方法中，最可靠的是已知点检核比较法，但控制点的数量总是有限的，在缺少控制点的地方需要用重测比较法来检验测量成果，使用常规水准测量方式抽测，可以较好的评定整个区域的测量精度，但费时费力，一般只在检核时使用。在实际应用时，需要选择合理的检核方法。

4结论

使用CQGNSS-RTK测量部分二等水准控制点，评定使用似大地水准面精化成果转换后的CQGNSS-RTK高程精度。结果表明，CQGNSS-RTK高程中误差为±2.38cm，可以满足四等水准的精度。CQGNSS-RTK结合似大地水准面精化成果的应用，极大的方便了高程控制测量工作。