喻永平
(广州市城市规划勘测设计研究院,广东 广州510060)
《广州市GNSS RTK城市测量技术规程》要求,RTK测量当天至少进行一个已知点检测,才能确保测绘数据准确。广州城区大部分等级导线点已被破坏,即使保存完好的少部分城市等级导线点,其RTK观测条件也较差。此外,城市等级导线点的起算系统可能与CORS系统存在系统误差。为此,利用静态GPS技术在楼顶建立测量点,作为CORS测量检测站,可以保障测绘成果的准确性,而且该点易于使用和保存。
楼顶CORS测量新检测点施工设计见图1。确定建立新检测点位置后,便于整个观测墩与大楼稳固在一起,将楼顶表面挖开直至完全露出钢筋。按照设计图铺设钢筋,浇灌水泥沙石。观测墩下面为四方形,高约0.4 m;观测墩上面为圆形墩,高约1 m;圆形墩外面为不锈钢圆筒,与水泥沙石粘合一起;顶部为不锈钢强制对中标志,建成实物见图2。
为了准确得到新建楼顶CORS检测点的广州坐标,需要进行外业静态GPS测量,并将该点与周围3个GZCORS站联测解算得到WGS84坐标,见图3所示。利用院似大地水准面转换软件,将其转换为广州坐标和高程,并进行成果检核。
将J3检测点与3个GZCORS基准站构网进行测量,其边长分别为7 150 m,28 703 m,22 503 m。
GPS观测技术要求为:
每时段有效观测时间:约4 h
时段数:2个
有效卫星高度角:10°
数据采样间隔:15 s
图1 楼顶CORS测量新检测点施工设计图
图2 楼顶CORS测量新检测点实物图
GNSS接收机:天宝R7(精度优于5 mm+1 pp m)天宝R7仪器观测2个4 h时段。
基线解算采用Pinnacle软件计算。计算12条边基线,每条基线有2个时段的重复基线,共6条独立基线,重复基线和同步环闭合差检核通过规范要求。平差计算采用同济大学GPS平差软件,固定SHATOU,进行无约束平差,基线向量的改正值都在限差范围内,表明基线中没有粗差。
通过检核GZCORS基准站的兼容性,发现沙头站在大地高方向误差较大。因此,最后起算选择XINHUA、WUSHAN的三维高精度WGS 84坐标和SHATOU站的经纬度坐标。约束平差后,基线向量的改正数与同名基线无约束平差相应改正数的较差符合规范要求,规划院南(内)J3的点位平面中误差为±2.27 c m(mx=±1.19 c m,my=±1.93 c m),大地高中误差为±2.67 c m。将检测点J3的WGS84坐标,应用似大地水准面转换软件,将其转换为广州坐标和高程,得到最后结果。
图3 新建CORS检测点与3个GZCORS站联测示意图
2013年4月12日,对J3检测点进行RTK测量检核,对J3与周边两个已知检测点J1,J2的边长和高差进行检核。RTK测量按3次初始化进行测量,边长采用铟钢尺进行测量,高差按四等水准进行测量。
依据《广州市GNSS RTK城市测量技术规程》和《卫星定位城市测量规范(CJJ/T 73-2010)》,成果需满足如下条件:
1)RTK接收机设备标称测量精度指标一般应达到平面精度10 mm+1 pp m;高程精度20 mm+1 pp m;
2)检核已知点较差应满足平面≤5 c m,高程≤8 c m;
3)RTK控制点测回间2次平面互差应≤±3 c m,高程互差应≤±4 c m;
4)按照GNSS高程测量四等精度要求,高程中误差为3.0 c m,限差为4.2 c m;
5)两次分时段重复测量的平面互差应≤±5 c m,高程较差应≤±8 c m。
各种不同的GPS型号接收机的RTK测量成果比较见表1
表1 各型号GPS接收机RTK测量成果比较
上述检核结果符合《广州市GNSS RTK城市测量技术规程》的要求,即RTK控制点测回间2次平面互差应≤±3 c m,高程互差应≤±4 c m;与已知点检测满足平面≤5 c m,高程≤8 c m。
将GPS静态测量的广州坐标反算边长和铟钢尺量距边长比较结果如表2所示。
表2 反算边长和铟钢尺量距边长比较
坐标反算边长和铟钢尺量距边长较差最大值为0.003 m,满足要求。
将广州高程反算高差和四等水准测量的高差进行比较,结果如表3所示。
表3 反算高差和四等水准测量高差比较
控制点高程校核按照四等要求,中误差为±3.0 c m,限差为±4.2 c m,高程校核满足要求。
随着CORS测量在城市测量中的广泛应用,以及城市建设步伐的加快,CORS外业测量检测点建立就显得非常重要。传统的城市导线点由于起算系统等原因,与城市CORS系统可能存在系统误差,本文为了确保检测站数据与城市CORS系统一致性以及数据可靠性,真正起到检测作用,在求取检测站的坐标后,采用了严密的检核方法,确保数据一致性和可靠性。本文可为国内其他生产单位建立CORS检测站提供有益的参考。
[1] 王春林,高飞,李书群.单基站CORS在电力线路测量中的应用[J].测绘工程,2012,21(6):82-85.
[2] 张铨开.网络RTK测量应用中坐标转换方案的比较[J].地理空间信息,2011,9(4):116-117.
[3] 陈焕然.基于CORS站的GPS平面控制网起算点兼容性研究[J].测绘工程,2015,24(2):24-26.
[4] 蔺志永.基于CORS的城市道路工程测量技术研究[J].测绘与空间地理信息,2014,37(1):193-195.
[5] 张德庆.单机站CORS的精度分析[J].测绘与空间地理信息,2014,37(4):115-117.
[6] 康应祥.佛山市CORS系统测量质量控制方法与测量结果分析研究[J].科技资讯,2011,26(2):27-28.
[7] 侯志彬.CORS技术在油田用地变更调查中的应用[J].交通科技与经济,2014,16(5):119-121.
[8] 越站杨.温州市大门大桥施工中网络单机站CORS技术应用[J].交通科技与经济,2014,16(5):107-109.