朱炳政，謝秋，梁仲明

(江門(mén)市新會(huì)區(qū)規(guī)劃勘測(cè)隊(duì)，廣東 新會(huì) 529100)

1 引言

連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)(Continuous Operational Reference System，CORS)是現(xiàn)代GPS的發(fā)展熱點(diǎn)之一。廣東省連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)(GDCORS)是全國(guó)第一個(gè)建成的省級(jí)連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)，基準(zhǔn)站數(shù)量達(dá)到78個(gè)，也是目前全國(guó)基準(zhǔn)站數(shù)量最多的省級(jí)CORS。它是建立于現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)RTK、現(xiàn)代移動(dòng)通信技術(shù)基礎(chǔ)上的省級(jí)定位與導(dǎo)航綜合服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。GDCORS的主要技術(shù)特點(diǎn)為:①首次在省級(jí)區(qū)域提出并實(shí)現(xiàn)了多中心協(xié)作并資源共享;②解決了包括ADSL、光纖局域網(wǎng)、SDH數(shù)據(jù)線路等不同網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)問(wèn)題，成功完成了并網(wǎng)。無(wú)論是實(shí)時(shí)用戶還是事后用戶，在GDCORS系統(tǒng)下都可以得到高精度的WGS－84坐標(biāo)系統(tǒng)下的大地坐標(biāo)。經(jīng)過(guò)坐標(biāo)和高程轉(zhuǎn)換，即可得到地方獨(dú)立坐標(biāo)系下的平面坐標(biāo)和正常高，滿足控制測(cè)量、工程測(cè)量、地形測(cè)量等工作的需要。

由于傳統(tǒng)的RTK技術(shù)需要有測(cè)區(qū)附近的控制點(diǎn)的點(diǎn)位數(shù)據(jù)，針對(duì)當(dāng)前項(xiàng)目需要架設(shè)基準(zhǔn)站以及考慮到初始化時(shí)間，改正模型等各方面的因素，CORS系統(tǒng)的建立對(duì)于城市規(guī)劃的基礎(chǔ)測(cè)繪來(lái)說(shuō)是實(shí)用且經(jīng)濟(jì)的。因此為了新會(huì)區(qū)的基礎(chǔ)測(cè)繪能更高效、經(jīng)濟(jì)，充分利用GDCORS是非常必要的。

2 新會(huì)舊網(wǎng)與GDCORS的聯(lián)系

江門(mén)市新會(huì)區(qū)規(guī)劃部門(mén)目前在村鎮(zhèn)規(guī)劃中主要使用1980西安坐標(biāo)系統(tǒng)，中央子午線為114°，高程系統(tǒng)為1985年國(guó)家高程基準(zhǔn)。為了獲得基于GDCORS系統(tǒng)下的實(shí)時(shí)1980西安坐標(biāo)，必須先求取WGS－84坐標(biāo)與1980西安坐標(biāo)和高程的轉(zhuǎn)換參數(shù)。新會(huì)區(qū)已有一批1995年施測(cè)的D級(jí)GPS點(diǎn)的1980西安坐標(biāo)系平面坐標(biāo)和高程成果，我們?cè)贕DCORS系統(tǒng)下有選擇性地聯(lián)測(cè)了14個(gè)D級(jí)點(diǎn)的WGS－84三維坐標(biāo)，動(dòng)態(tài)GPS定位儀器在GDCORS系統(tǒng)下首先得到的是GPS大地坐標(biāo)，必須經(jīng)過(guò)坐標(biāo)和高程轉(zhuǎn)換才能得到用戶需要的地方坐標(biāo)和高程。先在已有平面坐標(biāo)和高程成果的控制點(diǎn)上聯(lián)測(cè)GDCORS系統(tǒng)下的大地坐標(biāo)，然后采用Bursa Wolf模型進(jìn)行經(jīng)典三維轉(zhuǎn)換求取其轉(zhuǎn)換七參數(shù)。轉(zhuǎn)換殘差如表1所示。

聯(lián)測(cè)舊網(wǎng)點(diǎn)轉(zhuǎn)換參數(shù)計(jì)算殘差表 表1

從表中可以看出采用原有舊GPS點(diǎn)的成果解算的轉(zhuǎn)換參數(shù)誤差較大，平面點(diǎn)位中誤差最大達(dá)到了8 cm，高程中誤差達(dá)到了21 cm，顯然達(dá)不到CORS高精度定位的要求。如果采用舊參數(shù)肯定無(wú)法利用GDCORS為本地區(qū)進(jìn)行基礎(chǔ)測(cè)繪服務(wù)。為了能獲得高精度的轉(zhuǎn)換參數(shù)，充分利用GDCORS的優(yōu)越性，因此重新求解新的轉(zhuǎn)換參數(shù)非常必要。

3 基于GDCORS的新網(wǎng)

為了求解基于GDCORS的新的轉(zhuǎn)換參數(shù)，我們重新布設(shè)施測(cè)了一個(gè)控制全區(qū)的C級(jí)GPS靜態(tài)網(wǎng)，網(wǎng)點(diǎn)共10個(gè)(其中已知C級(jí)點(diǎn)4個(gè))，基線邊長(zhǎng)在10 km～20 km之間，GPS點(diǎn)觀測(cè)墩采用不銹鋼強(qiáng)制對(duì)中標(biāo)盤(pán)，每時(shí)段觀測(cè)時(shí)間不少于120 min，如圖1所示。

圖1 新會(huì)區(qū)C級(jí)點(diǎn)GPS新網(wǎng)圖

聯(lián)測(cè)其WGS－84三維坐標(biāo)時(shí)，用GPS接收機(jī)登錄GDCORS網(wǎng)絡(luò)，采用半動(dòng)態(tài)測(cè)量方式，平滑采集時(shí)間為2 min，平面點(diǎn)位誤差設(shè)置為 2 cm，高程誤差設(shè)置為3 cm。通過(guò)差分處理，自由網(wǎng)平差點(diǎn)位中誤差小于1 cm;二維約束平差點(diǎn)位中誤差小于2 cm。GPS點(diǎn)的高程全部用四等水準(zhǔn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)，如表2所示。

聯(lián)測(cè)新網(wǎng)點(diǎn)轉(zhuǎn)換參數(shù)計(jì)算殘差表 表2

通過(guò)表2可以看出采用重新聯(lián)測(cè)的WGS－84三維坐標(biāo)與新GPS網(wǎng)的平面坐標(biāo)及高程進(jìn)行參數(shù)計(jì)算，求得的在GDCORS系統(tǒng)下WGS－84坐標(biāo)與1980西安坐標(biāo)及高程的轉(zhuǎn)換參數(shù)精度大為提高。平面點(diǎn)位中誤差小于3 cm，高程中誤差小于4 cm，該精度對(duì)于動(dòng)態(tài)控制測(cè)量來(lái)說(shuō)顯然可以滿足的。這樣，今后在新會(huì)區(qū)內(nèi)進(jìn)行RTK測(cè)量時(shí)，就可以充分利用GDCORS，免除了傳統(tǒng)的RTK(1+1)先擺基站等復(fù)雜過(guò)程，從而可以大大提高工作的效率，更好地為新會(huì)區(qū)的基礎(chǔ)測(cè)繪服務(wù)。

4 參數(shù)求取時(shí)注意的問(wèn)題

在求取GDCORS系統(tǒng)下的轉(zhuǎn)換參數(shù)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題主要有如下幾點(diǎn):

(1)根據(jù)衛(wèi)星可見(jiàn)性預(yù)報(bào)，優(yōu)選最佳觀測(cè)時(shí)段進(jìn)行靜態(tài)GPS觀測(cè)。

(2)靜態(tài)GPS觀測(cè)時(shí)衛(wèi)星數(shù)保持5顆以上，且PDOP小于4，這樣解算的精確性和可靠性越高。

(3)參與轉(zhuǎn)換參數(shù)計(jì)算的地方控制點(diǎn)平面坐標(biāo)和高程成果精度要高，分布均勻。

(4)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的已知點(diǎn)至少3個(gè)以上，且能控制整個(gè)測(cè)區(qū);要求作為正常高擬合計(jì)算的已知點(diǎn)在測(cè)區(qū)均勻分布，且能包圍整個(gè)測(cè)區(qū)。

(5)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型宜采用七參數(shù)轉(zhuǎn)換模型，不僅適合大的區(qū)域，轉(zhuǎn)換精度也較高。

最后，參數(shù)的布設(shè)及轉(zhuǎn)換成果應(yīng)整理保存，以方便經(jīng)常使用。使用參數(shù)進(jìn)行測(cè)量作業(yè)時(shí)，在作業(yè)前與作業(yè)后必須尋找測(cè)區(qū)附近的一個(gè)或兩個(gè)高等級(jí)控制點(diǎn)進(jìn)行檢查，確保數(shù)據(jù)精確。

5 GDCORS在新參數(shù)下的應(yīng)用實(shí)例

有了新參數(shù)之后，為了進(jìn)一步的驗(yàn)證它的精度，我們進(jìn)行了實(shí)地測(cè)量。利用GDCORS系統(tǒng)下輸入新的七參數(shù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)RTK測(cè)量，隨機(jī)選取了司前鎮(zhèn)石名工業(yè)區(qū)中原有控制點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)。我們選擇了GH4119、GH4120、GH4121、GH4122、GH4124和 GH4125進(jìn)行RTK測(cè)量，測(cè)量的結(jié)果與原有點(diǎn)的坐標(biāo)比較，前后相減得到如表3的數(shù)據(jù)。從表中數(shù)據(jù)我們可以得知平面坐標(biāo)最大較差為1.4 cm，高程最大較差為2.1 cm，精度非常理想，達(dá)到了預(yù)期的目的。

GDCORS網(wǎng)絡(luò)RTK測(cè)量檢測(cè)表 表3

當(dāng)然為了保證測(cè)量成果的精確、可靠，在使用GDCORS進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)RTK方法測(cè)定坐標(biāo)時(shí)應(yīng)使用腳架固定移動(dòng)站的天線，進(jìn)行嚴(yán)格的對(duì)中、整平再進(jìn)行觀測(cè)，并且在重新初始化后觀測(cè)兩次，取平均值作為最終結(jié)果，這樣得出的數(shù)據(jù)精度更高、更可信。

6 結(jié)語(yǔ)

目前GDCORS已在廣東省全面推廣使用，對(duì)于各個(gè)區(qū)域的測(cè)量部門(mén)來(lái)說(shuō)，這是提高測(cè)量工作效益的有益平臺(tái)，因此利用GDCORS為本地區(qū)的基礎(chǔ)測(cè)繪服務(wù)是我們的責(zé)任和義務(wù)，同時(shí)也能提高本部門(mén)的經(jīng)濟(jì)效益。但需要注意的是GDCORS與RTK(1+1)的使用一樣都必須定制獨(dú)立的參數(shù)，否則測(cè)量精度無(wú)法保證，因此為了充分利用GDCORS，求取GDCORS系統(tǒng)下的轉(zhuǎn)換參數(shù)是非常必要的。

［1］張守信.GPS衛(wèi)星測(cè)量定位理論與應(yīng)用［M］.北京:國(guó)防科技大學(xué)出版社，1996

［2］郭光銳.GDCORS在某區(qū)像控測(cè)量中的應(yīng)用［J］.地理空間信息，2009(10)