陳 豪, 王 波, 楊華先, 李 劍

（1.湖北省測繪工程院, 湖北 武漢 430074）

湖北省現(xiàn)代測繪基準(zhǔn)規(guī)范化研究

陳 豪1, 王 波1, 楊華先1, 李 劍1

（1.湖北省測繪工程院, 湖北 武漢 430074）

闡述了湖北省現(xiàn)代測繪基準(zhǔn)體系的組成及建設(shè)情況。針對測繪基準(zhǔn)體系在建設(shè)、管理與應(yīng)用等方面存在的問題展開了探索，從坐標(biāo)基準(zhǔn)的統(tǒng)一、測繪基礎(chǔ)設(shè)施的整合和測繪基準(zhǔn)信息服務(wù)等3個方面提出了規(guī)范化的思路。

現(xiàn)代測繪基準(zhǔn)；信息服務(wù)；規(guī)范化

隨著傳統(tǒng)測繪基準(zhǔn)越來越無法適應(yīng)現(xiàn)代社會發(fā)展需求，陳俊勇等提出了建設(shè)涵蓋全部國土、與國際接軌的三維高精度動態(tài)、實用的現(xiàn)代測繪基準(zhǔn)體系[1]?，F(xiàn)代測繪基準(zhǔn)體系由連續(xù)運行參考站系統(tǒng)、GPS大地控制網(wǎng)、高程基準(zhǔn)框架、重力基準(zhǔn)框架、似大地水準(zhǔn)面精化和測繪基準(zhǔn)管理服務(wù)系統(tǒng)等組成[2]。現(xiàn)代測繪基準(zhǔn)體系建設(shè)是一項基礎(chǔ)性、公益性的系統(tǒng)工程，從“十五”開始，各省、自治區(qū)、直轄市的現(xiàn)代測繪基準(zhǔn)體系建設(shè)陸續(xù)展開，并取得了豐碩成果。湖北省在“十一五”期間加大建設(shè)力度，于2010年底完成湖北省現(xiàn)代測繪基準(zhǔn)體系的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。

1 湖北省現(xiàn)代測繪基準(zhǔn)體系

湖北省現(xiàn)代測繪基準(zhǔn)體系由湖北省高精度空間大地控制網(wǎng)、精密水準(zhǔn)網(wǎng)、高精度高分辨率區(qū)域似大地水準(zhǔn)面和湖北省連續(xù)運行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)（HBCORS）等組成。

1.1 高精度空間大地控制網(wǎng)

湖北省高精度空間大地控制網(wǎng)由GPS A/B/C級點組成，共新建、改造GPS A級點6個，B級點117個，C級點778個，并聯(lián)測了國際IGS站與國家CORS參考站，采取逐級控制的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理?；€解算結(jié)果中，GPS A/B級點南北方向精度平均值為±0.3 mm，東西方向的精度平均值為±0.4 mm，高程方向的精度平均值為±1.8 mm；GPS C級點南北方向的精度平均值為±1.3 mm，東西方向的精度平均值為±2.5 mm，高程方向的精度平均值為±6.2 mm。通過整體平差，所有GPS點獲得了ITRF97參考框架、2000.0歷元下的三維地心坐標(biāo)，并根據(jù)工程應(yīng)用需求采用Bursa七參數(shù)模型求得坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)。經(jīng)統(tǒng)計，湖北省WGS84坐標(biāo)系與1980西安大地坐標(biāo)系間轉(zhuǎn)換平面位置殘差中誤差為0.070 m，最大值為0.1442 m（t096）。

1.2 精密水準(zhǔn)網(wǎng)

湖北省精密水準(zhǔn)網(wǎng)以國家二期水準(zhǔn)網(wǎng)復(fù)測為基礎(chǔ)，在2005~2007年的華東華中大地水準(zhǔn)面精化項目中對水準(zhǔn)路線進(jìn)行了復(fù)測和新測。全網(wǎng)包括一等水準(zhǔn)路線84條，線路里程6 265 km，一等水準(zhǔn)點1 692個；二等水準(zhǔn)線路220條，線路里程6 566 km，二等水準(zhǔn)點388個[3]。水準(zhǔn)起算點成果采用二期復(fù)測成果，平差采用間接平差逐級控制的方法。二等水準(zhǔn)網(wǎng)平差后每km單位權(quán)中誤差為±1.92 mm，湖北省三等水準(zhǔn)網(wǎng)平差后每km單位權(quán)中誤差為±5.00 mm，最弱點（t136，豐溪鎮(zhèn)）中誤差為±29.65 mm。

1.3 區(qū)域似大地水準(zhǔn)面

在2005~2007年華東、華中區(qū)域似大地水準(zhǔn)面精化項目中，利用湖北省內(nèi)的31 676個重力加密點、1∶5萬的DEM數(shù)據(jù)、部分區(qū)域3″的地形數(shù)據(jù)和520個GPS水準(zhǔn)點等資料，采用似大地水準(zhǔn)面確定理論與方法（Molodensky理論），應(yīng)用Remove-Restore技術(shù)完成了湖北省2.5′×2.5′高精度似大地水準(zhǔn)面的確定工作。經(jīng)過測試分析，湖北省范圍內(nèi)似大地水準(zhǔn)面的精度為±3.9 cm。

1.4 HBCORS

HBCORS是由湖北省測繪局、湖北省氣象局、湖北省地震局3家單位共建共享的一個基礎(chǔ)設(shè)施，是湖北省現(xiàn)代測繪基準(zhǔn)體系的重要組成部分。系統(tǒng)于2009年底開始建設(shè)，2010年底建設(shè)完成，2011年11月通過專家組驗收。HBCORS在全省范圍內(nèi)共布設(shè)了81個參考站，在全國省級CORS中率先將全部參考站建設(shè)為地面站（其中75%為土層站，25%為基巖站），參考站間平均距離為53 km。經(jīng)大量測試與分析，HBCORS系統(tǒng)實時定位平面精度為1.77 cm，高程精度為3.61 cm，在HBCORS網(wǎng)形以外30 km依然可以得到可靠的測量結(jié)果。

2 湖北省現(xiàn)代測繪基準(zhǔn)規(guī)范化探索

湖北省現(xiàn)代測繪基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)是實現(xiàn)測繪現(xiàn)代化的基礎(chǔ)，但是，由于地區(qū)差異、社會發(fā)展及社會需求的不平衡，省內(nèi)各地在區(qū)域測繪基準(zhǔn)建設(shè)和管理方面缺乏規(guī)范性，導(dǎo)致區(qū)域性測繪基準(zhǔn)不統(tǒng)一，成果兼容性差，精度指標(biāo)差異大等。結(jié)合國家相關(guān)政策和湖北省現(xiàn)代測繪基準(zhǔn)體系，促進(jìn)湖北省現(xiàn)代測繪基準(zhǔn)的規(guī)范化，是實現(xiàn)信息化測繪的前提。

2.1 坐標(biāo)基準(zhǔn)的統(tǒng)一

國家測繪地理信息局相關(guān)文件規(guī)定2008年7月1日起啟用2000國家大地坐標(biāo)系，然而2000國家大地坐標(biāo)系的推廣工作成效甚微，地方坐標(biāo)基準(zhǔn)未與新一代國家測繪基準(zhǔn)建立關(guān)系是導(dǎo)致這樣結(jié)果的一個原因?；鶞?zhǔn)轉(zhuǎn)換關(guān)系的建立大致分為資料分析、技術(shù)方案確定、公共點選取、數(shù)據(jù)處理、轉(zhuǎn)換模型確定、轉(zhuǎn)換參數(shù)求取和精度評估等7個步驟，如圖1所示。

圖1 基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換關(guān)系的建立流程圖

全省坐標(biāo)基準(zhǔn)的統(tǒng)一是一個復(fù)雜的工作，無法一步到位，需要根據(jù)情況分步實現(xiàn)：第一步，聯(lián)測CGCS2000控制點求取區(qū)域測繪基準(zhǔn)CGCS2000坐標(biāo)，并計算區(qū)域轉(zhuǎn)換參數(shù)，在全省范圍內(nèi)建立CGCS2000過渡坐標(biāo)基準(zhǔn)；第二步，通過對現(xiàn)有控制點進(jìn)行篩選、新建形成覆蓋全省、高精度的CGCS2000大地控制網(wǎng)。坐標(biāo)基準(zhǔn)統(tǒng)一路線如圖2所示。

圖2 坐標(biāo)基準(zhǔn)統(tǒng)一路線圖

2.2 測繪基礎(chǔ)設(shè)施的統(tǒng)一

在HBCORS系統(tǒng)建設(shè)前，湖北省部分單位建設(shè)有一些區(qū)域CORS或單基站，這些基礎(chǔ)設(shè)施存在覆蓋范圍小、系統(tǒng)基準(zhǔn)及精度不一等問題[4]。從綜合測繪基準(zhǔn)發(fā)展趨勢和有效利用社會資源、充分發(fā)揮湖北省現(xiàn)代測繪基準(zhǔn)設(shè)施功能等方面考慮，需要對省內(nèi)已建的區(qū)域CORS及單基站等測繪基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行統(tǒng)一[5]。

建設(shè)區(qū)域分中心對區(qū)域測繪基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行統(tǒng)一管理是一個切實可行的辦法。根據(jù)湖北省行政區(qū)劃、地理交通等情況，魏忠等提出“1+3+N”的區(qū)域分中心布設(shè)模式[6]，其中“1”為湖北省導(dǎo)航與位置服務(wù)中心（HBCORS控制中心），“3”為鄂東、鄂西、鄂北3個區(qū)域分中心，“N”為全省17個市、州測繪管理部門和今后根據(jù)發(fā)展需要設(shè)立的分中心。

2.3 測繪基準(zhǔn)信息服務(wù)的規(guī)范化

當(dāng)前，國內(nèi)處于新一代測繪基準(zhǔn)推廣與應(yīng)用階段，各省市都面臨大量原有測繪成果向新測繪基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換的問題，加之測繪產(chǎn)業(yè)向市場化、大眾化、信息化方向發(fā)展[7]，各種地理空間信息服務(wù)也需要有高精度、統(tǒng)一、規(guī)范的測繪基準(zhǔn)信息服務(wù)為其數(shù)據(jù)處理提供支撐。通過對現(xiàn)代測繪基準(zhǔn)及其服務(wù)內(nèi)容的分析，筆者構(gòu)思了湖北省現(xiàn)代測繪基準(zhǔn)信息服務(wù)框架（如圖3所示）。整個框架由基礎(chǔ)設(shè)施、服務(wù)接口和應(yīng)用平臺3個部分組成，其中測繪基準(zhǔn)信息服務(wù)接口是關(guān)鍵部分，其服務(wù)方式為對授權(quán)用戶提供接口，授權(quán)用戶通過接口為廣大用戶提供進(jìn)一步的地理信息產(chǎn)品。

圖3 測繪基準(zhǔn)信息服務(wù)框架

[1] 陳俊勇,黨亞民,張鵬. 建設(shè)我國現(xiàn)代化測繪基準(zhǔn)體系的思考[J].測繪通報,2009(7):1-5

[2] 曹學(xué)禮,駱躍進(jìn),王永喬. 區(qū)域性現(xiàn)代測繪基準(zhǔn)體系建設(shè)應(yīng)顧及的問題[J].現(xiàn)代測繪,2008,31(1):8-10

[3] 湖北省測繪局. 湖北省測繪地理信息白皮書[M]. 武漢：湖北省測繪局，2011

[4] 何保國,魏忠,高長元. HBCORS運營管理機(jī)制的思考[J].地理空間信息,2011,9(2):6-9

[5] 魏忠,楊華先,修延霞. 湖北省內(nèi)已建CORS參考站整合問題的思考[J].地理空間信息,2011,9(6):15-16

[6] 魏忠,高長元,李劍. HBCORS省內(nèi)區(qū)域分中心建設(shè)研究[J].地理空間信息,2011,9(5):18-19

[7] 朱建偉. 廣州市測繪基準(zhǔn)服務(wù)系統(tǒng)的建立[J].北京測繪,2010(3):54-56

Research on the Standardization of Modern Surveying and Mapping Datum in Hubei Province

byCHEN Hao

This paper described the composition and construction of Hubei province modern surveying and mapping datum system, and discussed on the problems of the construction, management and application in this system. On the basis of analyzing, the thinking and method of the standardization were explained briefly from three respects: coordinate datum, infrastructure and datum information services.

modern surveying and mapping datum, information services, standardization

P201

B

1672-4623（2013）02-0178-02

10.11709/j.issn.1672-4623.2013.02.059

2012-02-20。

項目來源：湖北省測繪局2011年科研資助項目。

陳豪，碩士，主要從事GPS數(shù)據(jù)處理與CORS系統(tǒng)應(yīng)用研究。