羅強(qiáng)

(重慶市勘測(cè)院，重慶 400020)

似大地水準(zhǔn)面精化在山區(qū)大比例尺地形測(cè)圖中的應(yīng)用

羅強(qiáng)?

(重慶市勘測(cè)院，重慶 400020)

似大地水準(zhǔn)面精化是現(xiàn)代測(cè)繪基準(zhǔn)體系中的重要組成部分，它的推廣和應(yīng)用改變了傳統(tǒng)的高程測(cè)量模式，為測(cè)繪工作帶來(lái)極大方便，提高了工作效率。本文以重慶市山區(qū)的一個(gè)大比例尺地形圖測(cè)量項(xiàng)目為例，通過(guò)應(yīng)用似大地水準(zhǔn)面精化成果校核原有已知高程點(diǎn)，精度滿足要求，充分應(yīng)用似大地水準(zhǔn)面精化成果替代搭接水準(zhǔn)點(diǎn)的傳統(tǒng)高程測(cè)量模式，為似大地水準(zhǔn)面精化成果的應(yīng)用積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

似大地水準(zhǔn)面精化；GPS/RTK測(cè)量；雙線性插值法

1 引 言

隨著我國(guó)測(cè)繪基準(zhǔn)現(xiàn)代化的建設(shè)，各地先后開(kāi)展精化區(qū)域似大地水準(zhǔn)面并將其成果逐步推廣應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中。似大地水準(zhǔn)面精化是以GPS水準(zhǔn)確定的高精度但分辨率較低的幾何大地水準(zhǔn)面作為控制，將重力學(xué)方法確定的高分辨率但精度較低的重力大地水準(zhǔn)面與其擬合，實(shí)現(xiàn)對(duì)局部大地水準(zhǔn)面的精化。

目前，重慶市區(qū)域似大地水準(zhǔn)面精度較好，都市區(qū)以內(nèi)約±1.6 cm，都市區(qū)以外區(qū)域約±1.9 cm，由于重慶市都市區(qū)以外區(qū)域?yàn)樯降氐匦?，局部精度?yīng)低于±1.9 cm。我們可以用靜態(tài)GPS或網(wǎng)絡(luò)RTK定位平面位置，用似大地水準(zhǔn)面精化成果代替等級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量，改變?cè)袦y(cè)水準(zhǔn)或搭接四等三角高程的傳統(tǒng)高程測(cè)量模式。節(jié)省了大量的人力、物力和財(cái)力，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

2 工程概況

為了更好地對(duì)重慶市四面山國(guó)家重點(diǎn)風(fēng)景名勝區(qū)進(jìn)行規(guī)劃管理和統(tǒng)籌建設(shè)，擬對(duì)風(fēng)景區(qū)內(nèi)幾個(gè)重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行1∶500大比例尺現(xiàn)狀地形圖測(cè)量，面積約18 km2，已有1∶500地形圖約5 km2(1980西安坐標(biāo)系，1985國(guó)家高程基準(zhǔn))。四面山因山脈四面圍繞而得名，地處重慶市的最南端，與貴州省接壤。測(cè)區(qū)以原始森林為基調(diào)，綠樹(shù)成蔭。尤其以望鄉(xiāng)臺(tái)瀑布最為壯觀，瀑布高152 m，寬40 m，數(shù)里之外皆能感受其威勢(shì)。四面山地勢(shì)偏遠(yuǎn)，高山地貌，地形破碎，高差變化較大，給測(cè)量工作帶來(lái)較大難度。

測(cè)區(qū)的平面首級(jí)控制采用靜態(tài)GPS施測(cè)四等平面控制點(diǎn)。搭接已知水準(zhǔn)點(diǎn)太難:路途遙遠(yuǎn)、通視條件較差、交通極為不便。植被茂盛，難以布設(shè)一級(jí)導(dǎo)線。測(cè)區(qū)的現(xiàn)狀為似大地水準(zhǔn)面的應(yīng)用提供了較好平臺(tái)。

3 平面控制的構(gòu)建

由于測(cè)區(qū)特殊的地理?xiàng)l件，構(gòu)建四等控制點(diǎn)、一級(jí)導(dǎo)線點(diǎn)、圖根導(dǎo)線點(diǎn)的傳統(tǒng)逐級(jí)布設(shè)控制方法較難實(shí)現(xiàn)。因測(cè)區(qū)地勢(shì)偏遠(yuǎn)，沒(méi)有覆蓋網(wǎng)絡(luò)RTK，給布設(shè)控制點(diǎn)增加了難度。首先用測(cè)區(qū)周圍的高等級(jí)控制點(diǎn)為已知數(shù)據(jù)，采用靜態(tài)GPS觀測(cè)方法施測(cè)四等GPS點(diǎn)，以四等GPS點(diǎn)為已知平面校正點(diǎn)，可求得各塊的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)。改變控制點(diǎn)的傳統(tǒng)布設(shè)模式，利用RTK坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)，通過(guò)常規(guī)RTK直接布設(shè)圖根RTK點(diǎn)，滿足測(cè)圖需要。平面測(cè)設(shè)流程示意圖如圖1，四等GPS控制點(diǎn)布設(shè)網(wǎng)圖如圖2。

圖1 平面測(cè)設(shè)流程圖

圖2 四等GPS控制點(diǎn)布設(shè)網(wǎng)圖

4 高程控制方案

在測(cè)區(qū)外的二、三等水準(zhǔn)點(diǎn)上以搭接四等三角高程的方法將高程測(cè)至測(cè)區(qū)內(nèi)極為困難，將花費(fèi)大量的成本，延長(zhǎng)工期。以似大地水準(zhǔn)面精化的成果代替等級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量將會(huì)節(jié)約較多人力、物力，為按時(shí)完成任務(wù)贏得較多時(shí)間，為規(guī)劃建設(shè)提供可靠的測(cè)繪保障。

4.1 高程值的檢校及分析

為了保證似大地水準(zhǔn)面精化成果可靠，滿足測(cè)區(qū)高程控制需要。先對(duì)已有成圖區(qū)的控制點(diǎn)進(jìn)行檢校。以四等GPS的2000國(guó)家坐標(biāo)系成果為已知數(shù)據(jù)，利用似大地水準(zhǔn)面精化模型，采用雙線性插值法計(jì)算出各四等GPS點(diǎn)的85高程，將該高程值作為計(jì)算RTK轉(zhuǎn)換參數(shù)的高程校正點(diǎn)。計(jì)算RTK轉(zhuǎn)換參數(shù)，其水平和垂直殘差較小，精度滿足要求，說(shuō)明利用插值法計(jì)算的四等GPS點(diǎn)高程值兼容性較好，內(nèi)符合精度滿足要求。GPS點(diǎn)校正求RTK轉(zhuǎn)換參數(shù)示意圖見(jiàn)圖3，RTK轉(zhuǎn)換參數(shù)結(jié)果如圖4所示，殘差精度如表1所示。

圖3 GPS點(diǎn)校正求RTK轉(zhuǎn)換參數(shù)示意圖

圖4 RTK轉(zhuǎn)換參數(shù)結(jié)果

殘差精度統(tǒng)計(jì) 表1

在成圖區(qū)找尋原有控制點(diǎn)5點(diǎn)，用常規(guī)RTK測(cè)量其WGS-84系成果，利用RTK轉(zhuǎn)換參數(shù)計(jì)算出5點(diǎn)的85高程值，將其成果與原有高程值比較，最大較差為-0.057 m，最小為0.015 m，中誤差為0.044 m，精度較好，其比較成果如表2所示。

高程較差比較表 表2

4.2 施測(cè)高程成果

經(jīng)過(guò)實(shí)測(cè)控制點(diǎn)比較表明，該測(cè)區(qū)用似大地水準(zhǔn)面精化成果替代傳統(tǒng)高程測(cè)量模式是可行的，滿足測(cè)量1∶500地形圖的精度要求。

解算高程成果有兩條途徑，其一:直接用RTK轉(zhuǎn)換參數(shù)轉(zhuǎn)換得到各圖根RTK點(diǎn)的高程值；其二:用RTK轉(zhuǎn)換參數(shù)轉(zhuǎn)換出各圖根RTK點(diǎn)的平面坐標(biāo)成果，用實(shí)測(cè)的圖根RTK點(diǎn)的2000國(guó)家坐標(biāo)系成果，利用似大地水準(zhǔn)面精化模型，采用雙線性插值法計(jì)算出各圖根RTK點(diǎn)的高程值。相對(duì)而言，第一種方法計(jì)算較簡(jiǎn)單方便，但通過(guò)轉(zhuǎn)換對(duì)高程精度有一定影響；第二種方法計(jì)算過(guò)程復(fù)雜一點(diǎn)，但高程精度較好。

5 結(jié) 語(yǔ)

經(jīng)過(guò)該項(xiàng)目的實(shí)際比較，對(duì)重慶市似大地水準(zhǔn)面精化成果在山區(qū)的精度及其在山區(qū)測(cè)量大比例尺地形圖中的應(yīng)用有了很好的實(shí)踐。為我們以后充分應(yīng)用重慶市似大地水準(zhǔn)面精化成果積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

(1)重慶市似大地水準(zhǔn)面精化成果的相對(duì)精度較好，絕對(duì)精度可滿足山區(qū)測(cè)量大比例尺地形圖的要求，為山區(qū)測(cè)繪大比例尺地形圖節(jié)約了大量的成本，提高了工作效率，改變了傳統(tǒng)的高程測(cè)量模式。

(2)對(duì)于重慶市似大地水準(zhǔn)面精化成果在建成區(qū)、丘陵地區(qū)的應(yīng)用有待進(jìn)一步的測(cè)試和探討，期望其在測(cè)繪工作中得到更好的應(yīng)用。

[1] 張旭東、符華年.幾何水準(zhǔn)和GPS高程混合布網(wǎng)模式及其在山區(qū)水準(zhǔn)測(cè)量中的應(yīng)用[J].城市勘測(cè)，2011(2).

[2] 李建成，陳俊勇，寧津生等.地球重力場(chǎng)逼近理論與中國(guó)2000似大地水準(zhǔn)面的確定[M].武漢：武漢大學(xué)出版社，2006.

[3] 國(guó)家測(cè)繪局職業(yè)技能鑒定指導(dǎo)中心.注冊(cè)測(cè)繪師資格考試輔導(dǎo)教材測(cè)繪綜合能力[M].北京：測(cè)繪出版社，2012.

[4] 王鳴霄，陶駿.似大地水準(zhǔn)面成果精度檢測(cè)的研究[J].城市勘測(cè)，2010(2).

[5] 符華年，張旭東，史秀保.基于NBCORS的似大地水準(zhǔn)面精化成果檢測(cè)與分析[J].城市勘測(cè)，2012(2).

The Applicaltion of QUASI-GEOID Refinement in Large Scale Surveying and M apping in M ountainous Aera

Luo Qiang
(Chongqing Survey Institute，Chongqing 400020，China)

Quasi-geoid refinement is a technicalmethod in mordern survering and mapping system.The meaning of traditional elevation survey has been changed because of the application and popularisation.A large scale mapping and surveying project in mountainous area is introduced in this paper.The result of quasi-geoid refinement is used to check out the obtained height points and replaced traditional height surveymode in the project.The application of quasi-geoid refinement in this paper will be valuable experience.

Quasi-geoid refinement；GPS/RTK survey；Bilinear interpolate

1672-8262(2013)02-121-02

P224

B

2012—07—03

羅強(qiáng)(1980—)，男，工程師，主要從事工程測(cè)量和航測(cè)技術(shù)工作。