張 超, 郝宗澤 ,郭贊峰 ,趙 越

(1.自然資源部第一大地測量隊，陜西 西安 710054;2.山東科技大學(xué) 測繪科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，山東 青島 266590)

一般認為一個稱得起“綜合”的測繪儀器檢定場主要由超短基線網(wǎng)、短基線網(wǎng)、中長基線網(wǎng)、動態(tài)檢定網(wǎng)、標準比長基線、周期誤差檢定平臺和綜合檢定實驗室等多部分組成[1]。其與地區(qū)內(nèi)的CORS服務(wù)系統(tǒng)以及厘米級似大地水準面模型一起，構(gòu)建成地區(qū)級別的測繪基礎(chǔ)設(shè)施體系，可以為當?shù)氐幕A(chǔ)測繪、信息化測繪體系建設(shè)和各行業(yè)測繪提供科學(xué)、準確的計量保障[2]。

再加之為確保計量法規(guī)的嚴肅性、科學(xué)性、標準的時效性和可靠性的考慮，對于測繪儀器綜合檢定場的定期復(fù)測，實現(xiàn)質(zhì)量評價則顯得尤其關(guān)鍵[3-5]，本文以較為典型的中長基線和超短基線論述此項技術(shù)，以期達到科學(xué)評價的目標。

1 中長基線場

對于GNSS接收機中長基線場，其施測原則一般依據(jù)國家GPS觀測的B級標準執(zhí)行，中長基線場需要組成一個同步環(huán)進行觀測[6]。其技術(shù)參數(shù)如表1所示。

表1 GNSS作業(yè)技術(shù)參數(shù)

2 超短基線場

GNSS接收機檢定場超短基線場的邊長測定利用因瓦長度基線尺(補尺) 配合水準測量進行量測[7](按JJF1214-2008《長度基線場校準規(guī)范》執(zhí)行)。

超短基線丈量每條基線邊采用往返測，施測兩測回。基線邊長采用高差化平。其作業(yè)參數(shù)為：讀數(shù)差小于0.2 mm，往返差小于0.2 mm，測回差小于0.3 mm。作業(yè)中嚴格按以上規(guī)定執(zhí)行。示意圖如圖1所示。

圖1 超短基線場示意圖

3 數(shù)據(jù)處理

對于中長基線場的數(shù)據(jù)處理采用GAMIT解算，基線解算時采用精密星歷，以提高衛(wèi)星軌道的解算精度；并著重關(guān)注NRMS指標，一般要求同步觀測環(huán)NRMS的值小于0.3周，其數(shù)據(jù)處理流程如圖2所示[8-9]。

圖2 數(shù)據(jù)處理流程圖

對于超短基線的處理嚴格執(zhí)行下列步驟：

(1)按每根因瓦基線尺分別計算各段長度

每根因瓦基線尺讀數(shù)和加入溫度改正數(shù)、尺長改正數(shù)、傾斜改正數(shù)、分劃尺改正數(shù)后，即為每根因瓦基線尺算得的段長[10-11]。

溫度改正數(shù)計算公式：

Δt=α(t-20)+β(t2-202),μm

(1)

傾斜改正數(shù)計算公式：

(2)

(2)各段最后長度的計算

① 懸鏈線不對稱改正數(shù)ΔP：

ΔP=2.993×10-3∑h2,mm

(3)

② 重力變化改正數(shù)Δg：

Δg=7.02×n((g2-g1)/g1),mm

(4)

式中,

Δg=g2-g1=0.025 908×(cos2φ1-cos2φ2)

(5)

(3)基線全長的計算及精度評定[12-14]

基線全長為各段長度之和。

① 基線測量本身的誤差：

(6)

② 軸桿頭水準測量的誤差：

(7)

③ 因瓦基線尺溫度系數(shù)的測定誤差：

E3=±0.7(tm-tO)n,μm

(8)

④ 用于檢驗因瓦基線尺和長度的標準桿長度的誤差：

E4=±6.4n,μm

(9)

檢驗最后長度總的誤差[12]：

(10)

4 比較評價

對于中長基線場需要將其與上期的基線邊成果進行逐條對比，其結(jié)果如表2所示。

從表2可以看出，兩期成果各基線比較較差均小于限差[13](限差按重復(fù)基線限差計算；標準差按儀器的標稱精度3 mm+0.5×D計算，D為基線長度，單位為km)，表明中長基線場各點比較穩(wěn)定。

表2 中長基線場兩期成果比較

對于超短基線場丈量結(jié)束后，將兩期丈量成果進行了比較[14]，其結(jié)果如表3所示。

從表3可以看出，兩年丈量成果相差不大(對于超短基線場較差的確定，業(yè)界一般依據(jù)經(jīng)驗值，通常超短基線邊的限差認為在1.5 mm[15-16])，表明超短基線場場地比較穩(wěn)定。

表3 超短基線場兩期丈量成果比較

5 結(jié) 語

該GNSS接收機檢定場測量成果真實、準確，精度符合規(guī)范要求，可用于對于該綜合檢定場的評價，體現(xiàn)在以下幾點：

(1)在中長基線場的基線成果平差中，筆者科學(xué)利用CHAN、BJFS、SUWN、PIMO等四點的IGS數(shù)據(jù)，據(jù)此對算法佐證，并關(guān)注了平差后基線向量的改正數(shù)(VΔx、VΔy、VΔz)均小于三倍標準差，實現(xiàn)了步步檢核。

(2)在超短基線成果計算中，綜合運用了依據(jù)JJF1214-2008《長度基線場校準規(guī)范》的基于Ⅰ光電測距儀配精密棱鏡的期間核查成果(要求頻差不大于0.6×10-6)，據(jù)此也實現(xiàn)了相互佐證。

下一步工作將從兩個方向進行完善：

(1)在對中長基線場的評價中需要著重對GNSS接收機檢定場中長基線場各點坐標框架沿用上期框架，以期達到不因框架歷元的更新對結(jié)果產(chǎn)生影響。

(2)為該測繪儀器綜合檢定場可靠、有效地長期使用，建議在以后的使用過程中必須定期進行復(fù)測。