新型大地基準(zhǔn)建網(wǎng)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及大地測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種新型大地基準(zhǔn)建網(wǎng)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國(guó)疆域遼闊，地形復(fù)雜，是一個(gè)地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)國(guó)家，2013年地質(zhì)災(zāi)害造成的直接 經(jīng)濟(jì)損失達(dá)到102億元。因此，綜合利用GNSS、水準(zhǔn)、重力等多期多源基礎(chǔ)資料，通過(guò)GNSS 控制網(wǎng)、垂直基準(zhǔn)、重力網(wǎng)等并置，利用多網(wǎng)并置的多期資料，能夠反演地下水存儲(chǔ)量變化、 冰雪融化、湖泊水量變化等，建立全國(guó)似大地水準(zhǔn)面模型、大陸速度場(chǎng)模型、全國(guó)地面沉降 模型，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代大地基準(zhǔn)服務(wù)體系的建立與維護(hù)是大地測(cè)量亟需解決的問(wèn)題，建立全國(guó)地 面沉降動(dòng)態(tài)模型是實(shí)施全國(guó)地質(zhì)災(zāi)害防治戰(zhàn)略的根本要求。
[0003] 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科技水平的進(jìn)步，無(wú)線通信技術(shù)和全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS) 技術(shù)越來(lái)越多地應(yīng)用于日常生活的方方面面開(kāi)始。無(wú)論是在各方面的安全監(jiān)控和維護(hù)，無(wú) 線通信（GSM)和DGPS技術(shù)發(fā)揮了重要作用?；贕SM的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍大，成本低。 單獨(dú)的GPS系統(tǒng)，GSM系統(tǒng)的車輛和人員通過(guò)無(wú)線衛(wèi)星定位通信鏈路的移動(dòng)電話用戶完成 車輛和人員的監(jiān)控發(fā)送位置信息。
[0004] GNSS的基本原理是測(cè)量出已知位置的衛(wèi)星到用戶接收機(jī)之間的距離，然后綜合多 顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù)就可知道接收機(jī)的具體位置。要達(dá)到這一目的，衛(wèi)星的位置可以根據(jù)星載時(shí) 鐘所記錄的時(shí)間在衛(wèi)星星歷中查出。
[0005] 隨著GPS技術(shù)的飛速進(jìn)步和應(yīng)用普及，它在城市測(cè)量中的作用已越來(lái)越重要。 當(dāng)前，利用多基站網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)建立的連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)綜合系統(tǒng)（Continuous Operational Reference System，縮寫(xiě)為C0RS)已成為城市GPS應(yīng)用的發(fā)展熱點(diǎn)之一。CORS 系統(tǒng)是衛(wèi)星定位技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字通訊技術(shù)等高新科技多方位、深度結(jié)晶的產(chǎn) 物。CORS系統(tǒng)由基準(zhǔn)站網(wǎng)、數(shù)據(jù)處理中心、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、定位導(dǎo)航數(shù)據(jù)播發(fā)系統(tǒng)、用戶應(yīng)用 系統(tǒng)五個(gè)部分組成，各基準(zhǔn)站與監(jiān)控分析中心間通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)連接成一體，形成專用 網(wǎng)絡(luò)。
[0006] 隨著國(guó)內(nèi)外CORS系統(tǒng)的迅速發(fā)展，目前我國(guó)國(guó)家、省市、行業(yè)共建CORS站已達(dá)到 2500座左右，這些CORS系統(tǒng)在國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國(guó)防安全等方面中發(fā)揮重要作用。通常情況 下，這些CORS站都聯(lián)測(cè)水準(zhǔn)，得到1985國(guó)家高程基準(zhǔn)成果。綜合利用當(dāng)?shù)刂亓?shù)據(jù)、地形 數(shù)據(jù)，使用GPS水準(zhǔn)數(shù)據(jù)糾正重力似大地水準(zhǔn)面，可以得到高精度區(qū)域似大地水準(zhǔn)面成果。 在GNSS水準(zhǔn)點(diǎn)上再聯(lián)測(cè)重力測(cè)量，通過(guò)GNSS、水準(zhǔn)、重力網(wǎng)并置，建立全國(guó)似大地水準(zhǔn)面、 大陸速度場(chǎng)、地面沉降模型，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代大地基準(zhǔn)體系的建立與維護(hù)，可以揭示地殼運(yùn)動(dòng)與區(qū) 域重力場(chǎng)變化，進(jìn)一步豐富地質(zhì)環(huán)境與地理國(guó)情監(jiān)測(cè)手段。
[0007] 整合全國(guó)CORS系統(tǒng)并建立國(guó)家CORS網(wǎng)是現(xiàn)代測(cè)繪地理信息發(fā)展的必然趨勢(shì)。建 立垂直基準(zhǔn)框架是高程基準(zhǔn)和深度基準(zhǔn)發(fā)展的必然。新一代國(guó)家基本重力網(wǎng)是我國(guó)高精度 重力基準(zhǔn)建立和維持的重要基礎(chǔ)。建立全國(guó)高精度高分辨率似大地水準(zhǔn)面模型是經(jīng)濟(jì)建設(shè) 與多學(xué)科發(fā)展的需要。建立高精度大陸速度場(chǎng)模型是維護(hù)高精度測(cè)繪基準(zhǔn)的重要基礎(chǔ)資 料。建立全國(guó)統(tǒng)一的地面動(dòng)態(tài)沉降模型是實(shí)施國(guó)家地面沉降防治戰(zhàn)略的根本要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中缺少高精度高分辨率似大地水準(zhǔn)面模型的上述缺陷和問(wèn)題，本發(fā) 明實(shí)施例的目的是提供一種更好的新型大地基準(zhǔn)建網(wǎng)方法，集合了 GNSS控制網(wǎng)、垂直基 準(zhǔn)、重力網(wǎng)等資源，能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)代大地基準(zhǔn)服務(wù)體系的建立與維護(hù)，可以縮短作業(yè)周期，能 提高外業(yè)工作效率的同時(shí)，極大的降低成本，達(dá)到增效的目的。
[0009] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供如下技術(shù)方案：
[0010] -種新型大地基準(zhǔn)建網(wǎng)方法，其特征在于，步驟如下：
[0011] Ql :GNSS水準(zhǔn)重力觀測(cè)墩建設(shè)：按照《國(guó)家重力控制測(cè)量規(guī)范》，重力觀測(cè)墩建設(shè) 在GNSS水準(zhǔn)點(diǎn)觀測(cè)墩附近，且重力觀測(cè)墩基座與GNSS觀測(cè)墩墩體分離建設(shè)；其中，基準(zhǔn)點(diǎn) 觀測(cè)墩標(biāo)石的尺寸為1200mmX 1200mmX 1000mm，標(biāo)石周圍與地面應(yīng)留寬為0.1 m的隔震槽， 填以泡沫塑料，標(biāo)石距墻不得小于0. 5m，兩個(gè)觀測(cè)墩之間相距應(yīng)大于0. 8m ;
[0012] Q2 :GNSS、水準(zhǔn)、重力網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與處理：GNSS觀測(cè)按照全球定位系統(tǒng)測(cè)量規(guī)范進(jìn) 行觀測(cè)，水準(zhǔn)測(cè)量按照國(guó)家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范測(cè)量，重力測(cè)量按照國(guó)家重力控制測(cè)量規(guī) 范進(jìn)行觀測(cè)數(shù)據(jù)采集；
[0013] Q21 :GNSS 數(shù)據(jù)處理：
[0014] Q211 :數(shù)據(jù)整理：依據(jù)外業(yè)觀測(cè)手簿，將同一天的觀測(cè)數(shù)據(jù)放在一起，并進(jìn)行數(shù)據(jù) 正確性的檢驗(yàn)；
[0015] 國(guó)家CORS站數(shù)據(jù)收集：國(guó)家GPS連續(xù)運(yùn)行站是我國(guó)大地測(cè)量高精度的觀測(cè)站，處 理國(guó)家GPS連續(xù)運(yùn)行站及周圍IGS站觀測(cè)數(shù)據(jù)；
[0016] 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化：使用隨機(jī)軟件標(biāo)準(zhǔn)化，形成觀測(cè)數(shù)據(jù)文件和廣播星歷文件；
[0017] 天線高歸算：按照天線結(jié)構(gòu)，天線高統(tǒng)一采用觀測(cè)值歸算；
[0018] Q212 :基線解算
[0019] 先驗(yàn)坐標(biāo)獲?。翰罘帜Ｊ将@取GPS觀測(cè)站的先驗(yàn)坐標(biāo)，其坐標(biāo)可以達(dá)到0.1 m以內(nèi) 的精度；
[0020] 參數(shù)設(shè)置：設(shè)置高度角、對(duì)流層、觀測(cè)值類型等其它參數(shù)；
[0021] 基線解算：以年積日為單位，進(jìn)行基線解算；
[0022] 基線重復(fù)性檢驗(yàn)：基線重復(fù)性按下式計(jì)算；
[0023]
[0024] 其中，η為同一基線的觀測(cè)時(shí)段總數(shù)；(^為一個(gè)時(shí)段基線分量或邊長(zhǎng)；為i時(shí)段 相應(yīng)的C1分量的方差；Cni為各時(shí)段的加權(quán)平均值；
[0025] Q213:網(wǎng)平差
[0026] 數(shù)據(jù)檢驗(yàn)：分析國(guó)家GPS連續(xù)運(yùn)行站及IGS站穩(wěn)定性，進(jìn)行X 2檢驗(yàn)；
[0027] 網(wǎng)平差：在2000國(guó)家大地坐標(biāo)系下，網(wǎng)平差采用逐級(jí)控制的原則進(jìn)行；首先，約束 國(guó)家GPS連續(xù)運(yùn)行站與IGS站點(diǎn)，做三維約束平差，求出GNSS連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站點(diǎn)坐標(biāo)；其 次，約束GNSS連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站點(diǎn)，做三維約束平差，觀測(cè)站坐標(biāo)；
[0028] 精度統(tǒng)計(jì)：統(tǒng)計(jì)點(diǎn)位坐標(biāo)精度與基線精度；
[0029] Q22 :水準(zhǔn)數(shù)據(jù)處理
[0030] Q221 :數(shù)據(jù)預(yù)處理：
[0031] 觀測(cè)數(shù)據(jù)整理：整理點(diǎn)名、距離、測(cè)站數(shù)、高差、觀測(cè)時(shí)間與標(biāo)尺號(hào)等；
[0032] 水準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)：根據(jù)已有數(shù)據(jù)文件提出路線上水準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)；GPS點(diǎn)坐標(biāo)為GPS概略坐 標(biāo)；
[0033] 布格異常：從重力ig息系統(tǒng)中獲取布格異常；
[0034] 標(biāo)尺改正系數(shù)：對(duì)水準(zhǔn)觀測(cè)中的標(biāo)尺均在計(jì)量鑒定單位進(jìn)行測(cè)前、測(cè)后檢驗(yàn)；
[0035] Q222 :起算點(diǎn)獲?。浩鹚泓c(diǎn)高程值分別取自"國(guó)家一等水準(zhǔn)復(fù)測(cè)成果表"和"國(guó)家 二等水準(zhǔn)改算成果表"；
[0036] Q223 :水準(zhǔn)概算：
[0037] 數(shù)據(jù)正確性與一致性檢驗(yàn)：檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的完整性與正確性，每千米偶然中誤差計(jì)算 公式為：
A為測(cè)段往返高差不符值，R為測(cè)段長(zhǎng)度，η為測(cè)段數(shù)；
[0038] 概略高程計(jì)算：推算個(gè)點(diǎn)概略高程，為后續(xù)計(jì)算各項(xiàng)改正數(shù)提供概略值；
[0039] 誤差改正：水準(zhǔn)標(biāo)尺長(zhǎng)度改正、正常水準(zhǔn)面不平行改正、重力異常改正、固體潮改 正；
[0040] 每千米測(cè)量全中誤差計(jì)算公式為 為經(jīng)過(guò)各項(xiàng)改正后的水準(zhǔn)環(huán) 閉合差，F(xiàn)為水準(zhǔn)環(huán)線周長(zhǎng)，N為水準(zhǔn)環(huán)數(shù)；
[0041] Q224:平差計(jì)算一、二等水準(zhǔn)網(wǎng)采用間接平差法進(jìn)行聯(lián)合平差，平差以加過(guò)標(biāo)尺長(zhǎng) 度誤差改正、正常水準(zhǔn)面不平行改正、重力異常改正、固體潮改正后的往返測(cè)高差中數(shù)為元 素、待定結(jié)點(diǎn)高程為未知數(shù)，按路線測(cè)站數(shù)定權(quán)，并按一、二等水準(zhǔn)測(cè)量每千米偶然中誤差 限差±0. 45mm和± 1.0 mm按比例定權(quán)，當(dāng)結(jié)點(diǎn)高程及路線高差改正量計(jì)算完成后，采用附 合路線平差的方法推求其它