ＷＨＣＯＲＳ在城市建設(shè)中應(yīng)用研究

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摘要：利用WHCORS網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)布設(shè)的城市一級控制網(wǎng)，用城市一級GNSS靜態(tài)網(wǎng)技術(shù)施測，檢測平面坐標值可以滿足城市一級靜態(tài)網(wǎng)精度要求。GNSS擬合高程用二等水準技術(shù)施測，經(jīng)檢測在信號良好、地勢平坦區(qū)域可以達到四等水準精度要求。故由數(shù)據(jù)實驗得知，在城市建設(shè)中，用WHCORS網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)施測的控制點精度高可靠性強，可以達到同等級的城市靜態(tài)測量精度要求。

關(guān)鍵詞：CORS；靜態(tài)測量；精度分析

1概述

本文以中鐵十四局所承接的盛世國際文體項目P（2015）043，P2015（045）地塊為例（項目在川龍大道以東，天陽路以南。東臨臨空東路，南、西均為規(guī)劃道路，北至天陽路，項目凈用地面積約為13．27hm2），利用WHCORS技術(shù)在項目范圍區(qū)域均勻地布設(shè)3個城市一級控制點，采用GNSS靜態(tài)技術(shù)和全站儀，二等水準測量方法依次檢測了控制點的平面精度和高程精度，驗證了利用WHCORS技術(shù)布設(shè)的控制點精度能滿足建筑施工的要求規(guī)范。

2WHCORS簡介

武漢市連續(xù)運行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)以下簡稱“WHCORS”是基于GNSS定位技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的地區(qū)和城市連續(xù)運行衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)，可滿足城市基礎(chǔ)測繪、國土規(guī)劃、土地管理、工程建設(shè)、形變監(jiān)測、交通監(jiān)控、港口管理、緊急救援、公共安全等方面對定位導(dǎo)航服務(wù)的需要。系統(tǒng)由5個永久性連續(xù)運行GNSS基準站和1個系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心組成，平均站間距41．8km，各基準站與系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心采用帶寬為10m的城域網(wǎng)進行實時觀測數(shù)據(jù)的傳輸［1］。

3控制網(wǎng)布設(shè)

用天寶GPSR10接收級在測區(qū)四周布設(shè)一級動態(tài)網(wǎng)絡(luò)RTK控制網(wǎng)，控制點為T1，T2，T3，T4?？刂泣c平均距離為447．83m，最大間距為570．69m，最短間距223．42m。用WHCORS技術(shù)在控制點位架設(shè)腳架采集4個測回，每個測回開關(guān)機一次，重新量取儀器高，每次間隔1min，每測回時長為3min。檢查各測回坐標值，均滿足CJJT8—2011城市測量規(guī)范規(guī)范要求：點位較差小于5cm，高程較差小于3cm，相對中誤差小于1／20000。取其4次測量值均值，用全站儀對均值進行邊角檢查均滿足規(guī)范要求。以此成果為盛世國際文體項目首級控制網(wǎng)成果，如表1所示。為檢測此次WHCORS動態(tài)測量的平面結(jié)果能否滿足GNSS城市一級靜態(tài)測量精度要求，用6臺天寶GNSS接收機同步觀測，按照城市一級靜態(tài)觀測網(wǎng)要求施測。高程結(jié)果以三等水準點DX058為已知點，按照二等水準測量的方法施測，設(shè)計一個閉合環(huán)檢測各點高程值。DX060，DX058為四等級GNSS起算點，T1，T2，T3，T4為未知點。高程控制網(wǎng)觀測方法如下：二等水準測量采用天寶Dini03精密水準儀及配套的銦瓦水準標尺，按規(guī)范［2－4］中二等水準測量要求作業(yè)。作業(yè)時遵循的具體作業(yè)細則為：1）作業(yè)前檢查與校正i角，保證i角絕對值在作業(yè)中均不超過15″。2）要求前后視距盡量相等，減少儀器i角誤差對高差觀測的影響。3）為了保證水準尺的穩(wěn)定性，測量時選用5kg尺墊，將尺墊安放在堅實的地方踩實以防止尺墊下沉。4）避免在光線昏暗或陽光強烈的環(huán)境下作業(yè)。5）水準路線采用往返觀測，并沿同一條路線進行。每一測段均采用偶數(shù)站結(jié)束，由往測轉(zhuǎn)為返測時，互換前后尺再進行觀測。觀測順序如下：奇數(shù)站為后➝前➝前➝后；偶數(shù)站為前➝后➝后➝前。利用儀器自動記錄功能進行水準測量記錄，杜絕記錄錯誤。

4數(shù)據(jù)處理與精度分析

4．1平面控制網(wǎng)數(shù)據(jù)處理

本次GNSS靜態(tài)觀測網(wǎng)，觀測時段為2次，每時段觀測1h，觀測時段間隔1min。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換采用GNSS接收機自帶的天寶ConvertToRINEX軟件，基線解算采用LeicaGeoOffice（簡稱LGO）軟件，平差計算采用中鐵四院《GPS靜態(tài)后處理軟件－SYGPS》。數(shù)據(jù)檢驗要求：1）同一時段觀測值的數(shù)據(jù)剔除率不宜大于20％。復(fù)測基線的長度較差滿足式（1）要求。dS≤22σ（1）其中，dS為復(fù)測基線長度較差。2）同一種數(shù)學(xué)模型三邊構(gòu)成的同步環(huán)閉合差滿足式（2），式（3）要求：WX≤35δ；WY≤35δ；WZ≤35δ；WS≤35δ（2）WS＝W2X＋W2Y＋W2Z（3）其中，WX，WY，WZ為環(huán)坐標分量閉合差；WS為環(huán)閉合差。3）基線異步環(huán)處理滿足下列式（4），式（5）要求：WX≤2nσ；WY≤2nσ；WZ≤2nσ；WS≤2nσ（4）WS＝W2X＋W2Y＋W2Z（5）其中，WX，WY，WZ均為環(huán)坐標分量閉合差；式（5）中WS為環(huán)閉合差；n為閉合環(huán)數(shù)。數(shù)據(jù)處理要求：1）基線向量經(jīng)檢核符合要求后，確定一個點的地心系三維坐標作為起算數(shù)據(jù)進行GNSS無約束平差。無約束網(wǎng)基線分線改正數(shù)絕對值滿足下列式（6）要求：VΔX≤3σ；VΔY≤3σ；VΔZ≤3σ（6）其中，VΔX，VΔY，VΔZ為基線分量改正數(shù)絕對值。2）選擇本地坐標系對控制網(wǎng)進行約束平差，其中基線分量的改正數(shù)與經(jīng)過剔除初差后的無約束平差結(jié)果的同一基線相應(yīng)改正數(shù)較差滿足下列式（7）要求：dVΔX≤2σ；dVΔY≤2σ；dVΔZ≤2σ（7）其中，dVΔX，dVΔY，dVΔZ為同一基線約束平差基線分量的改正數(shù)與無約束平差基線分量的改正數(shù)較差。經(jīng)軟件處理后基線解算結(jié)果如下：1）經(jīng)三維自由網(wǎng)平差解算最弱邊T1－T2相對中誤差為：1／107655，邊長為233．416m。最弱點DX060中誤差：dx＝0．82mm，dy＝0．62mm，dz＝2．57mm。2）經(jīng)二維約束網(wǎng)平差解算最弱邊T1－T2相對中誤差為：1／238363，邊長為233．421m。最弱點T1中誤差：dx＝0．76mm，dy＝0．58mm，dz＝0．96mm。由表5可知加入控制點后基線解算中誤差為1mm，最小為0．7mm，最大相對中誤差為1／395994，最小相對中誤差為1／1423986，均滿足規(guī)范要求。經(jīng)平差后解算結(jié)果如表6所示。由表6可知兩次測量成果最大差值為2cm，最小差值為0．07cm。

4．2高程控制網(wǎng)數(shù)據(jù)處理

水準平差數(shù)據(jù)處理采用中鐵四院鐵路工程測量數(shù)據(jù)處理平差計算軟件SYADJ。約束DX058點進行整體平差，以獲得各點的復(fù)測高程，復(fù)測高程與設(shè)計高程數(shù)據(jù)統(tǒng)計比較見表7～表9。由表9可知兩次高程測量成果最大差值為28mm，最小差值為2mm。T4高程值測量差值較大，T4離通信信號塔距離較近，可能是受通信基站信號影響造成。其余擬合高程值與水準高程值比較接近，其可靠性強，精度高。故運用WHCORS測量技術(shù)手段布設(shè)的動態(tài)一級網(wǎng)可以滿足建筑施工中首級控制網(wǎng)精度要求，可以代替GNSS靜態(tài)一級網(wǎng)，擬合高程值在GNSS差分信號好，地勢平坦地區(qū)可替代四等水準。

5結(jié)語

隨著CORS技術(shù)普及，CORS精度和可靠性的提高，在城市勘測、地籍測繪、電力工程等方面得到了廣泛應(yīng)用［5－7］。在布設(shè)城市一級或者二級靜態(tài)控制網(wǎng)時，可以用CORS動態(tài)測量技術(shù)代替施測，同樣能滿足精度要求，節(jié)省了大量時間，提高了效率。

作者:陳帥 陳涉 郭全超 駱紅林 單位:武漢市黃陂區(qū)規(guī)劃勘測設(shè)計院