上虞市单基站GPSBase启动点与RTK测量关系的研究

所属栏目:电子技术论文 发布日期:2012-06-24 08:19 热度:

  摘要:以实验数据分析研究在GPSBase中以不同基准点做启动时,对不同校正文件中RTK测量成果的影响。
  关键词:GPSBase;启动点;RTK测量成果
  1引言
  GPSBase基站差分软件接受高精度双频GPS接收机的原始数据,经分析和处理,以标准RINEX格式记录星历文件和观察数据文件,一方面直接储存到本地计算机,另一方面通过该计算机访问网络经Internet统一发布差分数据。流动站用户需要高精度RTK差分定位时,通过手机通讯网络上网访问安装了GPSBase软件的计算机网络IP获取差分数据。其优点在于建设方便;费用低廉;差分覆盖面广,单基站覆盖半径可达40KM;可兼容不同型号不同精度的多个流动站并能长时间提供连接。上虞市单CORS站建成以后,根据实际情况需要使用新旧二套坐标系统,而CORS站GPSBase软件中的启动点也要随之不断变化,本文就不同启动点对RTK测量时的成果造成何种影响进行了实验与分析。
  2已有坐标系及基站情况分析
  2.1上虞1998坐标系(1995年建立)
  1995年,在上虞市建成区布设了28座四等三角控制点,中央子午线为东经120°,以“龙山(Ⅱ)”为起算点,以“龙山(Ⅱ)--丰山(Ⅲ)”为起始方位;高程系统采用1985国家高程基准。控制网覆盖面积约为40平方公里。
  2.2上虞2004坐标系(2004年建立)
  2004年,在上虞市全市范围内布设完成GPSC级网,中央子午线为120°53′,以“龙山(Ⅱ)”起算点,以“龙山(Ⅱ)--夏盖山(Ⅰ)”为起算方位,根据实测“夏盖山—龙山”边长计算夏盖山坐标,以龙山、夏盖山(新坐标)作为坐标起算点,对GPSC级网进行平差计算,,投影面为城市平均高程面,取值为10.0m。
  2.3基站建设情况
  2007年,上虞市测绘中心利用位于上虞市建设局顶楼的GPSC级点“上虞”观测墩建成GPS-CORS单基站,主要硬件采用Trimble(美国天宝)5700GPSTotalatation,软件使用天宝GPSBase基站差分软件,硬件框架如图1所示:
  
  图1单CORS站差分系统拓扑图
  3二套坐标系统产生的矛盾与疑问
  3.1共存的必然
  在上虞2004坐标系统创建以前,我市一直使用“上虞1998坐标系”作业并对外提供各种地形资料,一些规划项目与大型路网已在该系统的基础上出台,经研究发现40平方公里的地形图大面积转换坐标系统可行性较低,因此,一些放样项目依然需要以该坐标系统作业,短时间内不能完全摒弃;而上虞2004坐标系统是全市各测绘部门统一作业标准的共同平台,由1998坐标系→2004坐标系过渡是发展得必然趋势,在过渡期内,二套坐标系统共存是必然的。
  3.2矛盾的产生
  GPS流动站以1998坐标系统作业时,TSC2手簿文件采用“小越、崧厦、东关、SI74”构建校正网,将对应的“上虞”网格坐标输入转换成84坐标“30°01'13.88794"N、120°52'07.91991"E、45.723m”,GPSBase软件中基准点以该84坐标启动;GPS流动站以2004坐标系统作业时,TSC2手簿文件采用“沥海、盖北、永和、章镇、汤浦”构建校正网,将对应的“上虞”网格坐标输入转换成84坐标“30°01'13.67072"N、120°52'07.91262"E、49.905m”,GPSBase软件中基准点以该84坐标启动(启动界面如图2所示);可以看到,二套坐标系统的启动点存在不小差异,而不同作业组使用不同坐标系统时,由于启动点的不一样,同一时间只能使用一套坐标系统作业,从而二套坐标系统根据不同的需要频繁切换,大量的时间浪费在等待中,严重影响了生产效率。
  图2GPSBase启动点界面
  3.3疑问的萌发
  二套坐标系统以对应基准点启动时,施测的测量成果经检核均符合规范要求,而如果启动点不对应将会产生何种影响,下面我们拟定了一个简单方案进行实验来需求答案。
  4实验方案与数据
  4.1实验方案
  为了知道启动点的差异对流动站手簿中不同坐标系统施测造成的影响,决定以不同基准点启动GPSBase软件,手簿以同一点校正文件在校正网边缘选定的检核点施测,比较二种结果。要注意的是新建校正文件在首次进入测量模式时会自动生成一个基准点数据,基准点一旦生成,再切换GPSBase启动点,手簿文件中生成的基准点不随之变化而是一个固定值。我们先在二套坐标系统中生成与之对应的正确基准点。
  4.2实验数据
  上虞1998坐标系统主要覆盖建城区及周边部分乡镇,现分别以不同启动点开启GPSBASE,以同一文件在二种启动模式下施测。本次检测点分别位于小越、梁湖、东关、崧厦、市中心,基本覆盖原上虞1998坐标系统地形图成果,结果见表1。
  
  
  
  表1:
  1998坐标系统文件施测实验数据比较表
  点名 1998坐标系统启动点 2004坐标系统启动点 较差
   X Y Z X Y Z X Y Z
  小越胜东村1 329164.097 588510.762 4.063 329164.106 588510.753 4.081 -0.009 0.009 -0.018
  小越胜东村2 329213.478 588506.365 4.415 329213.486 588506.371 4.412 -0.008 -0.006 0.003
  梁湖佳鑫铜业 318138.483 588334.89 6.144 318138.489 588334.87 6.167 -0.006 0.020 -0.023
  东关红星村 323051.944 576954.055 5.157 323051.937 576954.068 5.151 0.007 -0.013 0.006
  松厦皮尔钢球1 329288.999 580530.836 5.541 329288.976 580530.833 5.571 0.023 0.003 -0.030
  松厦皮尔钢球2 329316.494 580441.564 5.564 329316.467 580441.568 5.579 0.027 -0.004 -0.015
  路东富伊塑料 324894.035 586474.031 5.285 324894.036 586474.024 5.286 -0.001 0.007 -0.001
  高丰家园SI126 324305.308 583181.297 5.713 324305.312 583181.292 5.698 -0.004 0.005 -0.001
  检测结果表明:以已经生成基准点的文件施测,不管GPSBASE以哪种坐标启动,二种测量成果平面坐标较差均在20mm以内,高程较差均在30mm以内,符合GPSRTK测量精度标准。
  上虞2004坐标系大致覆盖了75%上虞境,分别以不同启动点开启GPSBASE,以同一文件在二种启动模式下施测。本次检测点分别位于小越、上浦、章镇、沥海,超出小网校正点覆盖范围,结果见表2。
  表2:
  2004坐标系统文件施测实验数据比较表
  点名 1998坐标系统启动点 2004坐标系统启动点 较差
   X Y Z X Y Z X Y Z
  小越胜东村 329213.339 588506.246 4.176 329213.344 588506.237 4.128 -0.005 0.009 0.048
  上浦1 309803.417 579772.944 6.917 309803.406 579772.956 6.888 0.011 -0.012 0.029
  上浦2 309765.55 579638.116 6.957 309765.548 579638.132 6.919 0.002 -0.016 0.038
  章镇1 300650.761 581855.056 8.896 300650.773 581855.065 8.854 -0.012 -0.009 0.042
  章镇2 300629.039 581965.284 7.863 300629.041 581965.299 7.825 -0.002 -0.015 0.038
  沥海1 334390.837 573973.412 4.891 334390.816 573973.419 4.843 0.021 -0.007 0.048
  沥海2 334301.624 573973.209 4.877 334301.635 573973.208 4.901 -0.011 0.001 -0.024
  检测结果表明:以已经生成基准点的文件施测,不管GPSBASE以哪种坐标启动,二种测量成果比较平面坐标较差均不大于21mm,属正常误差范围,高程较差稍大,在29mm-48mm之间,属于正常波动范围以内。
  比较二种方案,GPSBase使用上虞2004坐标系统启动点时,流动站使用任意坐标系统的文件施测成果最为理想。
  5结束语
  上虞市连续运行参考站单基站中GPSBase差分软件在流动站手簿已生成基准点的情况下,无论GPSBase以二套坐标的那种启动点启动,对作业成果均无明显影响,本次实验结束了以前需要频繁切换启动点的作业模式,大大提高了外业的工作效率。单CORS站从规避系统风险,提高投资效益角度出发是目前中小城市的优选方案,应用前景广阔。本文就GPSBase启动点的问题作了一些探讨,今后我们将继续对CORS站进行深入研究,以期同大家共同进步。
  
  参考文献:
  [1]黄育华,倪宏宇,CORS服务网的技术研究,地理空间信息,2008,6.
  [2]郭万里,张永,城市GPS连续运行参考站网(CORS)应用综述,人民珠江,2008,01.
  [3]谭志彬,戴连君,GPS连续运行参考站网数据存储,测绘通报,2003,11.

文章标题:上虞市单基站GPSBase启动点与RTK测量关系的研究

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