論文發(fā)表核心期刊推薦雜志《城市軌道交通研究》雜志1998年創(chuàng)刊之初為季刊,2003年起改為雙月刊,2006年1月起改為月刊,2000年入選“中國科技論文統(tǒng)計(jì)源期刊”、“中國科技核心期刊”,2008年又入選“中文核心期刊”,已成為我國城市軌道交通領(lǐng)域內(nèi)唯一的“雙核心期刊”專業(yè)媒體。
[摘要]利用單基站RTK可以有效拓展CORS的測量范圍,需要保證單基站RTK的點(diǎn)位與精度準(zhǔn)確性。利用基于CORS的單基站RTK進(jìn)行測量地區(qū)范圍擴(kuò)展時(shí)點(diǎn)位檢校與精度評定的思想和原則,結(jié)合例子闡述了利用CORS對單基站RTK測量結(jié)果進(jìn)行點(diǎn)位檢校與精度評定的操作過程,并以此分析了CORS點(diǎn)位測量與單基站RTK點(diǎn)位測量精度變化的規(guī)律。
[關(guān)鍵詞]CORS,單基站RTK,點(diǎn)位檢校,精度評定
0引言
隨著我國經(jīng)濟(jì)與技術(shù)的快速發(fā)展,城市CORS在近幾年來得到了較好的完善,基本上對城市區(qū)域?qū)崿F(xiàn)了全覆蓋,使城市地理信息的采集更為方便。但在城市的一些邊緣地區(qū),CORS受到了限制,精度和可靠性大幅度降低采用單基站RTK可以很好地解決這個(gè)問題,為了保證單基站RTK的測量精度,就要對其進(jìn)行點(diǎn)位檢校與精度評定。
1點(diǎn)位檢校與精度評定的思想和原則
1.1基本思路
設(shè)定某CORS的覆蓋區(qū)域?yàn)锳,在周邊的覆蓋處運(yùn)用RTK單基站作業(yè);設(shè)定單基站RTK的作業(yè)范圍為B;CORS覆蓋區(qū)域與單基站RTK的作業(yè)區(qū)域有重疊度,定為C。見如圖1。
可在區(qū)域C中運(yùn)用RTK單基站和CORS搜集特定量的重疊點(diǎn)作為基礎(chǔ),采用一定方法,運(yùn)用CORS所定義的坐標(biāo)框架基準(zhǔn)來更正RTK單基站的測量結(jié)果,并評估數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度,達(dá)到利用單基站RTK對CORS邊緣覆蓋區(qū)進(jìn)行拓展范圍的目的。利用此方式拓展CORS周邊覆蓋速度快,不需提前布設(shè)和CORS關(guān)聯(lián)的高等級控制網(wǎng),節(jié)約了一定的成本。雖在某地區(qū)采用單基站CORS能滿足一般工程測量需求,但其兼容性和覆蓋范圍仍很大的限制。
1.2實(shí)施原則
通過上述基本思想,實(shí)現(xiàn)在CORS邊緣覆蓋區(qū)域,利用單基站RTK對測區(qū)拓展,需要遵循以下原則:
(1)CORS邊緣覆蓋區(qū)域和單基站RTK作業(yè)區(qū)域需要有一定范圍的重合度。
(2)在重合區(qū)域分別依據(jù)兩種手段采集一定數(shù)量、密度均勻的重合點(diǎn)。
(3)采用多項(xiàng)式擬合等方法,將CORS確定的基準(zhǔn)傳遞到單基站RTK作業(yè)范圍。
(4)對單基站RTK的最終數(shù)據(jù)采集結(jié)果進(jìn)行精度評定。
通過以上4個(gè)原則,即可保證在CORS邊緣覆蓋地區(qū)單基站RTK測量成果的可靠性。
2實(shí)例分析
為了說明在CORS邊緣覆蓋地區(qū)利用單基站RTK進(jìn)行測區(qū)拓展的具體實(shí)施過程,以CORS的邊緣覆蓋區(qū)域?yàn)槔P者于2013年11月在其邊緣覆蓋重疊區(qū)域分別利用CORS及單基站RTK采集密度均勻的重合點(diǎn)32個(gè),在CGCS2000坐標(biāo)框架下對數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析。
單基站RTK的基站坐標(biāo)采用的是WGS-84坐標(biāo)框架下的當(dāng)前瞬時(shí)歷元坐標(biāo),其與CORS采集的CGCS2000坐標(biāo)之間有一定的系統(tǒng)偏差。針對該系統(tǒng)偏差,采取線性擬合的方法進(jìn)行去除,得到去除系統(tǒng)偏差后32個(gè)點(diǎn)位在兩種坐標(biāo)系統(tǒng)下的偏差,見表1。表1中的邊長為單基站RTK基準(zhǔn)站與流動站之間的空間距離。
依據(jù)表1的內(nèi)容,制作距離―點(diǎn)位偏差圖,距離為單基站RTK基準(zhǔn)站與流動站之間的距離,則可得到32個(gè)點(diǎn)位偏差隨距離變化的關(guān)系,結(jié)果如圖2所示。
由圖2可見,在去除系統(tǒng)偏差的情況下,在10km以內(nèi),兩種作業(yè)模式下重合點(diǎn)位的偏差最大值為16mm;兩種作業(yè)模式的點(diǎn)位偏差基本上呈線性關(guān)系;隨著單基站RTK的距離增加,偏差逐漸增加,在32km處,偏差達(dá)到了50mm。
對偏差按照大小排序,以距離10km為界,設(shè)點(diǎn)i的點(diǎn)位偏差為δPi,區(qū)間統(tǒng)計(jì)個(gè)數(shù)為n,則點(diǎn)位偏差區(qū)間統(tǒng)計(jì)中誤差σ可由下式得到
假設(shè)統(tǒng)計(jì)10km內(nèi)和10km外的點(diǎn)位中誤差分別為σ<10和σ≥10,則按照式(1)可得:σ<10=11mm;σ≥10=35mm。也就是說距單基站RTK基站10km內(nèi),采用CORS作業(yè)模式與單基站RTK作業(yè)模式對同一個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測量,在認(rèn)為CORS的測量結(jié)果為真值的條件下,可認(rèn)為單基站RTK的測量中誤差保持在10mm內(nèi);而距離超過10km,則單基站RTK測量中誤差逐漸增大,在32km處達(dá)到35mm。制作的距離―中誤差圖如圖3所示。
如果32km范圍內(nèi)的全部32個(gè)點(diǎn)位按照同種觀測精度處理,則按照式(1)可得到所有32個(gè)點(diǎn)位偏差的中誤差σall=31mm,該誤差已經(jīng)超過一般情況下CORS測量的點(diǎn)位中誤差10~20mm的限制。如果認(rèn)為20mm的點(diǎn)位中誤差為單基站RTK測量相對CORS的測量限差,則由圖3可見,單基站RTK的最大作業(yè)距離應(yīng)該保持在15km以內(nèi),且需要在CORS邊緣覆蓋重合區(qū)域用CORS對單基站RTK進(jìn)行系統(tǒng)差校正。
3結(jié)語
綜上所述,上文提及的例子說明了在CORS覆蓋邊緣地區(qū),單基站RTK流動站與基準(zhǔn)站的距離越遠(yuǎn),單基站RTK測量的點(diǎn)位精確度就越低,因此我們要保證單基站RTK流動站與基準(zhǔn)站的距離不能過遠(yuǎn),否則誤差就會變大,不利于單基站RTK的點(diǎn)位檢校與精度測定。保證精度可靠才能使CORS繼續(xù)向前發(fā)展,為城市地理信息的準(zhǔn)確提供保障。
參考文獻(xiàn)
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