市區(qū)測繪基準(zhǔn)體系建設(shè)

1、市區(qū)測繪基準(zhǔn)體系建設(shè) 1平面基準(zhǔn) 重慶市平面基準(zhǔn)采用CORS(A級GPS)和B級GPS控制網(wǎng)來建立和維護(hù)掩蓋全重慶區(qū)域的與全國三維地心坐標(biāo)框架相全都的地方參考框架，同時(shí)建立各區(qū)縣城市首級平面控制網(wǎng)(C級GPS網(wǎng))。 1.1CQCORS 在全重慶市范圍內(nèi)建立35個(gè)A級GPS繼續(xù)運(yùn)行參考站(ChongQingContinuouslyOperatingReference，CQCORS)，CQCORS站間距約50km60km。CQ-CORS于2022年7月所有建成，實(shí)現(xiàn)了重慶市域范圍8.24萬km2全掩蓋，如圖1所示。該系統(tǒng)現(xiàn)已向重慶市各政府部門和測繪單位供應(yīng)綜合服務(wù)。 1.2B級GPS網(wǎng) 在全重慶市

2、范圍內(nèi)建設(shè)由60個(gè)B級GPS點(diǎn)組成的B級GPS網(wǎng)，點(diǎn)間距離約30km55km，同35個(gè)A級GPS繼續(xù)運(yùn)行參考站共同組成重慶市測繪基準(zhǔn)參考框架。B級GPS點(diǎn)采用GPS、水準(zhǔn)共用標(biāo)石，并聯(lián)測二等水準(zhǔn)。 1.3C級GPS網(wǎng) 在重慶市GPS框架網(wǎng)的基礎(chǔ)上，除都市區(qū)外的各區(qū)縣城市計(jì)劃區(qū)內(nèi)布設(shè)105個(gè)C級GPS點(diǎn)，作為各區(qū)縣城市首級平面控制網(wǎng)，其中中心城市不少于5點(diǎn)，其余城市不少于3點(diǎn)。C級GPS點(diǎn)既是平面控制點(diǎn)，又是似大地水準(zhǔn)面精化點(diǎn)，采用GPS、水準(zhǔn)共用標(biāo)石，并聯(lián)測二等水準(zhǔn)。在重慶都市區(qū)結(jié)合地形變化布設(shè)220個(gè)GPS精化點(diǎn)，按C級GPS標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。精化點(diǎn)平均間距6km8km，均聯(lián)測二等水準(zhǔn)。GPS的選埋

3、除滿意區(qū)域似大地水準(zhǔn)面精化基本技術(shù)規(guī)定、全球定位系統(tǒng)(GPS)測量規(guī)范等規(guī)范外，還務(wù)必考慮山地城市高差起伏大的特點(diǎn)、地形變化、便于水準(zhǔn)聯(lián)測、便利使用、標(biāo)志庇護(hù)等原則，其觀測嚴(yán)格按規(guī)范執(zhí)行，如圖2所示。 GPS數(shù)據(jù)處理采用美國麻省理工學(xué)院研制的高精度數(shù)據(jù)處理軟件GAMIT/GLOBK10.40，平差采用逐級控制的原則舉行。在2000國家大地坐標(biāo)系(ITRF2000、ITRF2022參考框架，觀測瞬時(shí)歷元)下，首先約束LUZH、WUHN等9個(gè)國家繼續(xù)運(yùn)行站點(diǎn)，做三維約束平差，求出35個(gè)A級GPS點(diǎn)坐標(biāo);然后約束A級GPS點(diǎn)，做三維約束平差，求出60個(gè)B級GPS點(diǎn)坐標(biāo);最后約束A、B級GPS點(diǎn)，做三

4、維約束平差，求出C級GPS點(diǎn)坐標(biāo)。數(shù)據(jù)處理后各項(xiàng)成績的精度均達(dá)到規(guī)范要求，其精度統(tǒng)計(jì)見表1。 我國先后建立有1954年北京坐標(biāo)系、1980西安坐標(biāo)系，重慶中西部建立有重慶市自立坐標(biāo)系，并以此生產(chǎn)了大量的測繪產(chǎn)品。為了充分利用已有成績，GPS網(wǎng)分離聯(lián)測了1954年北京坐標(biāo)系、1980西安坐標(biāo)系、重慶市自立坐標(biāo)系、各區(qū)縣坐標(biāo)系(萬州、黔江、永川、墊江、開縣、忠縣、梁平、彭水、涪陵等區(qū)縣的地方坐標(biāo)系控制點(diǎn))的已知點(diǎn)。選用三維七參數(shù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型決定了重慶區(qū)域2000國家大地坐標(biāo)系與1954年北京坐標(biāo)系、1980西安坐標(biāo)系之間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系，其坐標(biāo)轉(zhuǎn)換點(diǎn)位殘差中誤差分離為±0.15m、±

5、;0.58m;選用二維四參數(shù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型決定了重慶中西部區(qū)域2000國家大地坐標(biāo)系與重慶市自立坐標(biāo)系之間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系，其坐標(biāo)轉(zhuǎn)換點(diǎn)位殘差中誤差±0.062m。 2高程基準(zhǔn) 目前國家采用黃海1985國家高程系統(tǒng)，其高程的供應(yīng)主要是采用傳統(tǒng)的測量方法，即通過與國家高程控制點(diǎn)的水準(zhǔn)聯(lián)測來傳遞高程。2022年建成的中國似大地水準(zhǔn)面(CQG2000)，精度±0.3m±0.6m，僅能滿意我國小于等于110000比例尺測圖和其他類似精度需求的高程測定工作，對于更高的高程精度要求，還務(wù)必建立厘米級精度的似大地水準(zhǔn)面。因此，現(xiàn)代化高程系統(tǒng)除了有高精度的高程控制網(wǎng)外，還應(yīng)有高精度、高

6、辨別率的似大地水準(zhǔn)面。重慶市的高程基準(zhǔn)采用二等水準(zhǔn)，1985國家高程基準(zhǔn)，采用建設(shè)傳統(tǒng)的高程控制網(wǎng)和精化似大地水準(zhǔn)面相結(jié)合，即在全重慶建立二等水準(zhǔn)控制網(wǎng)，同時(shí)在都市圈舉行厘米級精度似大地水準(zhǔn)面精化。 2.1二等水準(zhǔn)網(wǎng) 重慶市二等水準(zhǔn)控制網(wǎng)分為框架網(wǎng)和精化網(wǎng)，框架網(wǎng)主要是維護(hù)重慶市的高程參考框架，精化網(wǎng)主要是為了舉行似大地水準(zhǔn)面精化而舉行的A、B、C級GPS點(diǎn)的水準(zhǔn)聯(lián)測。重慶市二等水準(zhǔn)框架網(wǎng)由18個(gè)結(jié)點(diǎn)、長約6443km的掩蓋全重慶市二等水準(zhǔn)網(wǎng)組成，如圖3所示，共埋設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)約1100余點(diǎn)。重慶市二等水準(zhǔn)精化網(wǎng)是為A、B、C級GPS點(diǎn)聯(lián)測水準(zhǔn)高程。在二等水準(zhǔn)路線上的GPS點(diǎn)，納入二等水準(zhǔn)路線，采用

7、閉合或附合方式聯(lián)測二等水準(zhǔn)。距離二等水準(zhǔn)路線超出5km的GPS點(diǎn)，使用二等水準(zhǔn)支線方法施測。對于在樓頂上的GPS點(diǎn)，采用自由懸掛鋼尺法舉行樓頂GPS點(diǎn)的二等水準(zhǔn)聯(lián)測。GPS點(diǎn)二等水準(zhǔn)支線215條，路線長2235km，聯(lián)測GPS點(diǎn)426個(gè)。 二等水準(zhǔn)布設(shè)原則:區(qū)域內(nèi)原有一、二等水準(zhǔn)線路一般不再布設(shè)新的水準(zhǔn)，個(gè)別破壞嚴(yán)峻的線路重新布設(shè)水準(zhǔn)線路;A、B級GPS點(diǎn)和埋設(shè)于大路附近的C級GPS點(diǎn)，納入二等水準(zhǔn)路線中聯(lián)測;新布設(shè)平凡水準(zhǔn)點(diǎn)的點(diǎn)間距，城建區(qū)平均3km，非城建區(qū)平均6km，平均間距5km;在GPS點(diǎn)附近要增強(qiáng)埋設(shè)1個(gè)二等準(zhǔn)點(diǎn)，便于GPS點(diǎn)的水準(zhǔn)聯(lián)測;二等水準(zhǔn)應(yīng)盡量利用其路線上保存完好并且符合要

8、求的一、二等水準(zhǔn)點(diǎn)，全網(wǎng)共利用已有國家一、二等水準(zhǔn)點(diǎn)位共203點(diǎn)。二等水準(zhǔn)測量分三期實(shí)施，2022年5月2022年12月完成外業(yè)工作，二等水準(zhǔn)觀測及連測按國家一、二等水準(zhǔn)測量規(guī)范要求，采用LiecaDNA03、蔡司NI002等電子水準(zhǔn)儀和條形碼因瓦尺舉行單路線來回觀測，5處跨河水準(zhǔn)觀測方法采用測距三角高程法，場地布設(shè)成大地四邊形。 2.2區(qū)域似大地水準(zhǔn)面 在當(dāng)前GNSS定位時(shí)代，精化似大地水準(zhǔn)面和建設(shè)傳統(tǒng)的高程控制網(wǎng)同等重要。因此，重慶市高程基準(zhǔn)體系除了有高精度的高程控制網(wǎng)外，還應(yīng)有高精度、高辨別率的似大地水準(zhǔn)面。利用GNSS衛(wèi)星定位技術(shù)取代傳統(tǒng)的、低精度的水準(zhǔn)測量工作，因此需決定重慶區(qū)域似大

9、地水準(zhǔn)面。重慶市似大地水準(zhǔn)面精化過程中，收集了國家測繪地理信息局館藏重慶市范圍內(nèi)及周邊地區(qū)90617個(gè)加密重力點(diǎn)，重慶市范圍內(nèi)426個(gè)GPS/水準(zhǔn)點(diǎn)以及相鄰省市的104個(gè)GPS/水準(zhǔn)點(diǎn)，重慶市范圍內(nèi)的11萬CGCS2000地形數(shù)據(jù)DEM成績、重慶市范圍外的15萬CGCS2000地形數(shù)據(jù)DEM成績。利用這些資料，應(yīng)用多種擬合模型，決定了重慶市高精度、高辨別率的似大地水準(zhǔn)面模型，其等值線圖見圖5。似大地水準(zhǔn)面模型精度采用空點(diǎn)法舉行檢核，在都市區(qū)內(nèi)空點(diǎn)精度達(dá)到±1.6cm，都市區(qū)外空點(diǎn)精度達(dá)到±1.9cm。 3重慶市地方坐標(biāo)系改造 在重慶市38個(gè)區(qū)縣各自都使用自己的坐標(biāo)體系，建立

10、方法不統(tǒng)一，等級精度不全都，給全市的統(tǒng)一應(yīng)用帶來困難。因此，務(wù)必對重慶市地方坐標(biāo)系舉行改造，建立統(tǒng)一、科學(xué)的坐標(biāo)系。重慶位于東經(jīng)105°17110°11、北緯28°1032°13，東西長約500km，市域面積8.24萬km2，高差起伏較大，因此不宜采用單一的坐標(biāo)系統(tǒng)，應(yīng)分離在重慶的中西部和東部建立自立坐標(biāo)系(見圖6)，來對全市兩個(gè)區(qū)域的坐標(biāo)系統(tǒng)舉行統(tǒng)一。自立坐標(biāo)系的建立采用具有高程抵償面的隨意帶高斯正形投影平面直角坐標(biāo)系。在重慶中西部已建立有重慶市自立坐標(biāo)系，該坐標(biāo)系基于克拉索夫斯基橢球，設(shè)置3個(gè)投影帶，采用同一個(gè)高程投影面。該坐標(biāo)系符合相關(guān)規(guī)定要求，因此，該區(qū)域直接采用該自立坐標(biāo)系，不再建立新的自立坐標(biāo)系。 4結(jié)語 近幾年，因?yàn)闇y繪新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，區(qū)域經(jīng)濟(jì)的進(jìn)展對測繪的迫切需求，一些地區(qū)和城市以GPS技術(shù)建立了地方區(qū)域性現(xiàn)代測繪基準(zhǔn)體系。在區(qū)域性現(xiàn)代測繪基準(zhǔn)體系的建設(shè)進(jìn)程中，因?yàn)榈貐^(qū)差異和經(jīng)濟(jì)進(jìn)展的不平衡，消失了東部經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的省份和城市較中西部地區(qū)的發(fā)展快，城市比省(市)精度高等現(xiàn)象。重慶作為西部地區(qū)，經(jīng)濟(jì)較為落后，其現(xiàn)代測繪基準(zhǔn)體系建設(shè)