現代測繪基準體系在區域性測繪中應注意的問題

摘 要:本文作者主要就我國國內區域性現代測繪基準體系建設的現狀及構建中應注意的問題進行了闡述。

關鍵詞:現代測繪基準體系問題

中圖分類號:P205文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)05(a)-0084-02

1 現代測繪區域性基準體系建設的現狀

1.1 平面基準

1.1.1 CORS

CORS是將空間技術、現代通訊技術、計算機技術、測繪技術等多種技術集成的實用性系統，是城市和地區不可或缺的空間信息基礎設施。連續運行衛星定位服務系統可以定義為一個或若干個固定的、連續運行的GPS參考站，利用現代計算機、數據通信和互聯網(LAN/WAN)技術組成的網絡，實時地向不同類型、不同需求、不同層次的用戶自動地提供經過檢驗的不同類型的GPS觀測值(載波相位，偽距)，各種改正數、狀態信息，以及其他有關GPS服務項目的系統[4]。

CORS改變了傳統測量中平面控制和高程控制分離的作業模式，集控制測量、細部測量、水準測量于一體，且在系統有效覆蓋范圍內，測量精度平均、可靠性高，全面提高了測繪工作的效率。滿足了不同行業、不同用戶的定位需求，為城市規劃、國土管理、城鄉建設、基礎測繪、交通管理、氣象預報、災害監測、環境保護和科學研究等提供了空間定位服務，是區域性地理空間框架的重要基礎設施，也是構建“數字城市”必要的技術支撐。

1.1.2 高精度平面控制網

(1)省級C級GPS網:省級C級GPS網形成了與全國高精度三維地心坐標框架相一致的大地控制網。大地基準:1980西安坐標系;高程基準:1985國家高程基準;重力基準:2000國家重力基準。C級GPS網的平均基線10～16km。目前浙江、福建、江西、北京、天津、河北、山西、上海、山東、江蘇、安徽、河南、湖北、湖南和陜西等省(直轄市)都完成了C級GPS網的建設工作。

(2)城市GPS控制網:多數城市GPS控制網都是采用分級建設的，首級控制網為一般為框架網，按國家GPSA級網的要求聯測國際IGS連續運行站。框架網平均基線30～50km。平差后相鄰基線點的水平分量和垂直分量的測定精度一般優于5mm。在GPS框架網的基礎上布設GPS基本網，按國家GPSC級網的要求施測，具有WGS～84、西安80、北京54和地方坐標系。基本網的平均基線約15km。平差后相鄰基線點的水平分量和垂直分量的測定精度一般優于2cm。

1.2 高程基準

1.2.1 省級高程基準

基本水準網一般為二等，局部加密三等，1985國家高程基準，按國家水準測量規范施測。

1.2.2 城市高程基準

基本水準網一般按二等水準，部分城市開展了地面沉降監測工作，一般按一、二等水準測量的精度要求施測。

1.3 區域似大地水準面的確定

部分省市借助于重力數據進行了區域性似大地水準面的精化工作。

1.3.1 省級似大地水準面的確定

目前已完成的省(直轄市)有近20個:2003—2004年，浙江、福建和江西省開展了區域似大地水準面的精化試點工作，2004—2006年，華北4省市(北京、天津、河北和山西)和華東、華中8省市(上海、江蘇、安徽、湖南、湖北、河南、陜西和山東)等也相繼進行了區域似大地水準面的精化工作，其精度一般達到了:城市:3～5cm;平地和丘嶺地區:5～6cm;山地:6～8cm[1]。

1.3.2 城市似大地水準面的確定

武漢大學李建成教授與合作者經過多年的深入研究，已功克了局部大地水準面的多項難題和關鍵技術，似大地水準面嚴密的陸海統一算法和具有原創性的球冠諧理論和方法，既保證了陸海地區似大地水準面的高精度，又能反映高分辨率局域大地水準面的特征。他們近兩年在東莞市、廣州市和武漢市進行的似大地水準面精化成果達到了1cm，這一成果將改變傳統高程測量作業模式，可取代長距離二等水準測量。

2 現代測繪區域性基準體系的構建

2.1 整體推進、區域先行

國家測繪局“十一五”規劃明確指出:到2010年，基本建成國家現代測繪基準體系，確保全國測繪基準的完整統一。要實現這一目標，難度是很大的。區域性現代測繪基準體系是國家現代測繪基準體系的重要組成部分，省級現代測繪基準體系建設和城市現代測繪基準體系建設是很重要的環節，尤其是城市現代測繪基準體系的建設更為重要。目前在區域性現代測繪基準體系的建設的進程中，由于地區差異和社會發展、社會需求的不平衡，出現了東部經濟發達地區的省份和城市較中西部地區的進展快，城市比省(區)精度高等現象，應引起足夠的重視。區域性現代測繪基準體系建設，要按照國家現代測繪基準體系建設的要求，在內容、精度、進度上確保與國家的一致性，有條件的省(市)，尤其是城市要率先推進本區域的現代測繪基準體系建設，如江蘇省、廣州、武漢和東莞等城市就是一個成功的范例，為全國現代測繪基準體系建設全面實施提供了有益的借鑒。

2.2 政府投入、共建共享

現代測繪基準體系建設是一項基礎性、公益性的系統工程，需要在長期的建設過程中不斷完善和發展，需要各級政府有關部門的長期合作和共同推進。現代測繪基準體系建設一般多采取“政府投入、測繪牽頭、部門參與、服務社會”的模式，堅持政府主導、統籌規劃、統一標準、信息共享、科學管理、務實高效，充分發揮政府的主導作用，促進相關方共同研究開發和建設，大力推動共建共享，不斷提高應用和服務水平。如江蘇省CORS的建設由江蘇省政府投入，江蘇省測繪局牽頭，省氣象局等部門參與，系統實現了高精度、連續、動態、實時三維定位服務，在共建共享原則下，與省氣象、地震等部門共同搭建了省級區域性的GPS氣象應用實時共享服務平臺，并為與鄰省市CORS系統互聯形成跨省份、跨行業的綜合服務系統奠定了基礎。

目前，現代測繪基準體系建設主要集中在基礎設施建設、系統自動化管理、數據采集與分發等方面，從已建成系統的共享服務模式看，還局限于原始數據共享，與實現在線服務的全面共享還有一定的差距。要實現在線服務的全面共享，必須強化系統在用戶數據上傳和在線處理、運行狀況發布、參考站信息檢索、觀測數據下載、系統管理與監視、用戶注冊與管理等功能，還要擴展坐標系統間的轉換功能。

2.3 建立高精度的測繪基準

現代測繪基準體系建設的目標是建立高精度、三維、動態、多功能的測繪基準體系，其關鍵技術是建立高精度的測繪基準，實現高精度和實時性的統一。區域性測繪基準建設的重點是平面基準、高程基準和重力基準。建設中既要有高精度的平面和高程基準，又要借助于重力數據進行區域性似大地水準面的精化，并建立嚴密的轉換關系，還要有實時的CORS。

2.3.1 平面基準

平面基準一般采用CORS和高等級GPS控制網來建立和維護一個統一的高精度、動態、實時、三維的地心坐標系及其由地面基準網點構成的參考框架。

(1)CORS系統精度:動態參考基準:地心坐標的坐標分量，絕對精度優于011m;基線方向的坐標分量，相對精度優于3310-7m;實時動態定位精度，水平優于3cm，垂直優于5cm;事后定位精度:水平優于5mm，垂直優于10mm;可用性:不低于95%;完好性:報警時間小于6秒，誤報概率小于013%等。

(2)省級C級GPS網應采用空間定位技術，建立覆蓋省級的與全國高精度三維地心坐標框架相一致的空間大地控制網。其空間定位應采用1980西安坐標系為大地基準;采用1985國家高程基準為高程基準;采用2000國家重力基本網為重力基準。數據處理應采用IGS精密星歷，地心坐標系和ITRF97參考框架。

(3)城市高精度GPS控制網:城市GPS控制網采用分級建設，首級控制網為框架網，按國家GPSA(或B)級網的要求實施，聯測國際IGS連續運行站，采用精密軟件進行數據處理，獲取精確的WGS84坐標。在GPS框架網的基礎上，布設GPS基本網，按國家GPSC級網的要求實施。

2.3.2 高程基準

建立高精度的高程基準可采用常規的幾何水準測量方法，也可利用厘米級精度水平的似大地水準面將GNSS測定的大地高轉換成正常高，借助似大地水準面形成的高程基準，以此代替幾何水準測量所建立的高程參考框架。

(1)省級高程基準:省級的高程基準應不低于國家二等水準的精度。

(2)城市的高程基準:城市的高程基準應不低于省級的高程基準的精度，東部沿海城市宜按一等水準的精度建立。

(3)區域似大地水準面的確定:

1)省級似大地水準面:平地和丘嶺地區:5～6cm;山地:7～10cm;

2)城市似大地水準面:2cm，有條件的城市應力爭達到1cm。

2.4 建立平面基準和高程基準間的轉換關系

具備了高精度的平面基準、高程基準和似大地水準面成果后，還需要將其聯測和處理，建立精確的轉換關系，真正建立起實時獲取高精度三維坐標的現代測繪基準。

3 結語

目前，區域性現代測繪基準體系是我國現代測繪基準體系的重要組成部分，應充分發揮政府的主導作用，由測繪主管部門牽頭，各相關部門參與，建立共建共享的服務機制，不斷提高應用和服務水平。