新型大地基准建网方法技术

本发明专利技术提供了一种新型大地基准建网方法，步骤为：GNSS水准重力观测墩建设；GNSS、水准、重力网数据采集与处理：GNSS观测按照全球定位系统测量规范进行观测，水准测量按照国家一、二等水准测量规范测量，重力测量按照国家重力控制测量规范进行观测数据采集；将数据进行建立全国各地区厘米级高精度似大地水准面模型、大陆速度场模型、全国地面沉降动态模型，应用于现代大地基准的建立与维护，结构简单，通过GNSS、水准、重力网并置，可以建立高精度似大地水准面、大陆速度场模型、地面沉降模型，精度提高到厘米级，实现现代大地基准建立与维护，进一步丰富地质灾害与地理国情监测手段，达到增效的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及大地测量
，特别涉及一种。
技术介绍
我国疆域辽阔，地形复杂，是一个地质灾害多发国家，2013年地质灾害造成的直接 经济损失达到102亿元。因此，综合利用GNSS、水准、重力等多期多源基础资料，通过GNSS 控制网、垂直基准、重力网等并置，利用多网并置的多期资料，能够反演地下水存储量变化、 冰雪融化、湖泊水量变化等，建立全国似大地水准面模型、大陆速度场模型、全国地面沉降 模型，实现现代大地基准服务体系的建立与维护是大地测量亟需解决的问题，建立全国地 面沉降动态模型是实施全国地质灾害防治战略的根本要求。 随着社会经济的发展，科技水平的进步，无线通信技术和全球卫星定位系统（GPS) 技术越来越多地应用于日常生活的方方面面开始。无论是在各方面的安全监控和维护，无 线通信（GSM)和DGPS技术发挥了重要作用。基于GSM的无线通信网络覆盖范围大，成本低。 单独的GPS系统，GSM系统的车辆和人员通过无线卫星定位通信链路的移动电话用户完成 车辆和人员的监控发送位置信息。 GNSS的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多 颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。要达到这一目的，卫星的位置可以根据星载时 钟所记录的时间在卫星星历中查出。 随着GPS技术的飞速进步和应用普及，它在城市测量中的作用已越来越重要。 当前，利用多基站网络RTK技术建立的连续运行卫星定位服务综合系统（Continuous Operational Reference System，缩写为C0RS)已成为城市GPS应用的发展热点之一。CORS 系统是卫星定位技术、计算机网络技术、数字通讯技术等高新科技多方位、深度结晶的产 物。CORS系统由基准站网、数据处理中心、数据传输系统、定位导航数据播发系统、用户应用 系统五个部分组成，各基准站与监控分析中心间通过数据传输系统连接成一体，形成专用 网络。 随着国内外CORS系统的迅速发展，目前我国国家、省市、行业共建CORS站已达到 2500座左右，这些CORS系统在国家经济建设、国防安全等方面中发挥重要作用。通常情况 下，这些CORS站都联测水准，得到1985国家高程基准成果。综合利用当地重力数据、地形 数据，使用GPS水准数据纠正重力似大地水准面，可以得到高精度区域似大地水准面成果。 在GNSS水准点上再联测重力测量，通过GNSS、水准、重力网并置，建立全国似大地水准面、 大陆速度场、地面沉降模型，实现现代大地基准体系的建立与维护，可以揭示地壳运动与区 域重力场变化，进一步丰富地质环境与地理国情监测手段。 整合全国CORS系统并建立国家CORS网是现代测绘地理信息发展的必然趋势。建 立垂直基准框架是高程基准和深度基准发展的必然。新一代国家基本重力网是我国高精度 重力基准建立和维持的重要基础。建立全国高精度高分辨率似大地水准面模型是经济建设 与多学科发展的需要。建立高精度大陆速度场模型是维护高精度测绘基准的重要基础资 料。建立全国统一的地面动态沉降模型是实施国家地面沉降防治战略的根本要求。
技术实现思路
针对现有技术中缺少高精度高分辨率似大地水准面模型的上述缺陷和问题，本发 明实施例的目的是提供一种更好的，集合了 GNSS控制网、垂直基 准、重力网等资源，能够实现现代大地基准服务体系的建立与维护，可以缩短作业周期，能 提高外业工作效率的同时，极大的降低成本，达到增效的目的。 为了达到上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案： -种，其特征在于，步骤如下： Ql :GNSS水准重力观测墩建设：按照《国家重力控制测量规范》，重力观测墩建设 在GNSS水准点观测墩附近，且重力观测墩基座与GNSS观测墩墩体分离建设；其中，基准点 观测墩标石的尺寸为1200mmX 1200mmX 1000mm，标石周围与地面应留宽为0.1 m的隔震槽， 填以泡沫塑料，标石距墙不得小于0. 5m，两个观测墩之间相距应大于0. 8m ; Q2 :GNSS、水准、重力网数据采集与处理：GNSS观测按照全球定位系统测量规范进 行观测，水准测量按照国家一、二等水准测量规范测量，重力测量按照国家重力控制测量规 范进行观测数据采集； Q21 :GNSS 数据处理： Q211 :数据整理：依据外业观测手簿，将同一天的观测数据放在一起，并进行数据 正确性的检验； 国家CORS站数据收集：国家GPS连续运行站是我国大地测量高精度的观测站，处 理国家GPS连续运行站及周围IGS站观测数据； 数据标准化：使用随机软件标准化，形成观测数据文件和广播星历文件； 天线高归算：按照天线结构，天线高统一采用观测值归算； Q212 :基线解算 先验坐标获取：差分模式获取GPS观测站的先验坐标，其坐标可以达到0.1 m以内 的精度； 参数设置：设置高度角、对流层、观测值类型等其它参数； 基线解算：以年积日为单位，进行基线解算； 基线重复性检验：基线重复性按下式计算； 其中，η为同一基线的观测时段总数；(^为一个时段基线分量或边长；为i时段 相应的C1分量的方差；Cni为各时段的加权平均值； Q213:网平差 数据检验：分析国家GPS连续运行站及IGS站稳定性，进行X 2检验； 网平差：在2000国家大地坐标系下，网平差采用逐级控制的原则进行；首先，约束 国家GPS连续运行站与IGS站点，做三维约束平差，求出GNSS连续运行基准站点坐标；其 次，约束GNSS连续运行基准站点，做三维约束平差，观测站坐标； 精度统计：统计点位坐标精度与基线精度； Q22 :水准数据处理 Q221 :数据预处理： 观测数据整理：整理点名、距离、测站数、高差、观测时间与标尺号等； 水准点坐标：根据已有数据文件提出路线上水准点坐标；GPS点坐标为GPS概略坐 标； 布格异常：从重力ig息系统中获取布格异常； 标尺改正系数：对水准观测中的标尺均在计量鉴定单位进行测前、测后检验； Q222 :起算点获取：起算点高程值分别取自"国家一等水准复测成果表"和"国家 二等水准改算成果表"； Q223 :水准概算： 数据正确性与一致性检验：检验数据的完整性与正确性，每千米偶然中误差计算 公式为：A为测段往返高差不符值，R为测段长度，η为测段数； 概略高程计算：推算个点概略高程，为后续计算各项改正数提供概略值； 误差改正：水准标尺长度改正、正常水准面不平行改正、重力异常改正、固体潮改 正； 每千米测量全中误差计算公式为 为经过各项改正后的水准环 闭合差，F为水准环线周长，N为水准环数； Q224:平差计算一、二等水准网采用间接平差法进行联合平差，平差以加过标尺长 度误差改正、正常水准面不平行改正、重力异常改正、固体潮改正后的往返测高差中数为元 素、待定结点高程为未知数，按路线测站数定权，并按一、二等水准测量每千米偶然中误差 限差±0. 45mm和± 1.0 mm按比例定权，当结点高程及路线高差改正量计算完成后，采用附 合路线平差的方法推求其它当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型大地基准建网方法，其特征在于，步骤如下：Q1：GNSS水准重力观测墩建设：按照《国家重力控制测量规范》，重力观测墩建设在GNSS水准点观测墩附近，且重力观测墩基座与GNSS观测墩墩体分离建设；其中，基准点观测墩标石的尺寸为1200mm×1200mm×1000mm，标石周围与地面应留宽为0.1m的隔震槽，填以泡沫塑料，标石距墙不得小于0.5m，两个观测墩之间相距应大于0.8m；Q2：GNSS、水准、重力网数据采集与处理：GNSS观测按照全球定位系统测量规范进行观测，水准测量按照国家一、二等水准测量规范测量，重力测量按照国家重力控制测量规范进行观测数据采集；Q21：GNSS数据处理：Q211：数据整理：依据外业观测手簿，将同一天的观测数据放在一起，并进行数据正确性的检验；国家CORS站数据收集：国家GPS连续运行站是我国大地测量高精度的观测站，处理国家GPS连续运行站及周围IGS站观测数据；数据标准化：使用随机软件标准化，形成观测数据文件和广播星历文件；天线高归算：按照天线结构，天线高统一采用观测值归算；Q212：基线解算先验坐标获取：差分模式获取GPS观测站的先验坐标，其坐标可以达到0.1m以内的精度；参数设置：设置高度角、对流层、观测值类型等其它参数；基线解算：以年积日为单位，进行基线解算；基线重复性检验：基线重复性按下式计算；R=[nn-1·Σi=1n(Ci-Cm)2σCi2Σi=1n1σCi1]1/2]]>其中，n为同一基线的观测时段总数；Ci为一个时段基线分量或边长；为i时段相应的Ci分量的方差；Cm为各时段的加权平均值；Q213：网平差数据检验：分析国家GPS连续运行站及IGS站稳定性，进行χ2检验；网平差：在2000国家大地坐标系下，网平差采用逐级控制的原则进行；首先，约束国家GPS连续运行站与IGS站点，做三维约束平差，求出GNSS连续运行基准站点坐标；其次，约束GNSS连续运行基准站点，做三维约束平差，观测站坐标；精度统计：统计点位坐标精度与基线精度；Q22：水准数据处理Q221：数据预处理：观测数据整理：整理点名、距离、测站数、高差、观测时间与标尺号等；水准点坐标：根据已有数据文件提出路线上水准点坐标；GPS点坐标为GPS概略坐标；布格异常：从重力信息系统中获取布格异常；标尺改正系数：对水准观测中的标尺均在计量鉴定单位进行测前、测后检验；Q222：起算点获取：起算点高程值分别取自“国家一等水准复测成果表”和“国家二等水准改算成果表”Q223：水准概算：数据正确性与一致性检验：检验数据的完整性与正确性，每千米偶然中误差计算公式为：Δ为测段往返高差不符值，R为测段长度，n为测段数；概略高程计算：推算个点概略高程，为后续计算各项改正数提供概略值；误差改正：水准标尺长度改正、正常水准面不平行改正、重力异常改正、固体潮改正；每千米测量全中误差计算公式为：W为经过各项改正后的水准环闭合差，F为水准环线周长，N为水准环数；Q224：平差计算一、二等水准网采用间接平差法进行联合平差，平差以加过标尺长度误差改正、正常水准面不平行改正、重力异常改正、固体潮改正后的往返测高差中数为元素、待定结点高程为未知数，按路线测站数定权，并按一、二等水准测量每千米偶然中误差限差±0.45mm和±1.0mm按比例定权，当结点高程及路线高差改正量计算完成后，采用附合路线平差的方法推求其它各水准点的高程；平差计算模型为：误差方程V＝BX‑L，V改正数矩阵，B系数矩阵，X未知数矩阵，L常数项矩阵；精度统计：统计平差单位权中误差与最弱点中误差；Q23：重力数据处理Q231：资料整理分析：相对重力测量数据预处理：外业资料汇集与整理，包括点位编号、汇总坐标与高程，整理相对重力联测资料等内容；数据处理计算，包括仪器读数换算成毫伽值，进行气压改正、仪器高改正、潮汐改正后得到初步观测值，经零漂改正后得到最后观测值，然后进行重力段差计算、精度计算等；绝对重力测量资料的整理：全面收集和整理已有绝对重力测量成果，建立绝对测量成果档案，整理与分析绝对重力测量资料；Q232：平差方案确定：原则：平差计算时，基本网采用“弱基准”，平差时不固定任何重力点；权：在平差计算过程中，绝对重力观测量、飞机联测相对重力观测量和所有长基线标定相对重力观测量都始终采用先验权；其它相对重力观测量采用抗差估计重新定权；仪器参数：采取由多至少的原则，逐次舍去各仪器振幅较小或振幅与中误差相当或相位中误差较大的周期误差，只顾及影响显著的周期项，以便达到仪器参数的合理匹配；Q233：平差计算：观测量：绝对观测量和相对观测量；误差计算方程为：V＝AX‑L；绝对重力观测量误差方程为gi为i点的平差重力值，为i点的绝对重力仪测定的观测...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭春喜，聂建亮，马新莹，李春晓，
申请(专利权)人：国家测绘地理信息局大地测量数据处理中心，
类型：发明
国别省市：陕西;61