似大地水准面精化成果的检核及其应用分析

王永盛

摘要：高精度的似大地水准面结合GPS定位技术能快速获取正常高，改变了传统的几何水准测量作业模式，实现了GPS测量的高程直接代替四等水准及以下的高程。本文首先对似大地水准面精化方面的工作进行了简单的论述，同时讨论了似大地水准面精化成果的两种检核方法，在此基础上分析了基于湖南省连续运行卫星定位服务系统（HNCORS）的城市似大地水准面精化成果的应用情况，希望给广大同行提供借鉴。

关键词：似大地水准面；内符合精度；外符合精度；网络RTK

1引言

近年来，为了确立高精度的坐标基准和三维空间框架，我国一些地区和城市相继开展了区域似大地水准面的精化工作，同时取得了一些突破性的成果，有些地区似大地水准面的精度甚至达到了厘米级，为经济建设提供了巨大的帮助。高精度的似大地水准面结合GPS定位技术能快速获取正常高，改变了传统的几何水准测量作业模式，实现了GPS测量的高程直接代替四等水准及以下的高程，节约了大量人力物力的同时又產生了巨大的经济效益，加快了数字城市的建设，具有特别重要的社会效益和科学意义。本文首先对似大地水准面精化方面的工作进行了简单的论述，同时讨论了似大地水准面精化成果的两种检核方法，在此基础上分析了基于湖南省连续运行卫星定位服务系统（HNCORS）的城市似大地水准面精化成果的应用情况，希望给广大同行提供借鉴。

2似大地水准面精化简述

正常高系统是我国采用的高程基准，而它又是以似大地水准面为基准的高程系统，水准测量测定高程的参考框架是由精密水准测量建立的地区或国家性高程控制网组成的。我们知道，GPS能测量出精度很高的大地高，但因为没有一个具有相应精度的与高分辨率的似大地水准面模型，导致GPS大地高转换成正常高时精度不能符合规范的要求。GPS技术结合高分辨率、高精度的似大地水准面模型，改变了传统大地测量中的平面控制网和高程控制网不能同时进行的模式，可以同时测定平面位置和高程，从而真正实现GPS技术在物理和几何意义上的三维定位功能。

3似大地水准面精化成果的检核

湖南省2007版似大地水准面模型存在数据源质量相对不高、局部区域存在粗差等问题。可以通过内、外业检核的方法对本地区似大地水准面精化成果的精度进行真实客观地评价。

3.1内业检核

为了保证似大地水准面成果的质量，首先要进行内符合精度的检核，首要工作是检查参与似大地水准面计算资料的质量，再通过似大地水准面精化的软件，将转换出的成果和二等水准测量已知结果进行比较，从而检核似大地水准面精化成果的内符合精度。

3.2外业检核

采用GPS静态测量、GPS-RTK动态测量、水准测量三种方法实地观测测区范围内的任意点，和本区域似大地水准面精化的计算结果进行比较，得出外业检核不符值的最大值、平均差值和中误差等指标，以此来检核似大地水准面的外符合精度。

4网络RTK应用分析

湖南省似大地水准面精化的主要目标就是将高精度的似大地水准面精化模型结合湖南省连续运行卫星定位系统（HNCORS），利用网络RTK准确、快速地测量高精度的三维坐标，获取基于城市坐标系统的平面位置和高程。

通过基于HNCORS系统的网络RTK的应用来分析似大地水准面精化工作的精度，选取区域内具有代表性的34个检核点，包括12个四等水准点、8个三等水准点、5个二等水准点、9个精化点，HNCORS网络RTK测量高程与水准测量高程统计见表1。

从表1统计数据看出：将精化后的高程和水准测量的高程结果相比较，70.5%的检核点较差在3cm以内，91.9%的检核点较差在5cm以内，精度符合图根及以下等级水准测量规范的要求，说明基于HNCORS系统的网络RTK测量高程结合似大地水准面精化的模式是可行的。

结束语：随着GPS技术的发展，各地区高精度和高分辨率的似大地水准面也在不断精化，GPS结合似大地水准面精化高程测量将逐步取代常规的水准测量作业方式，该方法应用于控制测量、工程测量以及大比例尺地形图测量中，并充分利用各地区连续运行卫星定位参考站系统的技术优势，可以大大提高测绘生产效率，提高经济效益，在真正意义上实现GPS的三维定位功能。