[发明专利]实现弱或无CORS信号区地面点的精密坐标与高程快速测量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种实现弱或无CORS信号区地面点的精密坐标与高程快速测量的方法，属于大地测量领域。

背景技术

全球导航卫星系统(GNSS)作为新世纪测绘技术革命性的发展成果，使测绘技术产生了翻天覆地的变化。根据不同的数据处理方式，GNSS测量分为静态测量和动态测量。静态测量的精度高，但是它有数据处理时间长、耗时多、费用大等缺点，因此静态测量常常用于高精度的各等级控制测量。动态测量主要有两种方法：1，采用设置基准站的方法，即将基准站与流动站的载波相位进行动态实时差分获取地面点坐标，简称为GNSS-RTK，该方法应用于小面积区域，它精度高、测量速度快、能实时获得点的WGS-84坐标，可满足一般的工程要求；2、采用连续运行参考系统动态实时获取地面点坐标和大地高，简称为CORS，该方法应用于较大面积区域，它无需设置基准站、测量速度快、精度高、能实时获得点的WGS-84坐标，是目前工程测量常用的测绘手段之一。这两种方法直接测量坐标均为WGS-84坐标，高程为大地高，无法直接为工程测量使用，均需要进行坐标和高程转换，而在弱或无CORS信号区，CORS测量的精度和稳定性都无法满足实际生产的需要，针对这种情况，本发明利用常规GNSS-RTK技术、静态精密点定位技术、CGCS2000坐标转换技术、多源重力场数据确定区域似大地水准面技术来实现弱或无CORS信号区地面点的坐标和高程的快速测量。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种实现弱或无CORS信号区地面点的精密坐标与高程快速测量的方法。

该方法是通过以下技术方案来实现：一种实现弱或无CORS信号区地面点的精密坐标与高程快速测量的方法，包括以下步骤：

(a)在弱或无CORS信号区域，使用常规的GNSS-RTK技术进行测量，实时获得流动站相对于基准站的相对位置，同时记录基准站的观测数据，要求基准站观测时间大于2h。

(b)利用GNSS精密轨道数据及精密钟差数据，对基准站的观测数据进行静态精密单点定位的后处理，获得平均观测历元时刻的基准站ITRF框架下的三维空间直角坐标。

(c)选择基准站附近至少3个IGS跟踪站平均观测历元时刻的ITRF框架下的三维空间直角坐标及2000.0历元ITRF97框架三维空间直角坐标，将基准站ITRF框架下的三维空间直角坐标转换为2000.0历元ITRF97框架三维空间直角坐标，即获得了基准站CGCS2000坐标。

(d)利用基准站的CGCS2000坐标及采用GNSS-RTK技术获得的流动站和基准站间的相对坐标，获得流动站CGCS2000坐标。

(e)利用EGM2008超高阶重力场模型、纯卫星重力场模型、测量区域的3弧秒的SRTM数字地形模型、30弧秒DTM2006.0全球数字地形模型联合确定测量区域的30弧秒分辨率的重力似大地水准面模型，然后采用逐步剔除的优化选择方法选择一定量的GNSS/水准点对重力似大地水准面模型进行精化，确定最终测区的似大地水准面模型，将基准站及流动站的大地高转换为我国正常高。

(f)通过以上方法即可快速获得测量区域地面点的平面坐标和高程。

所述的弱或无CORS信号区是指目前CORS信号很弱或者根本没有CORS信号，无法进行有效测量的区域。

所述的高程快速测量方法是指在利用卫星重力、地面重力及卫星测高等多源重力数据获得的不同精度及分辨率的地球重力场模型、数字地形模型等数据获得测区一定分辨率的全频域的重力似大地水准面模型，然后通过逐步剔除法选择一定量的GNSS/水准数据，利用该数据对重力似大地水准面模型进行优化，进而将各地面点的大地高转换为正常高，实现利用GNSS技术快速高程测量。

所述的基准站、流动站是多频多(单)星GNSS接收机。

所述的ITRF是国际地球参考框架，包括ITRF2000，ITRF2005，ITRF2008等。

所述的精密单点定位方法是采用GNSS精密星历及精密钟差数据，利用基准站观测的伪距、载波相位进行静态精密单点定位。

所述的基准转换是指利用基准站附近的IGS跟踪站的观测历元ITRF框架下的三维空间直角坐标及2000.0历元ITRF97框架下的三维空间直角坐标，将基准站的平均观测历元时刻的ITRF框架下的三维空间直角坐标转换为2000.0历元ITRF97框架下的三维空间直角坐标，即CGCS2000坐标。

所述的精密坐标是指地面点的CGCS2000坐标，其精度不低于5cm，可满足常规各类比例尺测图精度要求。