符华年，张旭东，史秀保

(宁波市测绘设计研究院，浙江宁波 315042)

1 前言

宁波市连续运行卫星定位服务系统(NBCORS)于2009年7月建成并投入生产试运行。全市似大地水准面精化项目是在NBCORS基准框架下，综合运用了GPS、重力、水准和DTM等数据，采用了严密的顾及地球曲率的陆海统一算法，利用了第二类Helmert凝集法，建立了覆盖全市近万平方千米的、2'×2'高分辨率、±1 cm的高精度似大地水准面。似大地水准面成果是一项高科技测绘产品，它的推广应用可充分利用GPS定位技术，改变高程测量模式，代替等级水准测量，有效减少测绘工作量，节约大量人力、物力，满足大比例尺数字测图的迫切需要，具有非常重要的科学意义和显著的社会效益和经济效益。

目前，NBCORS系统提供综合性的定位服务，解决了GPS平面快速定位的精度。为了提高GPS高程测量精度，进一步提升NBCORS的综合服务能力，结合2011年度宁波市似大地水准面精化成果，特别是针对似大地水准面成果的具体应用，本项目通过实施不同等级、不同区域的GPS静态及网络RTK精度测试，检测似大地水准面成果的正确性和实用性，对宁波市高精度、高分辨率似大地水准面成果进行检测分析。

2 似大地水准面成果的检测方法

似大地水准面成果检测是为了客观真实地评价似大地水准面精化项目的成果质量，需要采用外部检核，并进行精度评定。本项目的检测工作包括了似大地水准面成果的正确性检测和实用性检测两部分。

正确性检测时，GPS观测执行与似大地水准面精化高程异常控制点观测同精度的GPS C级观测技术要求;水准观测执行高程异常控制点同精度的二等水准观测技术要求，其目的主要是检验似大地水准面的精化精度，评定似大地水准面的模型外符合高程中误差。

实用性检测采用低等级GPS静态观测及RTK动态观测方法。低等级GPS静态观测执行GPS D级网观测技术标准，45 min同步连续静态观测，有效卫星高度角大于15°、采样率 5 s;网络RTK观测采用Leica GX1230+GNSS双频RTK流动站设备，卫星截止高度角为15°，采用三角支架架设天线，RTK观测总测回数为4个，测回间对仪器重新进行初始化，采样率为1 s，每测回的自动观测个数大于30个，观测前设置的垂直收敛阈值不超过 3 cm。实用性检测点位都具有四等水准以上的高程成果。

3 正确性检测分析

似大地水准面成果的正确性静态检测是基于NBCORS基本框架网，以参考站点作为起算，在全市范围均匀布设GPS/水准检测点，选取慈溪、余姚、宁海、象山、奉化共5个代表性的特征区域，每个区域均布设7个～8个检测点，其中包含已知参考站点和精化点，C1～C5位置如图1所示。

数据处理时，通过似大地水准面软件，自动计算每个点位的GPS高程(即模型计算高程)。根据规范，由似大地水准面模型计算的各检测点GPS高程与其实测二等水准高程不符值计算的中误差，可视为似大地水准面(即高程异常模型)的外符合高程精度。静态检测成果通过对每个检测点的GPS高程与其水准高程比较，结果如表1所示。

图1 正确性静态GPS/水准检测点位分布示意图

正确性静态检测结果统计表 表1

由表1看出，应用似大地水准面成果计算的GPS高程与直接水准高程较差最大值为 0.029 m，最小值为－0.030 m，标准差为±0.016 m，由26个检测点数据统计其中误差为±0.015 m，亦即宁波市似大地水准面精度检验的外符合高程中误差为±0.015 m，达到了较高精度水平，满足了精化预期的目标。

4 实用性检测分析

4.1 低等级静态检测分析

本项目中在宁波市的穿山半岛布设了一个GPS D级静态检测网，用以实用性静态检测分析，如图1东侧D1区域的GPS控制网所示。

数据处理时，利用似大地水准面软件，自动计算每个点测点测GPS高程。检测结果与实测高程统计，如表2所示。

实用性GPS D级网静态检测结果统计表 表2

从上表中可以看出，GPS D级网测量的全部检测点GPS高程与其水准高程比较，较差均小于CJJ/T 73－2010规范规定的 6 cm的限差，且中误差小于±3 cm的技术指标，完全满足代替传统四等水准的技术要求。

4.2 网络RTK检测分析

考虑到似大地水准面成果今后应用的多种实际方式，本应用研究还进行了网络RTK作业方式下的动态实用性检测。由于全市范围较大，实用性检测主要基于NBCORS系统，在全市区按照 8 km×8 km的密度，均匀布设网络RTK高程检测点，总共布设了132个检测点。

数据处理时，测回间的垂直坐标分量均不大于3 cm，取各测回结果的平均值作为最终观测成果。利用LGO软件，加载似大地水准面精化模型，导入观测数据，直接获取网络RTK高程。

网络RTK检测成果通过对每个检测点的RTK高程与其水准高程比较，结果统计如表3所示。

实用性网络RTK动态检测结果统计表 表3

经检测统计，网络RTK动态检测的RTK高程与其水准高程最小较差为－0.036 m，最大较差为0.056 m，中误差为±0.022 m。可以看出近1万km2的宁波市似大地水准面精化成果是比较理想的，达到了预期精化的目标。

同时，动态成果检测表明，在132个检测点中，网络RTK高程与其水准高程的较差(绝对值)没有超出相关规范规定的 6 cm限差，可以满足CH/T 2009－2010规范规定的采用网络RTK高程代替等外水准的技术指标要求，也完全满足CJJ/T 73－2010规范规定的采用网络RTK高程代替图等水准的技术指标要求，这为宁波市解决各类测绘工作的高程控制提供了技术保障，诸如外业数字测图和摄影测量与遥感的图根测量、像片控制测量及碎部点数据采集等等。

图2 网络RTK GPS/水准点检测点位分布略图

5 结语

本研究是对宁波市似大地水准面精化成果的应用检测和成果鉴定。主要分为正确性静态检测和实用性动态检测两种。总共布设了26个正确性静态点和132个动态检测点，基本均匀覆盖精化区域。检测成果充分验证了似大地水准面成果的精化精度，符合设计要求。

(1)同精度正确性静态检测结果表明，宁波市似大地水准面的外符合精度为±0.015 m。

(2)从实用性静态检测结果来看，较差绝对值的平均为 0.015 m，具有良好精度。

(3)实用性动态成果检测表明，网络RTK高程与其水准高程的较差(绝对值)没有超出相关规范规定的技术指标要求，也完全满足CJJ/T 73－2010规范规定的采用网络RTK高程代替图等水准的技术指标要求，这为我市解决各类测绘工作的高程控制提供了基本技术保障，为下一步基于NBCORS的网络RTK高程精度研究打下坚实的基础。如果严格观测条件和外业操作、规范技术要求，可以在此基础上来研究其代替等级水准的可行性，拓展其在其他测绘工作中的应用。

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