张 扬，王 波，杨华先，李 剑

（1.湖北省测绘工程院，湖北 武汉 430074）

常规大地测量是以往国家控制网建立的基本手段，受技术条件的限制，常规大地测量方法并不能获得点位的真正三维坐标，而是分别建立平面二维控制网和高程控制网。由于缺乏外部检核，常规控制网的质量常常是以内符精度的指标体现。当前GNSS技术已广泛应用到“数字城市”、工程测量、变形监测等各个领域，为了满足用户对三维位置服务应用的要求，需要建立空间数据基础设施来实现新的坐标参考框架，并建立与社会信息化程度同步发展的数据服务体系[1]。

作为城市空间数据的基础设施，不仅要求为建立数字局域而获取空间数据和地理特征，而且对信息采集的实时性和准确性有较高的要求。当前，只有利用GNSS定位技术建立的连续运行卫星定位服务系统，才能满足城市信息化建设的多种需求。CORS不仅是动态的、连续的空间参考框架，同时也是快速、高精度获取空间数据和地理特征的设施之一，因此，高精度参考框架的建立是CORS作为重要空间数据基础设施的根本要求[2-6]。

在当代社会经济发展和信息化建设潮流下，为进一步提高湖北省基础测绘保障能力，促进“数字湖北”建设，湖北省测绘局建立起了湖北省连续运行卫星定位系统（HBCORS）。HBCORS建成后，通过与IGS站点及省内CGCS 2000网点进行联测，建立起一致的参考框架，以此为基础与湖北省境内的各级大地控制点、似大地水准面精化等成果相结合，构成提供精密定位服务的三维基准。CORS永久参考站坐标的精度直接影响到系统的性能，从而直接影响到用户的定位精度，所以永久参考站的坐标联测是系统建设中的关键环节[7]。在HBCORS参考框架的建立中，基线处理精度达到10-9量级，参考站点位精度达到mm级，本文从外业联测和数据处理2个方面对其建立的方法进行了研究。

1 外业联测

HBCORS整个外业联测点包括国家A、B级控制点85个和湖北省连续运行参考站80个，其中A、B级控制点观测时间为2010年10月11日（DOY 283）至2010年10月13日（DOY 285），2010年10月17日（DOY 290）至2010年10月19日（DOY 292），共观测同步环2个，每个同步环中共有78～80个测点。图1中绿色三角形表示HBCORS参考站；蓝色实心圆表示同步环1中的A、B级控制点，分布于湖北省的西部；红色实心圆表示同步环2中的测点，分布于湖北省的东部。其中，以HBCORS的34个连续运行站和3个A、B级控制点（1791、1836、1868）作为联测的公共点，共观测6 d。

图1 HBCORS联测点位图

联测时HBCORS连续运行站采用TRMBLE NetR8接收机，天线采用Trimble Zephyr GNSS Geodetic Model 2天线。A、B级点联测时分别采用Trimble5700、Trimble5800、TRIMBLE R8 3种 双 频GPS接收机。每个同步环分别观测3个时段，每个时段24 h；采样率为30 s，所有测点上均建有强制对中观测墩，观测时使用特制的基座。因此，大部分测点天线高为基座的高度(0.075 m)，少数几个测点需要量测天线高，测前、测后分别量取3次。

2 基线解算策略

本次联测采用GAMIT软件解算基线。A、B级点联测同步环最大测站数为44个，与之同步的CORS站有80个，若加上联测的10个IGS跟踪站，同步环最大测站数为134个（见图1），而GAMIT软件编写时，未考虑到如此庞大的同步环数据处理，其默认可同时解算的最大测站数为100 个。因此，本次基线解算时，为避免由于测站数过多而导致软件无法解算，我们随机地选择了均匀分布于整个湖北省的34个CORS站（如图2所示，蓝色三角形为选取的框架点）作为基线解算的联结点。

图2 HBCORS联测点位图

在联测期间，将选择的34个CORS站与联测的A、B级点及10个IGS跟踪站（见图3）联合解算基线；在未联测期间，将80个CORS站与10个IGS跟踪站共15 d的同步观测数据联合解算。采用上述方法解算基线，尽管A、B级点未能完全与同步观测的所有CORS站发生联系，但由于34个联结点均匀分布于全省，且A、B级点、CORS站间同步观测时间长达72 h，能够有效减小未顾及所有测站同步而对整网平差产生的影响。

图3 联测的IGS跟踪站分布图

3 网平差策略

本项目中共有A、B级控制点85个，可以作为平差的约束基准，但考虑到A、B级控制点的CGCS2000坐标可能存在粗差，如果在平差时对其全部约束，有可能将粗差引入到平差结果中，过多的粗差可能导致GPS控制网网形出现畸变，严重影响平差结果。因此，有必要在平差时对已有成果的精度进行评估，方法如下：

首先利用已知的IGS跟踪站坐标作为约束基准，获得各个A、B级点以及HBCORS参考站在CGCS2000坐标系下的坐标，然后将平差得到的A、B级控制点坐标与已有的A、B级控制点坐标进行比较，寻找测区范围内最为吻合的均匀分布的A、B级控制点，并将其强约束，利用GLOBK软件滤波，获得较为可靠的滤波结果后，利用IGS跟踪站进行基准定义，将滤波后的结果统一旋转至IGS跟踪站确定的CGCS2000框架下。HBCORS联测数据解算精度统计如表1所示。

表1 HBCORS动态参考基准精度

4 结 语

通过与IGS跟踪站及A、B级点的坐标联测，HBCORS建立起了湖北省新一代高精度的动态参考基准，为湖北省空间技术的应用及其产业化发展提供了基础性测绘保障。其中，基准网重复性达到10-9量级，基线处理的精度高出设计目标1个量级；平差后，HBCORS参考站点位精度高，X、Y、Z3个分量的精度都优于0.01 m，能够提供全国统一框架下各参考站的精确坐标。

HBCORS动态参考框架建立的过程具有以下鲜明的特点：①联测规模大，覆盖了全湖北省约18万km2的范围；②同步观测站数多，同步环最大测站数为134个，超出了GAMIT软件处理默认最大测站数100个的规模；③观测时间长、数据量庞大，80个参考站与IGS同步观测达15×24 h，与省内85个A、B级点同步观测达3×24 h，这些特点给高精度GNSS数据处理带来难度。本文对HBCORS外业联测、基线解算以及网平差处理的策略进行了分析，剖析了HBCORS高精度参考框架的获取方法，在大面积区域参考框架的建立、高精度GPS网的统一与数据处理以及省级CORS系统建设等方面具有现实的指导和借鉴意义。

[1]吕志平，刘经南.空间数据基础设施中的坐标参考框架[J].测绘通报，2001（4）:1-3

[2]刘经南，刘晖.连续运行卫星定位服务系统——城市空间数据的基础设施[J].武汉大学学报：信息科学版，2003,28（3）：259-264

[3]管健安.基于CORS系统精密定位服务若干技术问题研究[D].西安：长安大学，2010

[4]刘欣.河南省CORS系统数据处理与分析[D].焦作：河南理工大学，2010

[5]隋立芬.高精度GPS网的统一与数据处理若干问题研究[D].郑州：中国人民解放军信息工程大学，2001

[6]曹学礼，张旭东，葛章发，等.宁波市2000国家大地坐标系联测及数据处理[J].城市勘测，2010,8（4）:86-89

[7]刘全海，潘伯鸣，杨志伟，等.连续运行卫星定位服务系统的坐标联测方法探讨[C].中国全球定位系统技术应用协会第九次年会论文汇编，2007