湖北省现代测绘基准规范化研究

陈 豪, 王 波, 杨华先, 李 剑

（1.湖北省测绘工程院, 湖北 武汉 430074）

湖北省现代测绘基准规范化研究

陈 豪1, 王 波1, 杨华先1, 李 剑1

（1.湖北省测绘工程院, 湖北 武汉 430074）

阐述了湖北省现代测绘基准体系的组成及建设情况。针对测绘基准体系在建设、管理与应用等方面存在的问题展开了探索，从坐标基准的统一、测绘基础设施的整合和测绘基准信息服务等3个方面提出了规范化的思路。

现代测绘基准；信息服务；规范化

随着传统测绘基准越来越无法适应现代社会发展需求，陈俊勇等提出了建设涵盖全部国土、与国际接轨的三维高精度动态、实用的现代测绘基准体系[1]。现代测绘基准体系由连续运行参考站系统、GPS大地控制网、高程基准框架、重力基准框架、似大地水准面精化和测绘基准管理服务系统等组成[2]。现代测绘基准体系建设是一项基础性、公益性的系统工程，从“十五”开始，各省、自治区、直辖市的现代测绘基准体系建设陆续展开，并取得了丰硕成果。湖北省在“十一五”期间加大建设力度，于2010年底完成湖北省现代测绘基准体系的基础设施建设。

1 湖北省现代测绘基准体系

湖北省现代测绘基准体系由湖北省高精度空间大地控制网、精密水准网、高精度高分辨率区域似大地水准面和湖北省连续运行卫星定位服务系统（HBCORS）等组成。

1.1 高精度空间大地控制网

湖北省高精度空间大地控制网由GPS A/B/C级点组成，共新建、改造GPS A级点6个，B级点117个，C级点778个，并联测了国际IGS站与国家CORS参考站，采取逐级控制的方法进行数据处理。基线解算结果中，GPS A/B级点南北方向精度平均值为±0.3 mm，东西方向的精度平均值为±0.4 mm，高程方向的精度平均值为±1.8 mm；GPS C级点南北方向的精度平均值为±1.3 mm，东西方向的精度平均值为±2.5 mm，高程方向的精度平均值为±6.2 mm。通过整体平差，所有GPS点获得了ITRF97参考框架、2000.0历元下的三维地心坐标，并根据工程应用需求采用Bursa七参数模型求得坐标转换参数。经统计，湖北省WGS84坐标系与1980西安大地坐标系间转换平面位置残差中误差为0.070 m，最大值为0.1442 m（t096）。

1.2 精密水准网

湖北省精密水准网以国家二期水准网复测为基础，在2005~2007年的华东华中大地水准面精化项目中对水准路线进行了复测和新测。全网包括一等水准路线84条，线路里程6 265 km，一等水准点1 692个；二等水准线路220条，线路里程6 566 km，二等水准点388个[3]。水准起算点成果采用二期复测成果，平差采用间接平差逐级控制的方法。二等水准网平差后每km单位权中误差为±1.92 mm，湖北省三等水准网平差后每km单位权中误差为±5.00 mm，最弱点（t136，丰溪镇）中误差为±29.65 mm。

1.3 区域似大地水准面

在2005~2007年华东、华中区域似大地水准面精化项目中，利用湖北省内的31 676个重力加密点、1∶5万的DEM数据、部分区域3″的地形数据和520个GPS水准点等资料，采用似大地水准面确定理论与方法（Molodensky理论），应用Remove-Restore技术完成了湖北省2.5′×2.5′高精度似大地水准面的确定工作。经过测试分析，湖北省范围内似大地水准面的精度为±3.9 cm。

1.4 HBCORS

HBCORS是由湖北省测绘局、湖北省气象局、湖北省地震局3家单位共建共享的一个基础设施，是湖北省现代测绘基准体系的重要组成部分。系统于2009年底开始建设，2010年底建设完成，2011年11月通过专家组验收。HBCORS在全省范围内共布设了81个参考站，在全国省级CORS中率先将全部参考站建设为地面站（其中75%为土层站，25%为基岩站），参考站间平均距离为53 km。经大量测试与分析，HBCORS系统实时定位平面精度为1.77 cm，高程精度为3.61 cm，在HBCORS网形以外30 km依然可以得到可靠的测量结果。

2 湖北省现代测绘基准规范化探索

湖北省现代测绘基础设施的建设是实现测绘现代化的基础，但是，由于地区差异、社会发展及社会需求的不平衡，省内各地在区域测绘基准建设和管理方面缺乏规范性，导致区域性测绘基准不统一，成果兼容性差，精度指标差异大等。结合国家相关政策和湖北省现代测绘基准体系，促进湖北省现代测绘基准的规范化，是实现信息化测绘的前提。

2.1 坐标基准的统一

国家测绘地理信息局相关文件规定2008年7月1日起启用2000国家大地坐标系，然而2000国家大地坐标系的推广工作成效甚微，地方坐标基准未与新一代国家测绘基准建立关系是导致这样结果的一个原因。基准转换关系的建立大致分为资料分析、技术方案确定、公共点选取、数据处理、转换模型确定、转换参数求取和精度评估等7个步骤，如图1所示。

图1 基准转换关系的建立流程图

全省坐标基准的统一是一个复杂的工作，无法一步到位，需要根据情况分步实现：第一步，联测CGCS2000控制点求取区域测绘基准CGCS2000坐标，并计算区域转换参数，在全省范围内建立CGCS2000过渡坐标基准；第二步，通过对现有控制点进行筛选、新建形成覆盖全省、高精度的CGCS2000大地控制网。坐标基准统一路线如图2所示。

图2 坐标基准统一路线图

2.2 测绘基础设施的统一

在HBCORS系统建设前，湖北省部分单位建设有一些区域CORS或单基站，这些基础设施存在覆盖范围小、系统基准及精度不一等问题[4]。从综合测绘基准发展趋势和有效利用社会资源、充分发挥湖北省现代测绘基准设施功能等方面考虑，需要对省内已建的区域CORS及单基站等测绘基础设施进行统一[5]。

建设区域分中心对区域测绘基础设施进行统一管理是一个切实可行的办法。根据湖北省行政区划、地理交通等情况，魏忠等提出“1+3+N”的区域分中心布设模式[6]，其中“1”为湖北省导航与位置服务中心（HBCORS控制中心），“3”为鄂东、鄂西、鄂北3个区域分中心，“N”为全省17个市、州测绘管理部门和今后根据发展需要设立的分中心。

2.3 测绘基准信息服务的规范化

当前，国内处于新一代测绘基准推广与应用阶段，各省市都面临大量原有测绘成果向新测绘基准转换的问题，加之测绘产业向市场化、大众化、信息化方向发展[7]，各种地理空间信息服务也需要有高精度、统一、规范的测绘基准信息服务为其数据处理提供支撑。通过对现代测绘基准及其服务内容的分析，笔者构思了湖北省现代测绘基准信息服务框架（如图3所示）。整个框架由基础设施、服务接口和应用平台3个部分组成，其中测绘基准信息服务接口是关键部分，其服务方式为对授权用户提供接口，授权用户通过接口为广大用户提供进一步的地理信息产品。

图3 测绘基准信息服务框架

[1] 陈俊勇,党亚民,张鹏. 建设我国现代化测绘基准体系的思考[J].测绘通报,2009(7):1-5

[2] 曹学礼,骆跃进,王永乔. 区域性现代测绘基准体系建设应顾及的问题[J].现代测绘,2008,31(1):8-10

[3] 湖北省测绘局. 湖北省测绘地理信息白皮书[M]. 武汉：湖北省测绘局，2011

[4] 何保国,魏忠,高长元. HBCORS运营管理机制的思考[J].地理空间信息,2011,9(2):6-9

[5] 魏忠,杨华先,修延霞. 湖北省内已建CORS参考站整合问题的思考[J].地理空间信息,2011,9(6):15-16

[6] 魏忠,高长元,李剑. HBCORS省内区域分中心建设研究[J].地理空间信息,2011,9(5):18-19

[7] 朱建伟. 广州市测绘基准服务系统的建立[J].北京测绘,2010(3):54-56

Research on the Standardization of Modern Surveying and Mapping Datum in Hubei Province

byCHEN Hao

This paper described the composition and construction of Hubei province modern surveying and mapping datum system, and discussed on the problems of the construction, management and application in this system. On the basis of analyzing, the thinking and method of the standardization were explained briefly from three respects: coordinate datum, infrastructure and datum information services.

modern surveying and mapping datum, information services, standardization

P201

B

1672-4623（2013）02-0178-02

10.11709/j.issn.1672-4623.2013.02.059

2012-02-20。

项目来源：湖北省测绘局2011年科研资助项目。

陈豪，硕士，主要从事GPS数据处理与CORS系统应用研究。