关键词：千寻知寸；高速铁路；航测外控
0引言
目前，GPS测量方法主要有三种：常规RTK测量模式，网络RTK测量模式，CORS系统。
（1）常规RTK测量
RTK的工作原理是将一台接收机置于基准站上，另一台或几台接收机置于载体（称为流动站）上，基准站和流动站同时接收同一时间、同一GPS卫星发射的信号，基准站实时地将测量的载波相位观测值、伪距观测值、基准站坐标等用无线电传送给运动中的流动站，而流动站通过无线电接收基准站所发射的信息，将载波相位观测值实时进行差分处理，得到基准站和流动站基线向量（ΔX，ΔY，ΔZ）；基线向量加上基准站坐标得到流动站每个点WGS84坐标，通过坐标转换参数转换得出流动站每个点的平面坐标x，y和正常高h。其覆盖范围一般不超过10公里。
（2）网络RTK测量模式
网络RTK也称基准站RTK，是在常规RTK和差分GPS的基础上建立起来的一种新技术。我们通常把在一个区域内建立多个（一般为三个或三个以上）的GPS参考站，对该区域构成网状覆盖，并以这些基准站中的一个或多个为基准计算和发播GPS改正信息，从而对该地区内的GPS用户进行实时改正的定位方式称为GPS网络RTK，又称为多基准站RTK。其覆盖范围一般不超过50公里。
（3）CORS系统
CORS是利用全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System，简称GNSS）、计算机、数据通信和互联网络等技术，在一个城市、一个地区或一个国家根据需求按一定距离建立长年连续运行的若干个固定GNSS 参考站组成的网络系统。该系统一般以省为单位，在本省内可使用。
以上三种常用的测量方法都只能在一定范围内使用，超出范围就得重新架设基站或者构网。
1千寻位置
千寻位置是以“互联网+位置（北斗）”的理念，通过北斗地基一张网的整合与建设，是一个基于卫星定位、云计算和大数据技术的位置服务开放平台。
千寻位置是基于24颗北斗卫星系统（兼容GPS、GLO-NASS、Galileo）基础定位数据，利用遍及全国超过2000个地面增强站，超过100000个虚拟地面增强站及自主研发的定位算法，通过互联网技术进行大数据运算，为全国用户提供精准定位及延展服务。
千寻位置提供的服务产品有8种：千寻知寸FindCM（厘米级精度定位服务）、千寻跬步FindM（亚米级精度定位服务）、千寻见微FindMM（毫米级精度定位服务）、千寻云踪FindS（位置增强定位服务）、千寻优行FindU（行人增强定位服务）、千寻优航FindV（车载增强定位服务）、FindNow（A-GNSS加速定位服务）、FindTrace（高精度后处理服务）。
2千寻知寸
千寻知寸基于网络RTK的差分定位原理，可提供7×24小时全天候高可靠播发，面向全国各类用户，实时提供厘米级精度的位置服务。千寻知寸大约每5公里就会自动切换基站，由于基线较短，很快可获得固定解。
3千寻知寸的技术参数
千寻知寸服务器地址为60.205.8.49，采用Ntrip Client1.0差分服务协议，以RTCM3.2、RTCM3.0电文格式播发差分数据，提供了三个RTK端口，每个端口对应不同的坐标系统，如图1所示：
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图1
千寻知寸提供实时厘米级精度的定位服务，省去频繁架设基站和校正参数的麻烦，能够快速、方便、精确地获得坐标，满足铁路勘测要求。
4千寻知寸应用分析
4.1千寻知寸的平面精度验证
重庆境内某高速铁路可研（初测）阶段，全线约270公里，需要完成满足1：2000比例尺制图工作的像控点进行测量，如果采用其他测量方式，无法满足工期要求，现以某一段为例，采用千寻知寸对该范围内已知点进行测量，保证已知点能够包含测区内所有像控点。
根据项目要求，采用CGCS2000坐标系，对应选择8003端口，如图2所示：
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图2
铁路勘测中一般使用的是工程独立坐标，根据GPS的工作原理，需要设置相应的中央子午线，已知点的千寻测量结果和静态测量成果如表1所示：
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表1
根据表1所知，平面较差最大值δ（s）= 0.1130米，小于《新建铁路勘察细则》规定的像控点地面辨认精度在测1:2000地形图时一般不大于0.3米的要求，所以利用千寻知寸进行像控点测量的精度完全满足1:2000制图的精度要求。
4.2千寻知寸的高程精度验证
由于千寻知寸提供的高程为大地高，铁路工程采用的是正常高，这就需要将千寻知寸测量的大地高转换为正常高。大地高是地面点沿参考椭球面法线到参考椭球面的距离，一般用符号H表示。正常高是地面点沿铅垂线到似大地水准面的距离，通常用符号h表示。高程异常值是似大地水准面与参考椭球面之间的高差，通常用符号ξ。正常高（h）=大地高（H）-高程异常值（ξ）。
由于无法通过GPS直接测得各点的高程异常值，目前通常采用高程拟合的方法来解决这个问题。将全线按约每25KM（山区可缩短）划分为一个测区，高程异常值ξ通常采用平面模型拟合法计算。平面模型拟合法是将似大地水准面当作一个平面来拟合高程异常的变化情况。平面模型公式如下：
ξ=f（B，L）=f1+f2×B+f3×L
其中，f1、f2 、f3模型参数。平面模型拟合需要3个以上的公共高程点，本测区共25个GPS水准点，选择均匀分布的15个作为已知GPS点，其余10个作为未知GPS点，利用最小二乘法原理可以解算出模型参数f，然后根据平面模型公式求出各未知GPS点的高程异常值ξ，如表2所示：
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表2
通过这些未知GPS点的高程异常值和大地高，利用公式h= H-ξ计算出正常高，各GPS点的高程不符值（拟合高与正常高的差值）如表3所示：
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表3
通过表3可知，高程不符值|△h|=0.4353米，《新建铁路勘察细则》不同地形等级对应的高程注记点误差如表4所示：
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表4
根据表4规定，联测GPS水准点高程不符值|△h|<0.60米，满足1:2000制图要求。
4.3像控点拟合高程计算
用平面模型拟合方法计算出像控点拟合高程如表5所示：
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表5
5结论
经过本项目实践检验，千寻知寸测量成果完全满足1:2000制图精度要求。千寻知寸具有以下优点：（1）全国一张控制网，覆盖面广，特别是覆盖山区地方，兼容性好；（2）全天候7×24小时高精度、动态实时定位；（3）操作方便，节约人力、物力，大大提高了工作效率。
目前千寻知寸还未广泛推广使用，全国各个区域的精度能否满足要求有待验证，需要更多的实践应用。
参考文献：
[1]刘政纲，梁迎春.千寻位置在高山区像控点测量的应用研究[J].资源环境与程，1671-1211（2018）S1-0138-05.
[2]刘东军.千寻位置服务与CORS系统的精度探讨[J].科学管理，2018-04.
[3]樊晓锋.千寻位置在测绘生产中的应用推广[J].华北国土资源，1672-7487（2018）06-67-3.
[4]孔润生.千寻知寸在工程测量中的应用[J].江西测绘，2018-04.
[5]韩新哲.千寻知寸定位服务与网络RTK技术结合在数字城管中的应用[J].价值工程，1006-4311（2019）17-0231-04.
[6]国家铁路局.铁路工程测量规范：TB10101-2018，J961-2018[S].北京：中国铁道出版社有限公司，2019.
[7]中铁二院工程集团有限责任公司.新建铁路勘察细则：中铁二院技[2013]151号 [S].成都，2013-03.
作者简介：周吉胜（1987.2-），汉族，四川资中人，学士，工作单位：中国中铁二院工程集团有限责任公司。
论文作者:周吉胜
论文发表刊物:《工程管理前沿》2020年5期
论文发表时间:2020/4/30
标签：千寻论文; 高程论文; 测量论文; 精度论文; 基准论文; 位置论文; 流动站论文; 《工程管理前沿》2020年5期论文;