华北克拉通重力剖面重力点位GPS测量精度探析.doc

华北克拉通重力剖面重力点位GPS测量精度探析 　　摘 要：中国地震局地球物理勘探中心承担了某项目重力点位GPS测量任务。该文详细论述了该测量任务的过程，包括踏勘选点、前期准备、测量方法、测量过程和数据转换，最后进行了精度评价，结果表明测量精度符合要求 关键词：华北 克拉通 重力点位 GPS测量 中图分类号：P21 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）09（a）-0032-02 1 项目概况 此项目属于自然科学基金项目《华北克拉通三维速度、密度结构及动力学意义》的组成部分。该项目重力剖面西起陕西，东至山东，即陕西宜川―山西临汾―山西长治―河南安阳―山东阳谷―山东泰安，全长615 km，跨越华北盆地、太行山重力梯级带、山西断陷盆地以及鄂尔多斯地块东缘等地质构造单元 该项目重力剖面作业区属于中国华北地区，地形地貌复杂，以山地、平原等为主，地形复杂，植被稠密，居民地较多。作业区域内大部分道路为省道，伴随部分国道和乡间道路。中国地震局地球物理勘探中心承担了该项目重力点位GPS测量任务。设计线路如图1所示 2 作业依据 （1）《全球定位系统实时动态（GPS）测量技术规范》CH/T 2009-2010 （2）《卫星定位城市测量技术规程》CJJ/T 18314-2001 （3）《区域重力调查规范》DZ/T 0082-2006 （4）《华北克拉通三维速度、密度结构及动力学意义》之重力剖面、GPS观测实施方案 3 测量内容和完成工作量 3.1 测量内容 重力剖面西起陕西宜川，经山西临汾、山西长治、河南安阳、山东阳谷，东至山东泰安，全长615 km，测量内容为该重力剖面重力点位GPS观测，观测点距为2.5 km，在太行山重力梯级带（长治-安阳）点距为1.0 km。观测线路如图2所示 3.2 完成工作量 2013年11月23开始野外测量工作，到2013年12月28日外业结束，历时36 d。共完成350个重力点位测量任务。同时对沿线原有的14个重力点进行了测量。并对每个点位0～10 m、10～20 m、20～50 m范围8个方向进行了近区地形改正 4 坐标系统和使用仪器 4.1 坐标系统 点位成果为北京54坐标系大地坐标和平面直角坐标6°带，中央子午线为111°和117°，高程为1985国家高程基准 4.2 使用仪器 此次任务使用一台Trimble R8-4 GNSS接收机，并经过专门的仪器检定机构检定合格后使用。网络RTK测量的标称精度为：平面8 mm+0.5 ppm，高程15 mm+0.5 ppm 5 作业过程 5.1 踏勘和选点 事先根据工作比例尺，工区地质构造特点、地形和交通等条件在所用地形图、航空照片上布设，野外工作时根据实地情况进行调整点位，现场勘选。沿重力剖面自西向东选取符合要求的重力点，每点水泥或柏油地面直接用红漆作记号，土质地面用木桩作标记，标明编号，编号从101到447，便于以后观测，同时配备点位选点工作照片，做好每个点的点之记 5.2 前期准备 准备仪器和车辆，工作人员认真检查仪器，确保野外正常使用，并熟练操作仪器，熟悉相关规范要求。驾驶员严格检查车辆，排除各种安全隐患，确保出行安全。提前联系陕西、山西、河南、山东等地CORS中心，按照要求准备入网资料 5.3 测量方法 重力剖面途径四省，地形地貌复杂。如果用以往的GPS-RTK测量，需架设基准站，剖面距离长有600多公里，点距大2.5 km和1 km，而电台反射距离为10 km，每隔20多公里就需架设基准站，且山区地形起伏较大，很难到达山顶，GPS信号不好。架设一站只能观测七八个点，耗费时间且精度不高。目前各省都建立了覆盖全省的连续运行参考站系统（CORS），CORS是利用GNSS建立连续运行参考站，构建网络GPS-RTK，共享参考站数据，实时向用户自动发布卫星定位数据，不需自己架设基站，精度均匀、快速定位。这样就解决了长距离、大规模实时定位问题，提高了定位精度，减少了初始化时间。根据该项目距离长、地形复杂、山区落差大、植被稠密、居民地较多等特点，加入各省CORS系统，采用网络RTK测量方法进行野外测量工作 5.4 测量过程 野外测量从西向东开始，西起陕西宜川，经山西、河南、山东，最后到达山东泰安结束。观测时首先找到标志点，等待仪器初始化获得固定解后，再进行测量。按照编号顺序进行，同时观测剖面附近原有的重力点。对每个重力点进行0～10 m、10～20 m、20～50 m范围8个方向的近区地形改正，为保证精度，由有经验的人员采用目估方法确定地改值。拍摄每个点位GPS测量时的照片 5.5 数据转换 RTK测量直