快速建立全国坐标框架基准的方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及测绘技术领域，公开了一种快速建立全国坐标框架基准的方法及其装置。本发明专利技术中，该快速建立全国坐标框架基准的方法包括以下步骤：在作业区域待求基准点上进行GNSS数据观测、采集；计算待求基准点在ITRF框架下的当前历元坐标；获取陆态网基准站速度场信息；根据基准站速度场信息建立全国范围内速度场模型；根据速度场模型计算待求基准点速度；根据待求基准点速度进行框架转换，将待求基准点在ITRF框架下的当前历元坐标转换为CGCS2000框架坐标。无需国家高等级控制点，即可快速建立全国范围内国家CGCS2000坐标框架基准。

Method and device for rapidly establishing national coordinate frame datum

The invention relates to the field of Surveying and mapping technology, and discloses a method and a device for rapidly establishing the national coordinate frame datum. In the present invention, the method of rapidly establishing the national coordinate frame datum includes the following steps: the GNSS data observation and collection are carried out on the datum point in the working area, the current calendar coordinates of the base point in the ITRF frame are calculated, the speed field information of the land network datum station is obtained, and the national model is established according to the information of the speed field of the datum station. The velocity field model in the enclosure is used to calculate the speed of the base point according to the velocity field model. According to the frame conversion, the current calendar coordinates of the reference point in the ITRF frame are converted to the CGCS2000 frame coordinate. Without national high-level control points, the national CGCS2000 coordinate frame benchmark can be established quickly.

【技术实现步骤摘要】
快速建立全国坐标框架基准的方法及其装置
本专利技术涉及测绘
，特别涉及快速建立全国坐标框架基准的技术。
技术介绍
2008年7月1日，我国正式全面启用了新的地心三维大地坐标系CGCS2000。CGCS2000是2000国家大地坐标系的缩写，属于地心大地坐标系统，该系统以ITRF97参考框架为基准，参考框架历元为2000.0。ITRF是InternationalTerrestrialReferenceFrame的缩写，即国际地球参考框架，是一个地心参考框架。它是由空间大地测量观测站的坐标和运动速度定义的，是国际地球自转服务的地面参考框架，是国际地球参考系统(ITRS)的具体实现，它以甚长基线干涉测量、卫星激光测距、激光测月、GPS和多里斯系统等空间大地测量技术构成全球或局域的大地测量框架。就目前来说，ITRF为国际公认的应用最广泛、精度最高的地心坐标框架。我国2000国家大地坐标系就是定义在ITRS2000地心坐标系统中的区域性地心坐标框架。国家测绘地理信息局要求建立各地相对独立的平面坐标系统与2000国家大地坐标系的有效联系，并用8-10年的时间，完成现行国家大地坐标系向2000国家大地坐标系的过渡和转换。当前，国家CGCS2000坐标框架基准的建立通常采用与国家高等级控制点联测的方法，主要包括以下步骤：根据站点的位置，均匀化选择周边国家高等级控制点；从国家测绘地理信息部门申请控制点的坐标成果(CGCS2000)；将站点与国家高等级控制点进行联测；经过基线处理、网平差得到CGCS2000坐标成果，即实现CGCS2000坐标框架基准的建立。本专利技术的专利技术人发现，现有技术中存在以下几个缺点：(1)需要进行坐标成果申请；(2)建立周期较长，通常需要10天-15天左右(含坐标成果申请的时间)；(3)坐标框架建立成本较高(需要增加国家高等级控制点观测人员、设备等)。因此，如何能克服现有技术所存在的缺陷，实现一种快速建立全国坐标框架基准的方法是目前本领域的研究重点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种快速建立全国坐标框架基准的方法及其装置，无需国家高等级控制点，即可快速建立全国范围内国家CGCS2000坐标框架基准。为解决上述技术问题，本专利技术的实施方式公开了一种快速建立全国坐标框架基准的方法，包括以下步骤：在作业区域待求基准点上进行GNSS数据观测、采集；计算待求基准点在ITRF框架下的当前历元坐标；获取陆态网基准站速度场信息；根据基准站速度场信息建立全国范围内速度场模型；根据速度场模型计算待求基准点速度；根据待求基准点速度进行框架转换，将待求基准点在ITRF框架下的当前历元坐标转换为CGCS2000框架坐标。本专利技术的实施方式还公开了一种快速建立全国坐标框架基准的装置，包括：GNSS数据采集单元，用于在作业区域待求基准点上进行GNSS数据观测、采集；ITRF坐标计算单元，用于计算待求基准点在ITRF框架下的当前历元坐标；获取单元，用于获取陆态网基准站速度场信息；建模单元，用于根据基准站速度场信息建立全国范围内速度场模型；速度计算单元，用于根据速度场模型计算待求基准点速度；转换单元，用于根据待求基准点速度进行框架转换，将待求基准点在ITRF框架下的当前历元坐标转换为CGCS2000框架坐标。本专利技术实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于：无需国家高等级控制点，即可快速建立全国范围内国家CGCS2000坐标框架基准。进一步地，该快速建立全国坐标框架基准的方法，不需要从国家测绘地理信息部门申请控制点的坐标成果。进一步地，该快速建立全国坐标框架基准的方法，坐标框架建立周期较短，通常只需要2-3天左右。进一步地，该快速建立全国坐标框架基准的方法，无需国家高等级控制点，坐标框架建立成本较低。附图说明图1是本专利技术第一实施方式中一种快速建立全国坐标框架基准的方法的流程示意图；图2是本专利技术第二实施方式中一种快速建立全国坐标框架基准的装置的结构示意图。具体实施方式在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的实施方式作进一步地详细描述。本专利技术第一实施方式涉及一种快速建立全国坐标框架基准的方法。图1是该快速建立全国坐标框架基准的方法的流程示意图。具体地说，如图1所示，该快速建立全国坐标框架基准的方法包括以下步骤：在步骤101中，在作业区域待求基准点上进行GNSS数据观测、采集。GNSS是GlobalNavigationSatelliteSystem的缩写，全称是全球卫星导航系统或全球导航卫星系统，它是泛指所有的卫星导航系统，包括全球的、区域的和增强的，如美国的GPS、俄罗斯的Glonass、欧洲的Galileo、中国的北斗卫星导航系统，以及相关的增强系统，如美国的WAAS(广域增强系统)、欧洲的EGNOS(欧洲静地导航重叠系统)和日本的MSAS(多功能运输卫星增强系统)等，还涵盖在建和以后要建设的其他卫星导航系统。在本实施方式中，优选地，步骤101中，时间为UTC时间0点-24点。UTC时间为CoordinatedUniversalTime的缩写，为协调世界时，又称世界统一时间，世界标准时间或国际协调时间。时间为UTC时间0点-24点，指观测、采集的是UTC时间的一天内的数据。此后进入步骤102，计算待求基准点在ITRF框架下的当前历元坐标。利用高精度GNSS数据处理软件计算待求基准点基于ITRF框架下的当前历元坐标。由于章动，极移等的影响，ITRF框架每年都在变化，每年都会有几厘米的移动。因此，ITRF框架下坐标不是固定的，需要说明是什么时候的坐标。此后进入步骤103，获取陆态网基准站速度场信息。陆态网是“中国大陆构造环境监测网络”的简称。中国大陆构造环境监测网络以卫星导航定位系统(GNSS)观测为主，辅以甚长基线干涉测量(VLBI)人卫激光测距(SLR)等空间技术，并结合精密重力和水准测量等多种技术手段，建成了由260个连续观测和2000个不定期观测站点构成的、覆盖中国大陆的高精度、高时空分辨率和自主研发数据处理系统的观测网络。在步骤103中，获取“中国大陆构造环境监测网络”260个GNSS基准站速度场信息。由于章动，极移等的影响，ITRF框架每年都在变化，坐标是不固定的，每年都会有几厘米的移动，因此GNSS基准站的位置也就不是固定的了。多个基准站的速度矢量共同构成一个速度场。此后进入步骤104，根据基准站速度场信息建立全国范围内速度场模型。在本实施方式中，优选地，建立全国范围内速度场模型权重的确定方法为反距离权重法：加权函数为：其中，W为权重，p为一个任意正实数，通常p＝2；S为插值点(待求基准点)到离散点(260个GNSS基准站)的距离，公式为：其中，(B,L)为插值点的经纬度坐标，(Bi,Li)为离散点的经纬度坐标。插值点(待求基准点)速度：V(Bi,Li)为基准站的速度。n为GNSS基准站的数量，也就是260。进一步地，优选地，p值的确定方法，包括以下步骤：1.按经验值，p通常取值在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快速建立全国坐标框架基准的方法，其特征在于，包括以下步骤：在作业区域待求基准点上进行GNSS数据观测、采集；计算所述待求基准点在ITRF框架下的当前历元坐标；获取陆态网基准站速度场信息；根据所述基准站速度场信息建立全国范围内速度场模型；根据所述速度场模型计算所述待求基准点速度；根据所述待求基准点速度进行框架转换，将所述待求基准点在ITRF框架下的当前历元坐标转换为CGCS2000框架坐标。

【技术特征摘要】
1.一种快速建立全国坐标框架基准的方法，其特征在于，包括以下步骤：在作业区域待求基准点上进行GNSS数据观测、采集；计算所述待求基准点在ITRF框架下的当前历元坐标；获取陆态网基准站速度场信息；根据所述基准站速度场信息建立全国范围内速度场模型；根据所述速度场模型计算所述待求基准点速度；根据所述待求基准点速度进行框架转换，将所述待求基准点在ITRF框架下的当前历元坐标转换为CGCS2000框架坐标。2.根据权利要求1所述的快速建立全国坐标框架基准的方法，其特征在于，在所述“根据所述基准站速度场信息建立全国范围内速度场模型”的步骤中，所述速度场模型为：其中，(B,L)为待求基准点的经纬度坐标，V(B,L)为待求基准点的速度，n为基准站的数量，Wi为加权函数，且其中p为一个任意正实数，S为待求基准点到基准站的距离，(Bi,Li)为基准站的经纬度坐标，V(Bi,Li)为基准站的速度。3.根据权利要求2所述的快速建立全国坐标框架基准的方法，其特征在于，所述p值的确定方法包括以下步骤：将区间0.5-3按步长0.1进行分割，得到不同的p值；根据所述不同的p值和所述速度场模型，计算全国周边IGS站点的速度插值；计算所述IGS站点的速度插值与ITRF公布的所述IGS站点的速度值的差值平方和的开方值Δd，即：其中，ΔX，ΔY，ΔZ为所述IGS站点的速度插值与ITRF公布的所述IGS站点的速度值在三个坐标轴方向的差值；计算满足时的p值，其中，m为全国周边IGS站点的数量。4.根据权利要求1所述的快速建立全国坐标框架基准的方法，其特征在于，在所述“根据所述待求基准点速度进行框架转换”的步骤中，根据ITRF公布的ITRF框架与CGCS2000框架的14个转换参数及所述待求基准点速度进行框架转换。5.根据权利要求4所述的快速建立全国坐标框架基准的方法，其特征在于，所述14个转换参数包括7个参数和所述7个参数的速率；所述7个参数包括两个空间坐标系的3个坐标平移量、3个坐标轴的旋转角度和1个尺度因子。6.根据权利要求1至...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯彦同，
申请(专利权)人：千寻位置网络有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31