靜態GPS測量——NGS控制點表

2020-12-21 測繪科學與環境生態

地形

現場勘察簡單看看根本就不可行的。在線地圖瀏覽器使得虛擬站點評估成為可能。地形並不影響靜態GPS觀測站之間的視線,但它主要影響站和站之間交通。有些地區只有直升機或其他特殊交通工具才能到達,可能進行現場勘察。項目的道路有些地區很好,而其他地區卻很差。植被、建築物或柵欄的密度可能會引起上空障礙物或多路徑問題。相對於項目點位置,土地所有權類型可能會提高或降低對獲得跨地許可的關注程度。

地圖

數字地圖和硬拷貝地圖是靜態GPS測量設計編制的寶貴資源。可以通過地方政府和私人來源提供適當的地圖,或者網上找到。

107.NGS控制點表

測量標誌是國家地理空間參考系(National Spatial Reference System,NSRS)物理表現形式,可以被測量儀器佔用,被稱為被動標誌。使用得當可以提供可靠的控制。理解每個控制點所附的數據表,以便網上獲取和利用這些數據。

該表的每頁都有大量有關被動測量標誌的信息,見圖1至圖4所示。除了緯度和經度之外,還包括適當區分帶的國家平面坐標系。數據表的第一行是數據檢索日期。空間站點類型,其中包括連續運行基準站(Continuously Operating Reference Station,CORS)、聯邦基站控制站(Federal Base Network Control Station,FBNCS)和合作基站控制站(Cooperative Base Network Control Station,CBNCS)。

圖1 NGS控制數據表1
圖2 NGS控制數據表2

接下來是空間站的名稱和永久標誌(Permanent Identifier,PID)。在NGS資料庫中,他們都可以用於搜索站點。每個數據表記錄的左側都有PID,其都是由兩個大寫字母和四位數字組成。國家、州、縣和美國地質調查局(U.S. Geological Survey,USGS)的名稱如下。即使空間站位於四區覆蓋的區域,它也可能不會出現在地圖上。在「當前測量控制」的標題下,將會看到站點基於NAD83基準的緯度和經度,其與北美板塊固連在一起,現在使用NAD83(2011)基準,站點正常高屬於NAVD88基準。正常高單位為米的標準高度(ORTHO HEIGHT),下邊是以英尺為單位的標準高度。以GPS觀測得到高度必須使用給定的大地水準面模轉換為正高度。

圖3 NGS控制數據表3
圖4 NGS控制數據表4

過去就已對NAD27和NGVD29基準進行了平差。這些舊值可能顯示在已被取代的測量控制項下邊。如果該站是基準站,則可以平差水平值。如果該站確實是水平控制點,則也可以平差水平值。

當數據表NAD83之後插入日期時,表示該站已經重新平差。NGS數據表有13個垂直控制源。下邊給出幾個常見的類別。平差給出三位小數,即精密水準最小二乘平差結果。另一類是發布的,表示該站於1991年通過北美垂直基準(North American Vertical Datum,NAVD)平差後已做調整。通過不嚴密的精密水準確定控制站的高程時,稱為計算高程。如果通過GPS觀測(Obs)或垂直角測量(Vert Ang),站點的垂直值都有一位小數。如果根據地形圖按比例縮放,或者使用VERTCON程序從NGVD29模型轉換而來,則沒有小數點。

實際可獲得的是地心-地固定坐標下(Earth-Centered-Earth-Fixed,ECEF)的X、Y和Z。它們是右手坐標系,三維笛卡爾坐標,從位置和橢球高度計算。這些值加上天文方位角就得到大地方位角,稱為拉普拉斯(Laplace)改正數。值得注意的是,NGS使用拉普拉斯校正採用順時針旋轉。每個NAD83橢球高后面是大地高,該位置由NGS的大地水準面程序覆蓋。FGDC網的精確表示為95%置信水平。某些情況下,也可能提供該站的照片。當聯機檢索控制數據表時,使用連結將它們調出。此外,還給出所用大地水準面模型。

坐標系

NGS控制數據表還提供了國家平面坐標和通用橫向墨卡託(Universal Transverse Mercator,UTM)坐標,後者僅用於水平控制站。國家平面坐標單位是美國測量英尺或國際英尺,UTM坐標單位為米。用主方位角標記的方位角從北方向順時針旋轉,尺度因子用於橢球面距離轉換為平面網格距離。這些信息之後還有至參考目標的距離。控制數據表上沒有給出方位標誌或參照目標的坐標。

測站標誌

除了標誌設置信息、標誌類型和歷史標誌恢復之外,NGS控制數據表還提供了有價值的可達性描述。它從測站的大致位置開始,接著是眾所周知的地點,路線會被描述為左右轉彎、方向、道路名稱以及每段路程的長度(單位公裡)。當達到標誌時,對測量標誌進行描述,並顯示水平和垂直關係。最後,可能是GPS可見障礙說明等等。

重要信息

描述測量標誌的位置和到達路線的價值與準備日期和位置的遠近成正比。當該地區對公眾開放後,舊站址周圍情況可能會發生巨大變化。如果測站年代和位置有受到幹擾或被破壞的可能時,必須進行現場調查設置備用參考標誌。但不能混淆備用參考標誌和測站標誌。

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