LNCORS 在海域使用竣工验收测量中的应用
2020-09-27胡超魁王召会邵泽伟
胡超魁,王召会,邵泽伟
(辽宁省海洋水产科学研究院,辽宁大连116023)
引言
为了加强对填海项目的监督管理,保障和促进沿海开发活动科学用海、集约用海、依法用海,规范填海项目竣工海域使用验收工作,国家海洋局印发《填海项目竣工海域使用验收管理办法》(国海规范[2016]3号)(以下简称《管理办法》)。根据《管理办法》的有关规定,必须通过合理有效的验收测量技术方法,使用先进的外业测量仪器,利用科学的计算机软件,掌握项目用海区的实际清晰、准确、完整的内外界址线及海域使用面积,并编制验收测量报告。为海洋行政主管部门加强对填海项目的监督管理,规范填海项目竣工海域使用验收工作提供科学依据[1]。
本文以辽宁省某港区通用泊位前方作业区填海工程为例,介绍了辽宁省卫星导航定位连续运行基准站(LNCORS)在“内陆型”填海项目海域使用竣工测量中的应用,对验收测量中存在的技术问题进行分析,并采取科学合理的解决措施,切实反映填海造地情况[2-7]。
1 测量系统
1.1 系统介绍
辽宁省卫星导航定位连续运行基准站系统(LNCORS)是辽宁省基础测绘“十二五”规划的重点项目,是基于地心坐标系统的新一代大地测量基准,该项目于2012 年正式启动,于2016 年1 月开始试运行并对外提供服务。LNCORS 是 GPS 和GLONASS 兼容的双星系统,由均匀覆盖辽宁省全域68 座连续运行GNSS卫星定位基准站、1 个数控中与数控中心间数据传输网络为MSTP 专网方式,数据播发网络采用Internet 公网。能够对用户提供实时cm 级网络RTK 定位服务,精度水平方向≤3cm,垂直方向≤5cm[8]。
1.2 系统优势
1.2.1 便于外业工作开展。不需携带基准站、脚架、卷尺等设备,仅携带移动站设备便可实现单人单机外业测量工作。简化外业测量装备,大大提高了工作效率。
1.2.2 扩大外业工作范围。无需采用数传电台作为差分信号的传输载体,取而代之因特网、GPRS 和CDMA,成熟的互联网络和移动通讯技术为差分信号的传输提供保障,不再受距离的限制,扩大了RTK 的有效作业范围。
1.2.3 解决系统误差影响。流动站与VBS 站构成的基线更短,消除与卫星相应的误差有效性较明显;通过服务器应用整个网络的信息来计算电离层和对流层的复杂模型,修正与信号传播相应的误差有效性更明显;快速而准确地解算整周模糊度,进而更快速得到固定解,解决与接收设备相应的误差有效性更明显。
1.2.4 保证测量数据质量。系统中的服务器能够实时监控移动站状态,保存移动站实时返回的状态信息,保证RTK 测量数据的完整性、可靠性。
2 应用实例
2.1 项目概况
本项目位于辽宁省某港区,为港区通用泊位前方作业区填海工程,主要为通用码头货物提供货物堆存、中转等服务。本项目东侧为支持系统岸线通道填海工程,南侧和西侧为通用码头填海工程,北侧为码头前方物流园区填海工程。本项目批复填海面积为39.0781hm2,在进行竣工海域使用验收测量时,项目四周均已填筑为陆地,无明显填海边界。
2.2 测量方案
2.2.1 坐标系统。CGCS2000 国家大地坐标系,1985 国家高程基准。
2.3 问题分析
2.3.1 确权与批复坐标系统不一致。依据《2000 国家大地坐标系推广使用技术指南》规定,本项目测量成果应采用CGCS2000 国家大地坐标系,而批复坐标系统采用WGS84 大地坐标系。由于二者关于坐标系原点、尺度、定向及定向演变的定义都是相同的。同时,两个坐标系统使用的参考椭球也非常相近,唯有扁率有微小差异。因此,CGCS2000 国家大地坐标系和WGS84 大地坐标系是相容的,在坐标系的实现精度范围内,CGCS2000 和WGS84 坐标是一致的。本项目确权测量坐标系统采用CGCS2000 国家大地坐标系。
2.3.2 核算与批复面积不一致。经实测,本项目所有界址点及外缘核验点所在区域均已形成陆域,本项目在区域用海范围内已完成填海,项目周边陆域没有其他权属纷争。本项目批复建设填海造地面积39.0781hm2,由于批复的界址点坐标保留2 位小数,按照批复的界址点坐标进行面积核算,结果为39.1188hm2。批复面积与核算面积存在差异,在确定批复界址点坐标无误的情况下,认定批复面积存在错误。经上级主管部门重新核算,确定准确的批复填海造地面积。
2.3.3 确权界址点坐标保留位数不足。本项目3# 界址点与相邻宗海界址线相交,提取界址点坐标,依据《宗海图编绘技术规范》(试行)(国海规范[2016]2 号)
2.2.2 测量仪器。南方灵锐S86T 型双频GPS 接收机,平面测量精度为±1cm+1ppm,高程测量精度为±2cm+1ppm。仪器使用前已检定为合格。
2.2.3 测量方法。利用LNCORS 网络RTK 实时动态获取测量点位坐标。本项目为“内陆型”填海,采用点放样测量方式确定各界址点实际位置。同时,在用海区域外缘陆域对应采集核验点,以确定本项目在区域用海范围内,已完成填海,形成陆域。与相邻已确权填海项目有公共界址点的,将已确权界址点作为本项目确权界址点,以实现相邻填海项目无缝衔接。
2.2.4 测量精度。对测区已有控制点进行复测,通过比较,确定本项目测量点平均误差值为±0.026m,满足《海籍调查规范》中要求点位精度优于0.1m 的要求[9-11]。复测结果见表1。
2.2.5 面积计算。对于有n 个界址点的宗海内部单元,根据界址点的平面直角坐标xi、yi(i 为界址点序号),计算各宗海的面积S(m2)并转换为公顷,公式如下规定,确权界址点坐标单位采用度、分、秒格式,秒后保留3 位小数[12]。3#界址点提取结果见图1。
表1 复测结果
图1 界址点提取结果
图2 保留3 位小数重绘结果
使用所提取的界址点重新绘制界址图时,3# 界址点与相邻宗海界址线之间会有0.012m 的间隔,系人为秒后保留3 位小数产生的误差所致。保留3 位小数重绘结果见图2。
如确权界址点坐标单位采用度、分、秒格式,秒后保留4 位小数,则上述问题便能够得到解决。保留4位小数重绘结果见图3。
2.4 验收结果
本次验收的填海区域批准用海面积为39.1188hm2,实际填海面积为 39.1195hm2,超出批准海域适用范围0.0007hm2。超出原因是对确权界址点进行了微调,以便与南侧相邻已确权验收的通用码头填海项目实现无缝衔接。
3 结束语
本文就LNCORS 系统在填海项目海域使用竣工验收测量中的技术方法进行了详细介绍,LNCORS系统相比常规RTK 优势明显,精度可靠,测量点平均差值为±0.026m,能够满足海域使用竣工验收测量要求。同时,对实际项目中存在的技术问题进行了分析解决,对完善海域使用竣工验收管理办法和技术规范提出了合理建议,保障了海域使用权人合法权益。
图3 保留4 位小数重绘结果