CN115290041A - 一种施工测量方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

一种施工测量方法、装置、电子设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种施工测量方法、装置、电子设备及存储介质。该方法包括：针对埋设在施工区域的控制点，获取基于全球导航卫星系统对控制点进行观测得到的第一观测数据、基于与施工区域关联的国际全球定位系统服务跟踪站对控制点进行观测得到的第二观测数据及国际全球定位系统服务跟踪站在目标历元目标框架下的跟踪三维空间直角坐标；根据第一观测数据、第二观测数据及跟踪三维空间直角坐标，得到控制点在目标历元目标框架对应的国家大地坐标系下的控制三维空间直角坐标；将推算大地高转换为控制点在施工时应用的正常高，以基于平面坐标和正常高进行施工区域的施工测量。本发明实施例的技术方案，可以获取控制点的平面坐标和高程成果。

Description

一种施工测量方法、装置、电子设备及存储介质
技术领域
本发明实施例涉及测量技术领域，尤其是涉及一种施工测量方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
在戈壁滩和无人区等施工区域进行施工测量时，由于这些施工区域内以及周边无任何施工测量基准控制点(可简称为控制点)作为参考，无法进行有效的施工测量；另外，对于位于地形条件复杂地区上的施工区域，其的水准观测工作量以及难度巨大，也无法进行有效的施工测量。
因此，如何在上述施工区域内进行有效的施工测量，这是亟待解决的问题。
发明内容
本发明实施例提供了一种施工测量方法、装置、电子设备及存储介质，以针对无控制点或是位于地形条件复杂地区的施工区域，通过获取埋设在该施工区域的控制点的平面坐标和高程成果，实现该施工区域有效的施工测量。
根据本发明的一方面，提供了一种施工测量方法，可以包括：
针对埋设在施工区域的控制点，获取基于全球导航卫星系统对控制点进行观测得到的第一观测数据、基于与施工区域关联的国际全球定位系统服务跟踪站对控制点进行观测得到的第二观测数据以及国际全球定位系统服务跟踪站在目标历元目标框架下的跟踪三维空间直角坐标；
根据第一观测数据、第二观测数据及跟踪三维空间直角坐标，得到控制点在目标历元目标框架对应的国家大地坐标系下的控制三维空间直角坐标，其中，控制三维空间直角坐标包括平面坐标和推算大地高；
将推算大地高转换为控制点在施工时应用的正常高，以基于平面坐标和正常高进行施工区域的施工测量。
根据本发明的另一方面，提供了一种施工测量装置，可以包括：
跟踪三维空间直角坐标获取模块，用于针对于埋设在施工区域的控制点，获取基于全球导航卫星系统对控制点进行观测得到的第一观测数据、基于与施工区域关联的国际全球定位系统服务跟踪站对控制点进行观测得到的第二观测数据以及国际全球定位系统服务跟踪站在目标历元目标框架下的跟踪三维空间直角坐标；
控制三维空间直角坐标得到模块，用于根据第一观测数据、第二观测数据及跟踪三维空间直角坐标，得到控制点在目标历元目标框架对应的国家大地坐标系下的控制三维空间直角坐标，其中，控制三维空间直角坐标包括平面坐标和推算大地高；
正常高转换模块，用于将推算大地高转换为控制点在施工时应用的正常高，以基于平面坐标和正常高进行施工区域的施工测量。
根据本发明的另一方面，提供了一种电子设备，可以包括：
至少一个处理器；以及
与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，计算机程序被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器执行时实现本发明任意实施例所提供的施工测量方法。
根据本发明的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，该计算机指令用于使处理器执行时实现本发明任意实施例所提供的施工测量方法。
本发明实施例的技术方案，针对埋设在施工区域的控制点，通过获取基于全球导航卫星系统对控制点进行观测得到的第一观测数据、基于与施工区域关联的国际全球定位系统服务跟踪站对控制点进行观测得到的第二观测数据以及国际全球定位系统服务跟踪站在目标历元目标框架下的跟踪三维空间直角坐标；根据第一观测数据、第二观测数据以及跟踪三维空间直角坐标，得到控制点在目标历元目标框架对应的国家大地坐标系下的控制三维空间直角坐标，其中，控制三维空间直角坐标包括平面坐标和推算大地高；将推算大地高转换为控制点在施工时应用的正常高，以基于平面坐标和正常高进行施工区域的施工测量。上述技术方案，针对无控制点或是位于地形条件复杂地区上的施工区域，可以通过获取埋设在该施工区域的控制点的平面坐标和高程成果，实现了该施工区域有效的施工测量，由此极大地节约了时间、人力和物力。
应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或是重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例提供的一种施工测量方法的流程图；
图2是根据本发明实施例提供的另一种施工测量方法的流程图；
图3是根据本发明实施例提供的另一种施工测量方法中可选示例的流程图；
图4是根据本发明实施例提供的一种施工测量装置的结构框图；
图5是实现本发明实施例的施工测量方法的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。“目标”、“原始”等的情况类似，在此不再赘述。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
图1是本发明实施例中所提供的一种施工测量方法的流程图。本实施例可适用于通过获取埋设在施工区域的控制点的平面坐标和高程成果，从而基于这二者进行有效的施工测量的情况。该方法可以由本发明实施例提供的施工测量装置来执行，该装置可以由软件和/或硬件的方式实现，该装置可以集成在电子设备上，该电子设备可以是各种用户终端或服务器。
参见图1，本发明实施例的方法具体包括如下步骤：
S110、针对埋设在施工区域的控制点，获取基于全球导航卫星系统对控制点进行观测得到的第一观测数据、基于施工区域关联的国际全球定位系统服务跟踪站对控制点进行观测得到的第二观测数据以及国际全球定位系统服务跟踪站在目标历元目标框架下的跟踪三维空间直角坐标。
其中，在施工区域埋设至少一个控制点，当存在至少两个控制点时，任意两个控制点间的相距距离至少可以大于1千米(km)、2km或是3km等，在此未做具体限定。针对每个控制点，获取基于全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)对其进行观测得到的第一观测数据。在实际应用中，可选的，GNSS测量可以分为静态测量和动态测量，由于静态测量的精度更高，常常应用于高精度的控制测量中，因此可以通过静态测量来采集第一观测数据；当然，也可以通过动态测量来采集第一观测数据，在此未做具体限定。再可选的，当需要采集至少两个第一观测数据时，采集时间相邻的两个第一观测数据间的采集时间间隔可以大于1小时、2小时或是3小时等，在此未做具体限定。
需要说明的是，GNSS是能在地球表面或近地空间的任何地点为用户提供全天候的三维坐标和速度以及时间信息的空基无线电导航定位系统，其涉及到全球4大卫星导航系统供应商，具体包括美国的全球定位系统(Global Positioning System，GPS)、俄罗斯的格洛纳斯卫星导航系统(GLObal NAvigation Satellite System，GLONASS)、欧盟的伽利略卫星导航系统(Galileo Satellite Navigation System，GALILEO)以及中国的北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System，BDS)。
与施工区域关联的国际全球定位系统服务(International GPS Service，IGS)跟踪站可以是位于施工区域附近的IGS跟踪站，其的数量可以是一个、两个或是多个，在此未做具体限定。在实际应用中，可选的，可以选择至少三个IGS跟踪站进行应用。获取基于IGS跟踪站对控制点进行观测得到的第二观测数据，第一观测数据与第二观测数据可以是同时观测得到或是非同时观测得到的数据，在此未做具体限定。除此外，还可以获取IGS跟踪站在目标历元目标框架下的三维空间直角坐标，为了与其余的三维空间直角坐标区分，这里将IGS跟踪站在目标历元目标框架下的三维空间直角坐标称为跟踪三维空间直角坐标。结合本发明实施例可能涉及的应用场景，目标历元目标框架可以是2000.0历元ITRF97框架，当然也可以是其余历元其余框架，在此未做具体限定。
S120、根据第一观测数据、第二观测数据及跟踪三维空间直角坐标，得到控制点在目标历元目标框架对应的国家大地坐标系下的控制三维空间直角坐标，其中，控制三维空间直角坐标包括平面坐标和推算大地高。
其中，根据第一观测数据、第二观测数据及跟踪三维空间直角坐标，得到控制点在目标历元目标框架对应的2000国家大地坐标系(Global Navigation Satellite System，CGCS2000)下的三维空间直角坐标，为了与其余的三维空间直角坐标区分，这里可将控制点在CGCS2000下的三维空间直角坐标称为控制三维空间直角坐标。该控制三维空间直角坐标可以表示出控制点的平面坐标和大地高，类似的，为了与其余点的大地高区分，这里可将控制点的大地高称为推算大地高。经实验验证，上述平面坐标的精度不低于5厘米，可满足常规各类比例尺测图精度要求。在实际应用中，控制三维空间直角坐标可以通过GAMIT基线解算软件求取。
需要说明的是，CGCS2000属于地心大地坐标系统，其是以ITRF97参考框架为基准，参考框架历元为2000.0，因此CGCS2000可以认为是与2000.0历元ITRF97框架对应的坐标系。CGCS2000的原点为包括海洋和大气的整个地球的质量中心，Z轴由原点指向历元2000.0的地球参考极的方向，X轴由原点指向格林尼治参考子午线与地球赤道面(历元2000.0)的交点，Y轴与Z轴和X轴构成右手正交坐标系。另外，当目标历元目标框架是除了2000.0历元ITRF97框架之外的其余历元其余框架时，与目标历元目标框架对应的国家大地坐标系也可以是CGCS2000之外的国家大地坐标系，在此未做具体限定。
S130、将推算大地高转换为控制点在施工时应用的正常高，以基于平面坐标和正常高进行施工区域的施工测量。
其中，由于GNSS只能精确观测到控制点的推算大地高，无法观测到控制点在施工时应用的正常高，因此这里可将推算大地高转换为正常高，以便基于平面坐标和正常高进行施工区域有效的施工测量。上述正常高也可以称为高程成果。在实际应用中，可选的，上述转换过程可以基于水准观测方案或是高程拟合方案来实现。在此基础上，考虑到在一些地形条件复杂地区，水准观测工作量巨大且观测难度很大，因此可以采用效率更高的高程拟合方案来完成上述转换过程，从而保证了正常高的获取效率。
本发明实施例的技术方案，针对埋设在施工区域的控制点，通过获取基于全球导航卫星系统对控制点进行观测得到的第一观测数据、基于与施工区域关联的国际全球定位系统服务跟踪站对控制点进行观测得到的第二观测数据以及国际全球定位系统服务跟踪站在目标历元目标框架下的跟踪三维空间直角坐标；根据第一观测数据、第二观测数据以及跟踪三维空间直角坐标，得到控制点在目标历元目标框架对应的国家大地坐标系下的控制三维空间直角坐标，其中，控制三维空间直角坐标包括平面坐标和推算大地高；将推算大地高转换为控制点在施工时应用的正常高，以基于平面坐标和正常高进行施工区域的施工测量。上述技术方案，针对无控制点或是位于地形条件复杂地区上的施工区域，可以通过获取埋设在该施工区域的控制点的平面坐标和高程成果，实现了该施工区域有效的施工测量，由此极大地节约了时间、人力和物力。
一种可选的技术方案，第一观测数据以及第二观测数据在同一时间段观测得到；根据第一观测数据、第二观测数据及跟踪三维空间直角坐标，得到控制点在目标历元目标框架对应的国家大地坐标系下的控制三维空间直角坐标，可包括：根据第一观测数据和第二观测数据，得到基线数据，其中，基线数据可表示国际全球定位系统服务跟踪站与控制点间的连线的长度；根据基线数据和跟踪三维空间直角坐标，得到控制点在目标历元目标框架对应的国家大地坐标系下的控制三维空间直角坐标。也就是说，根据第一观测数据和第二观测数据得到IGS跟踪站与控制点之间的基线数据，从而将跟踪三维空间直角坐标作为起算点，基于基线数据解算得到控制三维空间直角坐标，由此实现了控制三维空间直角坐标的有效得到的效果。
图2是本发明实施例中提供的另一种施工测量方法的流程图。本实施例以上述各技术方案为基础进行优化。在本实施例中，可选的，将推算大地高转换为控制点在施工时应用的正常高，可以包括：利用重力场模型，得到施工区域的区域似大地水准面；基于区域似大地水准面，得到控制点的推算高程异常；根据推算高程异常对推算大地高进行转换，得到控制点在施工时应用的正常高。其中，与上述各实施例相同或相应的术语的解释在此不再赘述。
参见图2，本实施例的方法具体可以包括如下步骤：
S210、针对埋设在施工区域的控制点，获取基于全球导航卫星系统对控制点进行观测得到的第一观测数据、基于施工区域关联的国际全球定位系统服务跟踪站对控制点进行观测得到的第二观测数据以及国际全球定位系统服务跟踪站在目标历元目标框架下的跟踪三维空间直角坐标。
S220、根据第一观测数据、第二观测数据及跟踪三维空间直角坐标，得到控制点在目标历元目标框架对应的国家大地坐标系下的控制三维空间直角坐标，其中，控制三维空间直角坐标包括平面坐标和推算大地高。
S230、利用重力场模型，得到施工区域的区域似大地水准面。
其中，重力场模型(Gravity Field Model)是一种可直接获取的卫星数据，其的数据类型是以阶数提供的，例如长波项、中波项和短波项。在实际应用中，重力场模型可以跟随着科技进步更新换代，这里以当前应用的XGM2019为例，其的阶次完全至2159(球谐系数的阶扩展至2190)，空间分辨率约为5′(约9km)；它的数据来源包括较长波长区域的GOC0 06卫星模型及较短波长的地面观测数据。在获取到重力场模型后，可以通过利用XGM2019来得到施工区域的区域似大地水准面，这一过程也可描述为利用XGM2019进行区域似大地水准面的精化过程。需要说明的是，后续为了形象化描述，均以XGM2019表示重力场模型。当然，在实际应用中，也可以采用其余的重力场模型，在此未做具体限定。
S240、基于区域似大地水准面，得到控制点的推算高程异常。
其中，区域似大地水准面可以认为是基于施工区域内的各个点的高程异常拟合得到的平面，因此可以基于该区域似大地水准面得到控制点的高程异常。为了与其余点的高程异常区分，这里将控制点的高程异常称为推算高程异常。
在此基础上，可选的，在得到控制点的推算高程异常后，还可以获取控制点的实测高程异常，并根据推算高程异常和实测高程异常间的差值，得到施工区域的外符合精度。其中，实测高程异常可以直接测量得到或是向省或者国家测绘单位申请得到。这里通过推算高程异常和实测高程异常间的差值确定施工区域的外符合精度的好处在于，基于外符合精度检测本次拟合出来的推算高程异常的精准度，从而可以验证上述方案的可行性。示例性的，上述外符合精度μ可以通过如下式子计算得到：
Figure BDA0003775244670000101
其中，v表示推算高程异常和实测高程异常之间的差值，n表示参与外符合精度评定的控制点的个数。
S250、根据推算高程异常对推算大地高进行转换，得到控制点在施工时应用的正常高，以基于平面坐标和正常高进行施工区域的施工测量。
其中，根据推算高程异常对推算大地高进行转换，得到正常高，如正常高＝推算大地高-推算高程异常，从而实现了正常高的快速获取的效果。
本发明实施例的技术方案，利用XGM2019得到施工区域的区域似大地水准面，从而基于区域似大地水准面得到控制点的推算高程异常，然后基于推算高程异常对推算大地高进行转换，由此实现了正常高的快速获取的效果。
一种可选的技术方案，利用重力场模型，得到施工区域的区域似大地水准面，可包括：利用重力场模型，基于预先设置的移去-拟合-恢复策略，得到施工区域的区域似大地水准面。换言之，在利用重力场模型时，可以通过移去-拟合-恢复策略(或是说算法)获取施工区域的区域似大地水准面。
在此基础上，可选的，上述的利用重力场模型，基于预先设置的移去-拟合-恢复策略，得到施工区域的区域似大地水准面，可以理解为：基于重力场模型得到全球导航卫星系统点的系统高程异常长波项，并基于系统高程异常长波项得到重力似大地水准面；对重力似大地水准面进行拟合，得到施工区域的区域似大地水准面。其中，XGM2019是全球区域类型的数据，因此基于XGM2019可以得到GNSS点的系统高程异常长波项，然后基于系统高程异常长波项得到重力似大地水准面，即重力似大地水准面可以认为是基于这些系统高程异常长波项拟合得到的平面。进一步，由于XGM2019是针对全球区域，而施工区域是全球区域中的一个小区域，为了更好地贴合施工区域所在的当地地形，可以对重力似大地水准面进行拟合，从而得到区域似大地水准面。也就是说，得到系统高程异常长波项后，可以通过移去-拟合-恢复策略求解高程异常，从而完成区域似大地水准面拟合。
在实际应用中，可选的，上述拟合过程可基于二次曲面方程实现。再可选的，上述系统高程异常长波项可以通过如下步骤得到：获取用于计算系统高程异常长波项的参考因素，然后根据该参考因素计算得到推算高程异常长波项，该参考因素可以包括GNSS点的地心向径和正常重力值、引力常数与地球质量的乘积、参考椭球的长半轴、完全规格化位系数、完全规格化缔合勒让德(Legndre)函数、地心纬度、地心经度及XGM2019展开的最高阶数中的至少一个。
在此基础上，可选的，对重力似大地水准面进行拟合，得到施工区域的区域似大地水准面，可包括：获取GNSS点的系统大地高和水准高，并基于系统大地高和水准高得到GNSS点的系统高程异常；根据系统高程异常和系统高程异常长波项，得到GNSS点的系统高程异常差，例如系统高程异常差＝系统高程异常-系统高程异常长波项；对与系统高程异常差关联的重力似大地水准面进行拟合，得到控制点的推算高程异常差；根据推算高程异常差、以及基于重力场模型得到的控制点的推算高程异常长波项，得到施工区域的区域似大地水准面。
为了更好地理解上述技术方案，下面结合具体示例对其进行示例性说明。示例性的，可以通过如下方式得到正常高：利用已知的GNSS点的系统大地高和水准高获得该GNSS点的系统高程异常，由于高程异常在局部区域内的变化趋势相对比较平缓，因此可以用一组无限逼近的曲面函数进行表示，然后利用GNSS点计算出拟合系数，求出未知的控制点的推算高程异常，进而可以获得该控制点的正常高。根据物理大地测量学理论，高程异常ζ计算公式如下：
ζ＝ζGM+ζΔG+ζT
其中，ζGM是由XGM计算出的高程异常长波项；ζΔG表示高程异常中波项，可以通过求解重力异常的边值问题得到；且ζT表示高程异常短波项，可以通过求解地形改正得到。
在此基础上，地面上任意点P的ζGM计算公式如下：
Figure BDA0003775244670000121
其中GM为引力常数与地球质量的乘积，ρ为P的地心向径，γ为P的正常重力值，α为参考椭球的长半轴，
Figure BDA0003775244670000131
和
Figure BDA0003775244670000132
为完全规格化位系数，
Figure BDA0003775244670000133
为完全规格化缔合Legndre函数，
Figure BDA0003775244670000134
为地心纬度，λ为地形经度，N为XGM展开的最高阶数。
由于ζΔG和ζT对高差异常的影响较小，因此可以将二者作为一个整体考虑，表示为高程异常差δζ，则ζ计算公式变化如下：
ζ＝ζGM+δζ
基于移去-拟合-恢复策略求解高程异常的基本原理如下：利用n个GNSS点(即已知点)的系统大地高H和水准高h计算出GNSS点的系统高程异常ζ，然后用ζ减去通过XGM计算出的GNSS点的系统高程异常长波项ζGM，得到系统高程异常差δζ。δζ受地形起伏、公式误差和数据误差的影响，具有一定的随机性，因此可以利用GNSS点的δζ，通过二次曲面方程进行拟合，即可求出在控制点(即未知点)处的推算高程异常差δζ，其拟合函数如下：
δζ＝a0+a1x+a2y+a3x2+a4y2+a5xy
最后，将拟合得出的δζ与通过XGM计算出的控制点的推算高程异常长波项ζGM相加，求得控制点的推算高程异常。
为了从整体上更好地理解上述各个技术方案，下面结合具体示例对其进行示例性说明。示例性的，参见图3：
(1)在施工区域埋设相距距离大于1km的控制点，采用GNSS接收机利用高精度静态测量方法记录控制点的第一观测数据(即静态数据)，观测时间可大于2小时。
(2)获取施工区域附近至少3个IGS跟踪站同步观测到的第二观测数据，并获取IGS跟踪站2000.0历元ITRF97框架下的跟踪三空间直角坐标。
(3)通过GAMIT基线解算软件求取控制点在CGCS2000下的平面坐标以及推算大地高。具体的，将第二观测数据与第一观测数据一并导入到GAMIT基线解算软件进行基线计算；进一步，基于跟踪三空间直角坐标，通过基线解算，平差后获取控制点在CGCS2000下的控制三空间直角坐标，即获取了控制点的CGCS2000平面坐标和大地高。
本步骤，通过静态精密定位技术及IGS跟踪站共同解算控制点的CGCS2000平面坐标和推算大地高，从而可快速获取该CGCS2000平面坐标和推算大地高，由此克服了施工区域无控制点的弊端。
(4)利用XGM2019求解GNSS点的系统高程异常长波项，然后通过移去-拟合-恢复策略求解系统高程异常，获取施工区域的区域似大地水准面，再然后利用区域似大地水准面获取控制点的推算高程异常，从而基于推算高程异常将推算大地高转换为正常高，实现了快速获取高程成果的效果。
(5)获取施工区域的控制点的CGCS2000平面坐标和正常高，从而实现了快速获取施工区域的控制点的CGCS2000精密坐标和高程成果的效果。
上述示例，利用IGS跟踪站和XGM2019，通过高精度静态测量配合GAMIT基线解算软件和重力场模型移去-拟合-恢复策略获取控制点的CGCS2000精密坐标和高程成果，从而为施工提供了测量基准。
图4为本发明实施例中提供的施工测量装置的结构框图，该装置用于执行上述任意实施例所提供的施工测量方法。该装置与上述各实施例的施工测量方法属于同一个发明构思，在施工测量装置的实施例中未详尽描述的细节内容，可以参考上述施工测量方法的实施例。参见图4，该装置具体可以包括：跟踪三维空间直角坐标获取模块310、控制三维空间直角坐标得到模块320和正常高转换模块330。
其中，跟踪三维空间直角坐标获取模块310，用于针对埋设在施工区域的控制点，获取基于全球导航卫星系统对控制点进行观测得到的第一观测数据、基于与施工区域关联的国际全球定位系统服务跟踪站对控制点进行观测得到的第二观测数据以及国际全球定位系统服务跟踪站在目标历元目标框架下的跟踪三维空间直角坐标；
控制三维空间直角坐标得到模块320，用于根据第一观测数据、第二观测数据及跟踪三维空间直角坐标，得到控制点在目标历元目标框架对应的国家大地坐标系下的控制三维空间直角坐标，其中，控制三维空间直角坐标包括平面坐标和推算大地高；
正常高转换模块330，用于将推算大地高转换为控制点在施工时应用的正常高，以基于平面坐标和正常高进行施工区域的施工测量。
可选的，第一观测数据和第二观测数据在同一时间段观测得到，控制三维空间直角坐标得到模块320，可以包括：
基线数据得到单元，用于根据第一观测数据以及第二观测数据，得到基线数据，其中，基线数据表示国际全球定位系统服务跟踪站与控制点间的连线的长度；
控制三维空间直角坐标得到单元，用于根据基线数据和跟踪三维空间直角坐标，得到控制点在目标历元目标框架对应的国家大地坐标系下的控制三维空间直角坐标。
可选的，正常高转换模块330，可以包括：
区域似大地水准面得到子模块，用于利用重力场模型，得到施工区域的区域似大地水准面；
推算高程异常得到子模块，用于基于区域似大地水准面，得到控制点的推算高程异常；
正常高转换子模块，用于根据推算高程异常对推算大地高进行转换，得到控制点在施工时应用的正常高。
在此基础上，可选的，区域似大地水准面得到子模块，可以包括：
区域似大地水准面得到单元，用于利用重力场模型，基于预先设置的移去-拟合-恢复策略，得到施工区域的区域似大地水准面。
在此基础上，可选的，区域似大地水准面得到单元，可以包括：
重力似大地水准面得到子单元，用于基于重力场模型得到全球导航卫星系统点的系统高程异常长波项，基于系统高程异常长波项得到重力似大地水准面；
区域似大地水准面得到子单元，用于对重力似大地水准面进行拟合，得到施工区域的区域似大地水准面。
可选的，区域似大地水准面得到子单元，具体可以用于：
获取全球导航卫星系统点的系统大地高和水准高，并基于系统大地高以及水准高得到全球导航卫星系统点的系统高程异常；
根据系统高程异常以及系统高程异常长波项，得到全球导航卫星系统点的系统高程异常差；
对系统高程异常差关联的重力似大地水准面进行拟合，得到控制点的推算高程异常差；
根据推算高程异常差、以及基于重力场模型得到的控制点的推算高程异常长波项，得到施工区域的区域似大地水准面。
可选的，正常高转换模块330，还可以包括：
外符合精度得到子模块，用于在得到控制点的推算高程异常后，获取控制点的实测高程异常，并根据推算高程异常及实测高程异常间的差值，得到施工区域的外符合精度。
本发明实施例提供的施工测量装置，针对埋设在施工区域的控制点，通过跟踪三维空间直角坐标获取模块获取基于全球导航卫星系统对控制点进行观测得到的第一观测数据、基于与施工区域关联的国际全球定位系统服务跟踪站对控制点进行观测得到的第二观测数据以及国际全球定位系统服务跟踪站在目标历元目标框架下的跟踪三维空间直角坐标；然后，通过控制三维空间直角坐标得到模块根据第一观测数据、第二观测数据以及跟踪三维空间直角坐标，得到控制点在目标历元目标框架对应的国家大地坐标系下的控制三维空间直角坐标，该控制三维空间直角坐标包括平面坐标和推算大地高；通过正常高转换模块将推算大地高转换为控制点在施工时应用的正常高，以基于平面坐标和正常高进行施工区域的施工测量。上述装置，针对无控制点或位于地形条件复杂地区上的施工区域，可以通过获取埋设在该施工区域的控制点的平面坐标和高程成果，实现了该施工区域有效的施工测量，由此极大地节约了时间、人力和物力。
本发明实施例所提供的施工测量装置可执行本发明任意实施例所提供的施工测量方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
值得注意的是，上述施工测量装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
图5示出了可以用来实施本发明的实施例的电子设备10的结构示意图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备(如头盔、眼镜、手表等)和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。
如图5所示，电子设备10包括至少一个处理器11，以及与至少一个处理器11通信连接的存储器，如只读存储器(ROM)12、随机访问存储器(RAM)13等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器11可以根据存储在只读存储器(ROM)12中的计算机程序或从存储单元18加载到随机访问存储器(RAM)13中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 13中，还可存储电子设备10操作所需的各种程序和数据。处理器11、ROM 12以及RAM 13通过总线14彼此相连。输入/输出(I/O)接口15也连接至总线14。
电子设备10中的多个部件连接至I/O接口15，包括：输入单元16，例如键盘、鼠标等；输出单元17，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元18，如磁盘、光盘等；以及通信单元19，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元19允许电子设备10通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
处理器11可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器11的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器11执行上文所描述的各个方法和处理，例如施工测量方法。
在一些实施例中，施工测量方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元18。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 12和/或通信单元19而被载入和/或安装到电子设备10上。当计算机程序加载到RAM 13并由处理器11执行时，可以执行上文描述的施工测量方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器11可通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行施工测量方法。
本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、以及至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、以及该至少一个输出装置。
用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或是其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行并且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
为了提供与用户的交互，可以在电子设备上实施此处描述的系统和技术，该电子设备具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。
可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)、区块链网络和互联网。
计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种施工测量方法，其特征在于，包括：
针对埋设在施工区域的控制点，获取基于全球导航卫星系统对所述控制点进行观测得到的第一观测数据、基于与所述施工区域关联的国际全球定位系统服务跟踪站对所述控制点进行观测得到的第二观测数据以及所述国际全球定位系统服务跟踪站在目标历元目标框架下的跟踪三维空间直角坐标；
根据所述第一观测数据、所述第二观测数据及所述跟踪三维空间直角坐标，得到所述控制点在所述目标历元目标框架对应的国家大地坐标系下的控制三维空间直角坐标，其中，所述控制三维空间直角坐标包括平面坐标和推算大地高；
将所述推算大地高转换为所述控制点在施工时应用的正常高，以基于所述平面坐标和所述正常高进行所述施工区域的施工测量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一观测数据以及所述第二观测数据在同一时间段观测得到；
所述根据所述第一观测数据、所述第二观测数据及所述跟踪三维空间直角坐标，得到所述控制点在所述目标历元目标框架对应的国家大地坐标系下的控制三维空间直角坐标，包括：
根据所述第一观测数据和所述第二观测数据，得到基线数据，其中，所述基线数据表示所述国际全球定位系统服务跟踪站与所述控制点间的连线的长度；
根据所述基线数据和所述跟踪三维空间直角坐标，得到所述控制点在所述目标历元目标框架对应的国家大地坐标系下的控制三维空间直角坐标。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述推算大地高转换为所述控制点在施工时应用的正常高，包括：
利用重力场模型，得到所述施工区域的区域似大地水准面；
基于所述区域似大地水准面，得到所述控制点的推算高程异常；
根据所述推算高程异常对所述推算大地高进行转换，得到所述控制点在施工时应用的正常高。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述利用重力场模型，得到所述施工区域的区域似大地水准面，包括：
利用重力场模型，基于预先设置的移去-拟合-恢复策略，得到所述施工区域的区域似大地水准面。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述利用重力场模型，基于预先设置的移去-拟合-恢复策略，得到所述施工区域的区域似大地水准面，包括：
基于重力场模型得到全球导航卫星系统点的系统高程异常长波项，并基于所述系统高程异常长波项得到重力似大地水准面；
对所述重力似大地水准面进行拟合，得到所述施工区域的区域似大地水准面。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对所述重力似大地水准面进行拟合，得到所述施工区域的区域似大地水准面，包括：
获取所述全球导航卫星系统点的系统大地高和水准高，并基于所述系统大地高和所述水准高得到所述全球导航卫星系统点的系统高程异常；
根据所述系统高程异常和所述系统高程异常长波项，得到所述全球导航卫星系统点的系统高程异常差；
对所述系统高程异常差关联的所述重力似大地水准面进行拟合，得到所述控制点的推算高程异常差；
根据所述推算高程异常差、以及基于所述重力场模型得到的所述控制点的推算高程异常长波项，得到所述施工区域的区域似大地水准面。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述得到所述控制点的推算高程异常之后，还包括：
获取所述控制点的实测高程异常，并根据所述推算高程异常以及所述实测高程异常间的差值，得到所述施工区域的外符合精度。
8.一种施工测量装置，其特征在于，包括：
跟踪三维空间直角坐标获取模块，用于针对于埋设在施工区域的控制点，获取基于全球导航卫星系统对所述控制点进行观测得到的第一观测数据、基于与所述施工区域关联的国际全球定位系统服务跟踪站对所述控制点进行观测得到的第二观测数据以及所述国际全球定位系统服务跟踪站在目标历元目标框架下的跟踪三维空间直角坐标；
控制三维空间直角坐标得到模块，用于根据所述第一观测数据、所述第二观测数据及所述跟踪三维空间直角坐标，得到所述控制点在所述目标历元目标框架对应的国家大地坐标系下的控制三维空间直角坐标，其中，所述控制三维空间直角坐标包括平面坐标和推算大地高；
正常高转换模块，用于将所述推算大地高转换为所述控制点在施工时应用的正常高，以基于所述平面坐标和所述正常高进行所述施工区域的施工测量。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行如权利要求1-7中任一项所述的施工测量方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现如权利要求1-7中任一所述的施工测量方法。
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