控制点因素对GPS坐标系统转换精度的影响

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GPS测量中坐标系之间的转换

GPS测量中坐标系之间的转换

GPS测量中的坐标系转换第一章绪论1.1概述坐标转化并不是一个新的课题,随着测绘事业的发展,全球一体化的形成,越来越要求全球测绘资料的统一。

尤其是在坐标系统的统一方面.原始的大地测量工作主要是依靠光学仪器进行,这样不免受到近地面大气的影响,同时受地球曲率的影响很大,在通视条件上受到很大的限制,从而对全球测绘资料的一体化产生巨大的约束性。

另外由于每一个国家的大地坐标系的建立和发展具有一定的历史特性,仅常用的大地坐标系就有150余个。

在同一个国家,在不同的历史时期由于习惯的改变或经济的发展变化也会采用不同的坐标系统。

例如:在我国建国之后,为了尽快搞好基础建设,我国采用了应用克氏椭球与我国实际相结合的北京54坐标系;随着经济的发展北京54坐标系的缺陷也随之被表露的越来越明显,特别是对我国经济较发达的东南沿海地区的影响表现得更为明显,进而我国开始研究并使用国家80坐标系。

在实际生活中,在一些地区由于国家建设的急需,来不及布设国家统一的大地控制网,而建立局部的独立坐标系。

而后,再将其转换到国家统一的大地控制网中,这些坐标系的变换都离不开坐标值的转化.在国际上,随着1964年美国海军武器实验室对第一代卫星导航系统─NNSS的研制成功,为测绘资料的全球一体化提供了可能。

到1972年,经过美国国防部的批准,开始了第二代卫星导航系统的开发研究工作,即为现在所说的GPS。

此套卫星导航系统满足了全球范围、全天候、连续实时以及三维导航和定位的要求.正是由于GPS卫星的这些特性,这种技术就很快被广大测绘工作者接受。

是由于坐标系统的不同,对GPS技术的推广使用造成了一定的障碍。

这样坐标转换的问题再一次被提到了重要的位置。

为了描述卫星运动,处理观测数据和表示测站位置,需要建立与之相应的坐标系统。

在GPS测量中,通常采用两种坐标系统,即协议天球坐标系和协议地球坐标系。

其中协议地球坐标系采用的是1984年世界大地坐标系(Word Geodetic System 1984─WGS-84)其主要参数为:长半轴 a=6378137; 扁率 f=1:298.257223563.而我国采用的坐标系并不是WGS-84坐标系而是BJ-54坐标系,这个坐标系是与前苏联的1942年普耳科沃坐标系有关的,其主要参数为: 长半轴 a=6378245; 扁率 f=1:298.3.这就使得同一点在不同的坐标系下有不同的坐标值,这样使测绘资料的使用范围受到很大的限制,并且对GPS系统在我国的广泛使用造成了一定的约束性,对我国的测绘事业的发展不利。

GPS(RTK)技术原理及精度影响因素

GPS(RTK)技术原理及精度影响因素
) 有 国家 控 制 点 高 斯 坐标 无 G S 3在 P 控 1 实时动态G S R a Tm ie t 简称 基 准 站 不 断 地 对 可 见 卫 星 进 行 观 测 , 接 P (el ieKnmai c 可 R K 测量技术 T) 收 到 的 卫星 信 号 通 过 电台 发送 给 流 动 站 接 制 资料 的 情 况 下 , 以 利 用 流 动 站 在 控 制 4 观 收机 , 流动 站接 收 机 将采 集 到的 G S 测数 点 现 场 逐 点 进 行 WGS8 定 位 测 量 , 测 时 P 观 mi 当不 少于 三 点 测量 完 成后 , 实时动态 ( a Ti Ki e tc 称 据 和 基 准 站 发 送 来 的 信 号 传 输 到 控 制 手 间不 少 干5 n, Re l me n ma i简 RTK) 量 技 术 也 称 载 波 相 位 差 分技 术是 簿 , 成 差 分 观 测值 , 行 实 时差 分 及 平 差 即 可利 用 控 制 手 簿 解 算 出坐 标 转 换 参 数 , 测 组 进 1 1定位原理 .
利 NVERS E 样、 地形 碎部 测 量 等等 。 RTK定 位技 术是 基 站 和 流 动站 同 时 接 收 卫星 信 号 。 准 站 通 方 程矩 阵 。 用EXCEL中的 M I 基 a ry) MMUL a ry) T(ra 函数分 别返 回矩阵 于 载波 相位 观 测 值 的 实 时 动 态定 位 技 术 , 过 连接 的 电台 将 测 站坐 标 、 距观 测 值 、 伪 载 (ra  ̄l 进 基 准站 和 流 动 站 必 须 保 持 4颗 以 上 相 同 卫 波 相 位 观 测 值 、 星 跟 踪 状 态和 接 收 机 工 的 逆矩 阵 和 两 矩 阵 的 乘 积 , 而 求 得 七参 卫

gps点校正知识

gps点校正知识

点校正就是求出WGS-84和当地平面直角坐标系统之间的数学转换关系(转换参数)。

在工程应用中使用GPS卫星定位系统采集到的数据是WGS-84坐标系数据,而目前我们测量成果普遍使用的是以1954年北京坐标系或是地方(任意|当地)独立坐标系为基础的坐标数据。

因此必须将WGS-84坐标转换到BJ-54坐标系或地方(任意)独立坐标系。

坐标系统之间的转换可以利用现有的七参数或三参数,也可以利用华测测地通软件进行点校正求四参数和高程拟合。

单点校正:利用一个点的WGS84坐标和当地坐标可以求出3个平移参数,旋转为零,比例因子为1。

在不知道当地坐标系统的旋转、比例因子的情况下,单点校正的精度无法保障,控制范围更无法确定。

因此建议尽量不要使用这种方式。

两点校正:可求出3个坐标平移参数、旋转和比例因子,各残差都为零。

比例因子至少在0.9999***至1.0000****之间,超过此数值,精度容易出问题或者已知点有问题;旋转的角度一般都比较小,都在度以下,如果旋转上百度,就要注意是不是已知点有问题三点校正:三个点做点校正,有水平残参,无垂直残差。

四点校正:四个点做点校正,既有水平残参,也有垂直残差。

点校正时的注意事项:1、已知点最好要分布在整个作业区域的边缘,能控制整个区域,并避免短边控制长边。

例如,如果用四个点做点校正的话,那么测量作业的区域最好在这四个点连成的四边形内部;2、一定要避免已知点的线形分布。

例如,如果用三个已知点进行点校正,这三个点组成的三角形要尽量接近正三角形,如果是四个点,就要尽量接近正方形,一定要避免所有的已知点的分布接近一条直线,这样会严重的影响测量的精度,特别是高程精度;3、如果在测量任务里只需要水平的坐标,不需要高程,建议用户至少要用两个点进行校正,但如果要检核已知点的水平残差,那么至少要用三个点;如果既需要水平坐标又需要高程,建议用户至少用三个点进行点校正,但如果要检核已知点的水平残差和垂直残差,那么至少需要四个点进行校正;4、注意坐标系统,中央子午线,投影面(特别是海拔比较高的地方),控制点与放样点是否是一个投影带;5、已知点之间的匹配程度也很重要,比如GPS观测的已知点和国家的三角已知点,如果同时使用的话,检核的时候水平残差有可能会很大的;6、如果有3个以上的点作点校正,检查一下水平残差和垂直残差的数值,看其是否满足用户的测量精度要求,如果残差太大,残差不要超过2厘米,如果太大先检查已知点输入是否有误,如果无误的话,就是已知点的匹配有问题,要更换已知点了;7、对于高程要特别注意控制点的线性分布(几个控制点分布在一条线上),特别是做线路工程,参与校正的高程点建议不要超过2个点(即在校正时,校正方法里不要超过两个点选垂直平差的)。

《GPS定位原理与应用》习题集答案

《GPS定位原理与应用》习题集答案

《GPS定位原理与应用》习题集答案第一篇《GPS定位原理与应用》习题集一、名词解释一、名词解释I、卫星星历:是描述卫星运行轨道的信息。

2、天线高:指天线的相位中心至观测点标志中心顶面的垂直距离。

3,春分点:当太阳在黄道上从天球南半球向北半球运行时,黄道与地球赤道的交点。

4、开普勒第一定律:卫星运行的轨道是一个椭圆,而该椭圆的一个焦点与地球的月心相重合。

这一定律表明,在中心引力场中,卫星绕地球运行的轨道面,是一个通过划球质心的静止平面。

5、同步环:由多台接收机同步观测的结果所构成的闭合环称为同步环。

6、多路朽效应:在GPS测量中,如果测站周围的反射物所反射的卫星信号(反射波)进入接收衫天线,这就将和直接来自卫星的信号(直接波)产生干涉,从而使观测值偏离真值产且所谓的多路径误差。

这种山于多路径的信号传播所引起的干涉时延效应称为多路径效应。

、7、周跳:在接收机跟踪GPS卫星进行观测的过程中,常常山于多种原因(例如接收机天线被阻挡、外界噪声信号的千扰等),可能使载波相位观测值中的9周数不正确但其不足1整周的小数部分仍然是正确的,这种现象成为整周变跳,简称周跳。

8、绝对定位:利用GPS卫星和用户接收机间的距离观测值直接确定用户接收机天线在在WGS-84坐标系中相对地球质心的绝对位置。

9,恒星时:以春分点为参考点,由春分点的周日视运动所确定的时间,称为恒星时。

恒星时是地方时。

10、卫星的无摄运动:卫星在轨运动受到中心力和摄动力的影响。

假设地球为匀质|球体,其对卫星的引力称为中心力(质量集中于球体的中心)。

中心力决定着卫星运动的4本规律和特征,此时卫星的运动称为无摄运动,山此所决定的卫星轨道可视为理想的轨道,又称卫星的无摄运动轨道。

11,精密星历:是一些国家的某些部门,根据各自建立的跟踪站所获得的精密观测资料,应用与确定预报星历相似的方法,而计算的卫星星历。

它可以向用户提供在用户观测时间的卫星星历,避免了预报星历外推的误差。

GPS练习题二资料19

GPS练习题二资料19

《GPS测量原理与应用》练习题二一、名词解释1、同步环由多台接收机同步观测所构成的闭合环称为同步环。

2、重复观测边同一基线边,若观测了多个时段(>=2), 则可得到多个基线边长。

这种具有多个独立观测结果的基线边,称为重复边。

3、异步环在构成多边形环路的所有基线向量中,只要有非同步观测向量的,则该多边形环路叫做异步观测环,简称异步环。

4、相对论效应是由于卫星钟和接收机钟所处的状态(运动速度和重力位)不同而引起卫星钟和接收机钟之间产生相对钟误差的现象。

5、大气折射对于GPS而言,卫星的电磁波信号从信号发射天线传播到地面GPS接收机天线,其传播路径并非真空,而是要穿过性质与状态各异、且不稳定的大气层,使其传播的方向、速度和强度发生变化,这种现象称为大气折射。

6、观测时段测站上开始接收卫星信号到观测停止,连续工作的时间段,称为观测时段,简称时段。

7、独立观测环由独立观测所获得的基线向量构成的闭合环,简称独立环。

8 GPS相对定位的作业模式利用GPS确定观测站之间相对位置所采用的作业方式。

它与GPS接收机设备的软件和硬件密切相关。

同时,不同的作业模式因作业方法、观测时间和应用范围的不同而有所差异。

9、坐标联测点GPS网平面坐标系统转换,通常是采用坐标联测来实现的。

采用GPS定位技术,重测部分地面网中的高等级国家控制点。

这种既具有WGS-84坐标系下的坐标,又具有参考坐标系下的坐标的公共点,称为GPS网和地面网的坐标连测点(简称坐标联测点)。

坐标联测点是显示坐标转换的前提。

10、高程联测点利用GPS直接测定的高程是GPS点在WGS-84坐标系中的大地高,而实际工作中通常需要的是正常高,为实现高程系统的转换,在布设GPS网时,需采用几何水准方法联测部分GPS点,这些被联测的GPS点,称为水准联测点。

11、停测段在某一测站上,若在某一时间段内可测卫星只有4颗,而这4 颗卫星的图形分布很差,其几何精度因于GDOpg过了规定的要求,以致无法保证预订的定位精度。

控制点因素对GPS坐标系统转换精度的影响

控制点因素对GPS坐标系统转换精度的影响

标求解 。我国的坐标 系统是用 常规技术测设 的二 维 坐标系 ( 我国新一代地心坐标系 C C 2 0 G S0 0除外) 点 , 的平面位置用 大地经 纬度或 高斯 平面坐标 来表示 。 点的大地高由地 面点 的正常高加概略 的高程异常所 得, 已知椭球面上 的大地 高只有数 米的精度 , 间的 点 大地高差精度 也仅有 米级。所 以地 面控制 网的已知 点中, 只能提供一个 点 ( 位置 基准点 ) 的三维 坐标 , 其 余 已知点 仅 能提 供经 纬度 或 高斯平 面 坐标 来作 转 换 。因此 , 由位置基 准点上 的两组三维 坐标可 以
的结 果 属 于地 心 坐标 系 , 而地 面 大 地测 量 得 到 的是 参
应用四参数模型实现 WG 8 S一 4坐标系统与我 国 参心坐标系统 的转换 , 主要是进行 模型参数 的求解 。 在求解模型参数 的过程 中需要解决 坐标数据格式不
统 一 的 问题 , 为 G S定 位 成 果 是 三 维 空 间 直 角 坐 因 P 标 , 我 国坐 标 系统 下 的控 制 点是 平 面 坐 标 。 在我 国 而
() 3 用三个或多个公共点 , 在有多余观测数据 的 情况下 , 求解模 型的参数。
[ 作者简介 ] 陶叶青 (9 4 ) 男 , 1 8一 , 汉族 , 江苏淮安人 , 讲师 , 硕士研究生 , 从事教学工作 。


北京 测绘 ・
21 第 1 0 2年 期
表 1 经高斯投影后 的平面坐标与 已知坐标
时独 立 求定 的 。对 于 我 国两 套 参 心坐 标 系 , 用七 参 运
1 GP S坐标 系统 转换 的适 用性 模型
无论是单点定位 , 还是相对定 位 ; 也无论是 米级 的定位精度 , 还是毫米级的定位精度 , 应用 G S进行 P 定位都是相对 于 WG 一8 S 4坐标 系统而 言的 , 这对于 我 国所采用 的克拉索夫斯基椭球的北京 5 4坐标系或 参考椭球 采用 17 9 5年国际大地测 量学与地球物理学

2021年注册测绘师考试真题:案例分析(文字版)(1)

2021年注册测绘师考试真题:案例分析(文字版)(1)

2021年注册测绘师考试真题:案例分析(文字版)2021年度全国注册测绘师资格考试试卷测绘案例分析第一题(18分)某市的基础控制网,因受城市建设,自然环境、认为活动等因素的影响,测量标志持续破坏,减少。

为了博阿正基础控制网的功能,该市决定对基础控制网实行维护,主要工作内容包括控制点的普查、补测、观测、计算及成果的坐标转换等。

1 已有资料情况该市基础控制网的观测数据及成果:联测国家高等级三角点5个,基本均匀覆盖整个城市区域,各三角点均有1980西安坐标系成果;城市及周边地区的GPS连续运行参考站观测数据及精确坐标;城市及周边地区近期布设的国家GPS点及成果。

2 控制网测量精度指标要求控制网采用三等GPS网,主要技术指标见下表:等级最弱边相对中误差三等≤10≤51/80 0003 外业资料的检验使用随接收机配备的商用软件对观测数据实行解算,对同步环闭合数、独立闭合环闭合差、重复基线较差实行检核,各项指标应满足精度要求:A. 同步环各坐标分量闭合差B. 独立闭合坐标闭合差和各坐标分量闭合差C. 重复基线的长度较差应满足规范要求项目实施中,测得某一基线长度约10 公里,重复基线的长度较差95.5毫米,某一由6条边(平均边长约5公里)组成的独立闭合环,其X、Y、Z坐标分量的闭合差分别为60.4毫米、160.3毫米、90.5毫米。

4 GPS控制网平差解算A. 三维无约束平差B. 三维约束平差5 坐标转换该市基于2000国家大地坐标系建立了城市独立坐标系,该独立坐标系使用中央子午线为东经×××°××′××",任意带高斯平面直角坐标。

通过平差与严密换算获得城市基础控制网2000国家大地坐标系与独立坐标系成果后,利用联测的5个高等级三角点成果,采用平面二维四参数转换模型,获得了该基础控制网1954年北京坐标系与1980西安坐标系成果。

坐标转换中用于计算七参数的公共点数量对转换结果精度影响的研究

坐标转换中用于计算七参数的公共点数量对转换结果精度影响的研究

坐标转换中用于计算七参数的公共点数量对转换结果精度影响的研究本文结合国土空间数据转换项目;在某县2700多平方公里区域内,首先分别选择5个、15个、30个和60个公共点计算用于数据转换的七参数;利用分别计算的布尔莎七参数对同一待转数据进行转换,对转换结果进行了精度对比分析,得出一些在县级区域坐标转换方面有益的结论。

标签:坐标转换;公共点;精度分析1980西安坐标系数据转换为国家2000大地坐标系,实际是将参心坐标系转换为地心坐标系;根据待转区域面积大小以及待转换数据的类型、格式、比例尺等不同,其转换方法也有多种;本项目使用的布尔莎七参数模型,需要提供三个平移、三个旋转和一个尺度参数共计七个转换参数;而计算这七个参数需要在转换区域均匀选择一些同时拥有80和2000坐标系坐标的公共点进行计算。

原理上只要有3个公共点即可以计算出七参数;然而公共点应该选择几个最合适,是不是越多最好?本文从实际转换项目出发,对这一问题进行研究论证。

1、转换参数计算步骤(1)选择布尔莎转换模型;(2)选用有西安80坐标系坐标和2000国家大地坐标系坐标的控制点作为公共点。

(3)将两种坐标系下的坐标都转换为空间直角坐标系下的坐标;(4)将公共点坐标代入转换模型,利用最小二乘法计算转换参数;(5)用得到的转换参数计算检核点坐标残差;(6)剔除残差大于3倍点位中误差的公共点,再在附近补充选择其他公共点;(7)重复上述3)到6)的计算过程,直至所有公共点坐标残差均小于3倍点位中误差;(8)根据最终确定的公共点,利用最小二乘法计算转换参数。

2、不同数量公共点对转换结果的影响2.1公共点选择以本项目为例,为进行全县的坐标转换,在覆盖全县区域共布设154个GPS 控制点,具体标准严格按照《全球定位系统(GPS)测量规范》(GB/T 19314-2009)中关于D级GPS控制网的要求进行执行。

2.2检核点选择除以上所选的60个公共点外,在整个区域内均匀选择了20个其他不参与参数计算的公共点,作为公共点残差检验点,并用于转换精度分析。

GPS(RTK)技术在控制测量中的应用

GPS(RTK)技术在控制测量中的应用

GPS(RTK)技术在控制测量中的应用作者:林福棋来源:《沿海企业与科技》2008年第02期[摘要]文章通过简述GPS(RTK)基本工作原理,结合某测区控制测量的应用,对GPS(RTK)技术控制测量精度的可靠性作出分析,并提出工作中的注意事项及应对方法。

[关键词]GPS(RTK)技术; 控制测量;应用[作者简介]林福棋,福建省漳州水工环地质勘查测绘院,福建省闽南地质大队,工程师,福建漳州,363000[中图分类号] P244 [文献标识码] A [文章编号] 1007-7723(2008)02-0038-0002一、引言随着先进的GPS技术的发展以及GPS接收机空间定位精度的不断提高,GPS(RTK)技术已经被广泛地应用到控制测量、地形地籍测量、房产测量、工程测量等测量领域。

使用RTK技术进行空间定位具有定位精度高、观测时间短、测站之间无需通视、操作简便和全天候作业等优点。

二、 GPS(RTK)技术工作原理GPS(RTK)系统由GPS接收设备、无线电通讯设备、电子手簿及配套设备组成,是以载波相位测量为依据的实时差分GPS测量技术。

它是在基准站安置一台GPS双频接收机,对卫星进行连续观测,并将连续观测到的信息和基准站的信息通过无线电传输设备传送出去。

在流动站上,GPS接收机除接收卫星信号外同时还接收来自基准站发来的数据信息,并通过仪器内置软件实时解算出三维坐标信息及其精度信息。

三、GPS(RTK)在控制测量中的应用(一)测区概况本测区为1∶1000数字化地形测量,位于漳州某开发区内,测绘面积10平方公里。

测区为丘陵地带,地势较为平坦,平均海拔高程32米左右,地势是东北高、西南低。

测区内房屋密集,植被丰富,有大部分的高杆经济作物,通视条件差,按传统的作业方法进行图根导线测量难度很大。

为此,我们采用新技术和新方法,采用南方测绘仪器有限公司生产的灵锐S82型GPS(RTK) 测量仪器对测区进行图根控制测量,该仪器的技术指标为平面精度为±(10mm+1ppm),高程精度为±(20mm+1ppm)。

GPS-RTK技术在工程测量中的应用

GPS-RTK技术在工程测量中的应用

GPS-RTK技术在工程测量中的应用摘要:随着社会经济建设的不断发展,基础工程建设也在扩大,测量技术的要求也越来越高。

在工程方面,由于工作条件和能见度方面的限制,常规工程技术无法再满足测量精度的要求。

当时,全球定位系统-RTK技术应运而生,仅满足了当时的发展需要,并广泛用于工程测量。

关键词:GPS-RTK技术;工程测量;应用策略引言在工程测量中应用GPS-RTK技术,其具有定位精准度高、自动化水平高等优点,且能突破时间与空间的约束,实现24h全天候定位,其现场观测时,不会耗用较多的时间成本,能给工程测量人员提供可靠的信息支持。

实践中,技术人员可以依照GPS-RTK技术定位要求,立足于工程现场实际,分析并确定工程测绘内容,采用GPS-RTK技术实现整体统筹规划,进而显著提升测量工作质量与效率。

1GPS-RTK技术在工程测量工作中的原理和特点GPS RTK技术用于工程测量,其应用的主要原理是基于载波相位的差分实时GPS技术。

作为实际工程测量工作的一部分,其系统主要包括卫星信号接收系统、数据处理和传输系统。

(1)在对GPS RTK进行专门技术调查期间,工作人员通过参考站传送测量的卫星数据和测站信息,然后移动站根据参考站收到的信息调整该站的数据信息,最后获得关于技术测量定位的最准确信息。

(2)在技术测量中应用GPS RTK技术时,工作人员应在参考站安装一个信息接收器,然后安装一个移动站,该移动站可根据实际技术测量的需要进行配置。

工作过程中,罗夫站和参考站必须同时站起来接收GPS卫星传输的信号,以帮助工程水工获得罗夫站位置的准确坐标。

与我国传统的工程勘测技术相比,GPS RTK技术具有许多优点,具体如下:(1)工程采纳过程更加直观。

通过应用GPSRTK技术,可以显示项目的实时勘测结果,方便测量员随时检查工程坐标;(2)测量时间短。

通过应用GPS RTK技术,可以在5秒内访问高精度的工程三维坐标,并且所需的工程测量时间比传统测量技术更短。

GPS RTK地形测量流程与精度控制

GPS RTK地形测量流程与精度控制

GPS RTK地形测量流程与精度控制发表时间:2017-01-17T11:13:08.030Z 来源:《基层建设》2016年32期作者:陈兴武[导读] 摘要:GPS RTK技术具有精度高、测量范围大、无需通视、自动化程度高等优点,所以目前已广泛用于地形测量,因此本文对GPS RTK地形测量方法、流程和精度控制进行了分析。

博罗县规划勘测中心 516100摘要:GPS RTK技术具有精度高、测量范围大、无需通视、自动化程度高等优点,所以目前已广泛用于地形测量,因此本文对GPS RTK地形测量方法、流程和精度控制进行了分析。

关键词:GPS RTK;地形测量;流程;精度;控制常规地形测量先要建立测量控制网,再利用加密控制点、图根控制点进行地物地形特征点的测量。

前者称为控制测量,后者为碎步测量。

传统地形测量常受到控制点密度不足、测站之间通视条件不好等问题的影响,作业效率较低。

GPS RTK技术的出现显著地改善了上述困境,因为该技术不需要通视,易于实现远距离测量,定位精度足以满足大比例尺地形图测绘的要求,作业效率大大提高了。

因此,本文对GPS RTK地形测量流程与精度控制进行了分析。

1 GPS RTK地形测量方法与流程1.1 GPS RTK地形测量的方法依据RTK测量基准的转换方法,可产生坐标转换法、假设转换参数法、高程拟合法3种方法[1]。

坐标转换法是在参考站输入WGS-84三维坐标,再利用三参数法或七参数法进行基准转换,以正常高代替地方基准大地高,投影采用横轴墨卡托投影,由此就得到流动站的平面直角坐标、拟合正常高和精度指标。

假设转换参数法是在参考站输入国家参心坐标系下某一个投影带的平面直角坐标以及某一个高程基准的正常高,再利用三参数法进行基准转换,投影采用横轴墨卡托投影,由此就得到流动站的平面直角坐标、正常高和精度指标。

高程拟合法是在RTK测量手簿内置软件支持下选择适合的拟合方法进行高程拟合,或者外业采用后处理动态模式或快速静态模式,通过内业软件进行坐标转换和高程拟合。

GPS-RTK测量方法研究与精度分析

GPS-RTK测量方法研究与精度分析

GPS-RTK测量方法研究与精度分析Measurement Method and Precision Analysisof the GPS-RTK测绘与地理信息学院测绘工程张廷雷201003215李建章摘要RTK(Real Time Kinematic)是一种利用GPS载波相位观测值进行实时动态相对定位的技术。

RTK测量操作简便、自动化程度高、高效、方法灵活,较之于传统测量手段的众多优点,使其在城市建设、各类工程测量中越来越具有重要的作用和地位,但是,RTK 测量技术也受地形、卫星、电台、测区控制点分布、转换参数求取等各种因素的制约。

特别是所求转换参数的精度,在很大程度上直接决定了RTK测量结果的质量!本论文结合RTK定位技术的现状,论述了RTK测量原理、RTK定位技术的现状等,通过实验,验证分析了四种常用RTK测量模式及其精度,并在此基础上探究小范围内控制点不足的测区与周围控制点充足测区之间的坐标传递及转换方案,并探讨方案的可行性及精度,针对性提出了相应的操作流程及注意事项,分析了各方案的适用程度,进一步完善了现场特殊问题的应对方案,最后拟定相应的的数据处理及成果形成方案。

本论文讲了RTK定位技术的原理、 RTK误差来源及测量精度;陈述了复杂地形下影响RTK高程精度的因素和需要采取的相应措施;对常用四种RTK测量模式进行了探讨及精度分析;阐述了RTK定位技术的应用前景。

结合校内实验阐述了测量过程中遇到的问题,提出了不同境况RTK测量存在的问题和所采取的相关方法和手段。

最后对各种实测成果进行了概括论述,讲了通过实测得到的相关结论,主要包括:基准站安置到已知点和未知点以及现有控制点WGS84坐标是否已知四种情况下RTK测量精度分析、小范围内控制点不足的测区与周围控制点充足测区之间的坐标传递及转换方案可行性及精度。

关键词:GPS-RTK;测量模式;精度分析;影响因素AbstractRTK (Real Time Kinematic) is a real-time dynamic relative positioning technique using a GPS carrier phase observations. RTK measurement has the advantages of simple operation, high degree of automation, high efficiency, flexible, many advantages compared with the traditional methods, in the city construction, all kinds of engineering measurement has become more and more important role, however, the RTK measurement technique is also affected by topography, satellite,radio, a test area restricted distribution, transformation parameter staking various factors. Especially the transformation precision,quality largely determines the results of RTK measurements! In this paper, combining with the current situation of RTK positioning technology, discusses the principle of RTK measurement, RTK positioning technology of the status , through the experiment,verify the analysis of four kinds of commonly used RTK measurement-model and its accuracy, and on this basis to explore within a small range of control points of test area and control points around the adequacy measurement coordinate zone between the transfer and conversion scheme, and discusses the feasibility and accuracy of the scheme, put forward the corresponding operation process and the matters needing attention, and analyzed the application degree of each scheme, and further improve the program to deal with special problem son-site, finally, draws up the corresponding data processing and results in the formation of scheme.RTK principle, error source and the measuring accuracy of this thesis about the RTK positioning technology; representations over complex terrain factors influencing RTK height precision and corresponding measures need to be taken; on four kinds of common RTK measurement mode is analyzed and precision; application of RTK positioning technology. Combined with the experiment described in the measurement process, puts forward some methods have different circumstances RTK measurement problems and measures and means. At the end of the measured results is reviewed, about the relevant conclusions, obtained mainly includes: base station placement to the known and unknown point and the existing control point WGS84 coordinate is known to the four cases RTK measurement accuracy analysis, control measure and control points around the adequacy measurement coordinate zone between the transfer and conversion feasibility and accuracy is not enough small range KEYWORDS: GPS-RTK; Measurement model; Accuracy analysis; Influencing factors目录第一章绪论 (1)第一节引言 (1)第二节国内外研究现状 (4)第三节研究的背景及意义 (6)第四节研究的主要内容和目标 (8)第二章RTK定位技术概述 (10)第一节 GPS测量原理 (10)一、GPS系统组成 (10)二、GPS工作原理 (11)三、GPS误差来源及应对措施 (13)第二节 RTK测量原理及特点 (14)一、RTK工作原理 (14)二、求差法载波相位GPS原理及双差模型 (15)(一)求差法 (15)(二)双差模型 (16)三、RTK测量的技术特点 (17)第三节 RTK误差来源及处理措施 (19)一、RTK的误差来源 (19)二、影响因素处理措施 (20)第四节 RTK定位技术类型及应用前景 (22)一、常规RTK (22)二、网络RTK原理及分析对比 (23)三、基于CORS系统的网络RTK的应用前景 (25)第三章理论公式及验证方法讨论 (27)第一节 RTK定位结果精度验证方法及公式 (27)第二节实验总体设计 (28)一、静态控制网实验设计 (28)二、RTK实验设计 (29)第三节实验仪器 (30)一、静态测量及RTK测量仪器 (30)二、约束平差测边仪器 (30)第四章几种常用RTK模式下精度验证实验及分析 (32)第一节静态控制网测量 (32)一、GPS静态网建立 (32)二、GPS静态观测 (32)第二节控制点WGS84坐标已知时的精度验证分析 (35)一、基准站安置到已知点(模式一have84-y) (35)(一)实验方案及步骤 (35)(二)数据处理及精度分析 (36)二、基准站安置到未知点(模式二have84-n) (38)(一)实验方案及步骤 (38)(二)数据处理及精度分析 (38)第三节控制点WGS84坐标未知时的精度验证分析 (39)一、基准站安置到已知点(模式三no84-y) (40)(一)实验方案及步骤 (40)(二)数据处理及精度分析 (40)二、基准站安置到未知点(模式四no84-n) (41)(一)实验方案及步骤 (41)(二)数据处理及精度分析 (41)第四节同一工程转换参数合理利用问题 (43)第五节不同模式的综合分析 (45)总结 (47)致谢 (49)参考文献 (50)第一章绪论本章介绍了 GPS-RTK 定位技术的研究现状及其局限性,阐明了本文研究的背景和意义,确定了本文研究的主要内容和目标。

GPS高程测量的影响因素及控制措施

GPS高程测量的影响因素及控制措施

GPS高程测量的影响因素及控制措施摘要:近年来GPS技术得到了广泛的应用,但是科学数据表明,GPS高程测量结果会受到一些因素的影响,从而限制了GPS测量功能的发挥。

为了使GPS高程测量在实际中得到更加广泛的应用,本文对GPS高程测量的基本原理和影响因素进行了分析,并给出了相应的控制措施,对我国的GPS高程测量工作有一定指导意义。

关键词:GPS高程测量影响因素控制措施1.前言当今时代,各行各业都在利用数字化技术来完善并拓展自己的业务范围,在测量方面,仪器的迅速发展,对整个测绘行业的发展起到了积极的促进作用,特别是从GPS技术全面地应用到民用测绘之后,大大地降低了测量员的劳动强度,提高了工作效率,深受广大测绘工作者的好评。

对于测绘行业,GPS的应用成为今后很长一段时间内的主流方向。

用户在使用GPS时,可以很精确地进行定位,获得二维坐标(X,Y),目前在建立平面控制网的测量中已被广泛运用。

而GPS测高受区域性大地水准面的限制以及仪器和外界条件等多方面的影响,还很难在高程控制网中发挥应有的作用。

2.GPS高程测量技术概述GPS高程测量的基本原理是借助布设在不同区域的共计24颗导航定位卫星,构建完整的测量体系,为一线工程测量人员提供精确的定位服务,保证测量信息的精确性。

GPS高程测量本质上属于测距后方交会的测量方法,技术人员可以通过整合分析卫星的历史数据,判断卫星的具体位置,不仅能够有效压缩工作量,还能帮助技术人员全方位了解相关讯息,准确计算卫星与接收装置的距离,进而获取其位置信息。

目前,GPS技术已全面应用于民用方面,并在许多工程领域得到广泛运用。

GPS精密测高向传统的水准测高提出了挑战。

两者相比,最大的优点表现在一个测站跨越距离上,GPS测高精度在5~10 km的距离上已达到三等水准测量的精度,在大范围内可接近二等水准的精度。

传统水准测量的缺陷,除了作业效率低外,还由于地面折射引起系统误差积累,而且重复水准测量所得的高程变化并不完全是地壳垂直运动,含有因地壳质量迁移而引起的大地水准面变化。

CGCS2000坐标系转换问题分析及处理措施

CGCS2000坐标系转换问题分析及处理措施

CGCS2000坐标系转换问题分析及处理措施1. 引言1.1 CGCS2000坐标系转换问题分析及处理措施:CGCS2000坐标系是我国现阶段主要采用的大地坐标系,它的应用范围涵盖了测绘、导航、遥感等多个领域。

在实际应用中,CGCS2000坐标系转换问题是一个不容忽视的议题,因为误差的累积可能导致严重的后果。

本文将围绕CGCS2000坐标系转换问题展开分析,并提出一些处理措施,以期为广大从事相关工作的专业人士提供一些参考与帮助。

在CGCS2000坐标系转换中,误差的来源主要包括数据采集、数据处理、参数设置等多个方面。

数据采集精度不高会导致原始数据误差的积累;在数据处理过程中,所选取的坐标系转换方法和算法也会对结果产生影响;参数设置不当或者标准不一致也是造成误差的关键因素之一。

综合分析这些问题,我们可以制定相应的处理措施,例如加强对原始数据的质量控制、优化坐标系转换算法、规范参数设置等。

在接下来的正文中,我们将对CGCS2000坐标系转换引起的误差进行深入分析,探讨常见问题并提出解决方法,以及介绍精度提升技巧和软件应用指南。

通过这些内容的讨论,我们希望能够全面了解CGCS2000坐标系转换问题,并找到更有效的解决方案。

2. 正文2.1 CGCS2000坐标系转换引起的误差分析1. 大地测量参数误差:由于大地测量参数的不确定性以及测量方法的误差,会导致CGCS2000坐标系转换时出现误差。

例如椭球体参数的不确定性、大地水准面的高程误差等都会对坐标系转换结果产生影响。

2. 原始数据质量问题:在进行坐标系转换时,如果原始数据的质量不高,比如存在较大的粗差、系统误差等,也会导致转换结果存在误差。

在进行坐标系转换之前,首先需要对原始数据进行严格的质量控制。

3. 转换参数误差:在进行坐标系转换时,通常需要采用一定的转换参数,比如七参数、十四参数等。

如果这些参数的确定有误,或者参数的取值不准确,也会导致转换结果存在误差。

公路全球定位系统(GPS)测量规范

公路全球定位系统(GPS)测量规范

1 总则为规定利用全球定位系统﹙Global Positioning System, 缩写为 GPS﹚建立公路工程GPS测量控制网的原则﹑精度和作业方法,特制定本规范。

本规范是依据《公路勘测规范》﹙JTJ 061),并参照《全球定位系统(GPS)测量规范》(CH 2001-92)的有关规定, 在收集﹑分析﹑研究和总结经验的基础上制定的。

本规范适用于新建和改建公路工程项目的各级GPS控制网的布设与测量。

采用全球定位系统测量技术建立公路平面控制网时,应根据《公路勘测规范》(JTJ 061)中规定的平面控制测量的等级﹑精度等确定相应的GPS控制网的等级。

GPS测量采用WGS-84大地坐标系。

当公路工程GPS控制网根据实际情况采用1954年北京坐标系﹑1980西安坐标系或抵偿坐标系时,应进行坐标转换。

各坐标系的地球椭球基本参数﹑主要几何和物理常数见附录A.高程系统根据实际情况可采用1956年黄海高程系或1985国家高程基准.GPS测量时间系统为协调世界时(UTC). 在作业过程中,附录D "GPS观测手薄" 中的开﹑关机时间可采用北京时间记录.GPS接收机及附属设备均按有关规定定期检测.GPS控制测量应按有关规定对全过程进行质量控制.在提供GPS控制测量成果资料时,应执行保密制度中的有关规定.2 术语基线Baseline两测量标志中心的几何连线。

观测时段 Observation sessionGPS 接收机在测站上从开始接收卫星信号进行观测到停止观测的时间长度。

同步观测 Simultaneous observation两台或两台以上GPS接收机同时对一卫星进行的观测。

同步观测环 Simultaneous observation三台或三台以上GPS接收机同步观测所获得的基线向量构成的闭合环。

独立基线 Independent baseline由独立观测时段所确定的基线。

独立观测环 Independent observable loop由独立基线向量构成的闭合环。

浅谈影响RTK定位高程精度的因素及对策

浅谈影响RTK定位高程精度的因素及对策

浅谈影响RTK定位高程精度的因素及对策摘要:介绍了RTK测量原理,从影响其定位高程精度的因素进行分析,提出了解决措施。

关键词:RTK技术高程精度解决措施RTK测量技术集合了GPS定位、快速解算、数据无线传输、快速跟踪等多项先进技术,因为其测量模式和测量速度、精度比以往的测量方式有了很大的变革,被广泛应用于铁路、公路、石油、建筑、水利等多个领域。

笔者近几年在惠州燃气管道测量、德大铁路放线、西安-商州天然气管道测量等工程项目的实际应用中,对RTK技术有了一些经验和心得,下面就其在实际应用中的影响定位精度的因素和对策作简要分析。

一、RTK技术的测量原理RTK测量技术是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS测量技术,其基本原理是:基准站实时地将测量的载波相位观测值、伪距观测值、基准站坐标等用无线电传送给运动中的流动站,在流动站通过无线电接收基准站所发射的信息,将载波相位观测值实时进行差分处理,得到基准站和流动站基线向量(⊿X、⊿Y、⊿Z);基线向量加上基准站坐标得到流动站每个点的WGS-84坐标,通过坐标转换参数转换得出流动站每个点的平面坐标x,y和海拔高h。

二、影响RTK定位高程精度的因素RTK技术具有定位精度高,数据安全可靠,没有误差积累;测量速度快,作业效率高;作业自动化、集成化程度高,测绘功能强大;降低作业条件要求;操作简便,容易使用,数据处理能力强等优点,但是在实际应用中发现,RTK动态测量的高程精度低于平面坐标的精度,下面来分析一下影响高程定位的因素。

1、首级控制网的精度:在工程实践中,基于长距离或大面积测量,首先要对测区布网进行GPS首级网控制。

GPS 测量是几何测量。

用通俗的话来说:就是相当于“后方交会”,所得的高程是相对于参考椭球体的大地高h 。

然而,常规水准测量得到的是正高H ,它是相对于大地水准面的。

两者之差为大地水准面高N :H = h - N 。

N 值与参考椭球的定位精度有关,对于定位优良的参考椭球,其值小于100 m ,若为相对定位,则有:ΔH =Δh - ΔN 。

gps测量坐标系设置

gps测量坐标系设置

GPS测量坐标系设置引言全球定位系统(GPS)是一种用于确定地理位置和时间的技术。

在测量领域,GPS被广泛应用于测量坐标系的设置。

设置合适的坐标系非常重要,因为它决定了测量结果的精确度和可靠性。

本文将介绍GPS测量坐标系设置的一般原则和步骤。

选择坐标系类型在GPS测量中,选择合适的坐标系类型是首要任务。

常用的坐标系类型包括经纬度坐标系和投影坐标系。

经纬度坐标系经纬度坐标系是基于地球表面的经度和纬度进行描述的坐标系。

它是一种球面坐标系,适用于全球范围的测量。

经纬度坐标系以地球的赤道作为基准,经度由赤道到两极分别为0°到180°东经和0°到180°西经,纬度由赤道到两极分别为0°到90°北纬和0°到90°南纬。

投影坐标系投影坐标系是通过将地球表面投影到平面上来描述地理位置的坐标系。

与经纬度坐标系相比,投影坐标系在某个特定区域内的测量更为精确。

不同的投影方法可以选择不同的投影坐标系,如UTM坐标系、高斯-克吕格坐标系等。

坐标系设置步骤步骤一:确定参考椭球体在GPS测量中,将地球形状近似为一个椭球体。

选择合适的参考椭球体对于测量结果的准确性至关重要。

常用的参考椭球体包括WGS-84椭球体和北京-54椭球体等。

步骤二:选择坐标系统根据实际需求和应用场景选择合适的坐标系统。

在经纬度坐标系中,选择合适的角度单位(度、分、秒或十进制度)和经度、纬度的表示方法;在投影坐标系中,选择合适的投影方式和单位(米、千米等)。

步骤三:确定坐标系原点确定坐标系的原点是坐标系设置的重要步骤。

通常情况下,原点位于测量区域内的某一地点,以便将该地点的坐标设为原点的坐标。

步骤四:建立坐标网根据测量区域的大小和形状,选择合适的坐标网密度。

对于大范围的测量,坐标网的密度可以相对较低;而对于小范围的测量,坐标网的密度应相对较高。

步骤五:测量控制点在测量区域内选择一定数量的控制点,并对其进行精确测量。

公路全球定位系统GPS测量规范

公路全球定位系统GPS测量规范

公路全球定位系统(GPS)测量规范1 总则写为 GPS﹚建立公路工程GPS测量控制网的原则﹑精度和作业方法,特制定本规范。

定位系统(GPS)测量规范》(CH 2001-92)的有关规定, 在收集﹑分析﹑研究和总结经验的基础上制定的。

设与测量。

《公路勘测规范》(JTJ 061)中规定的平面控制测量的等级﹑精度等确定相应的GPS控制网的等级。

实际情况采用1954年北京坐标系﹑1980西安坐标系或抵偿坐标系时,应进行坐标转换。

各坐标系的地球椭球基本参数﹑主要几何和物理常数见附录A.高程系统根据实际情况可采用1956年黄海高程系或1985国家高程基准.定.2 术语两测量标志中心的几何连线。

GPS 接收机在测站上从开始接收卫星信号进行观测到停止观测的时间长度。

两台或两台以上GPS接收机同时对一卫星进行的观测。

三台或三台以上GPS接收机同步观测所获得的基线向量构成的闭合环。

由独立观测时段所确定的基线。

由独立基线向量构成的闭合环。

不属于任何非同步图形闭合条件的基线。

观测两个或两个以上观测时段的基线。

相邻图形之间以一条基线边相连接的布网方式。

在一个控制网中,不引入外部基准,或虽引入外部基准但并不产生控制网非观测误差引起的变形和改正的平差方法。

在建立公路控制网时,根据需要投影到抵偿高程面上和(或)以任一子午线为中央子午线的一种直角坐标系。

为一个公路工程项目而建立的精度等级最高,并同国家控制点联测能控制整个路线的控制网。

为满足公路测设放线或施工放样,在首级控制网基础上加密并贯通整条公路的控制网。

观测时天线平均相位中心标志面的高度。

3 GPS 控制网分级与设计3.1 GPS 控制网分级﹑隧道等构造的特点及不同要求,GPS 控制网分为一级﹑二级﹑三级﹑四级共四个等级。

各级GPS控制网的主要技术指标规定见表功3﹒1﹒1表3﹒1﹒1 GPS控制网的主要技术指标级别每对相邻点平均距离d(km)固定误差a(mm)比例误差b(ppm)最弱相邻点点位中误差m(mm) 路线特殊构造物路线特殊构造物路线特殊构造物一级4.0 ≤105 ≤21 50 10二级2.0 ≤105 ≤52 50 10三级1.0 ≤105 ≤102 50 10四0.5 ≤≤50级10 20注:①各级GPS控制网每对相邻点间的最小距离应不小于平均距离的1/2,最大距离不宜大于平均距离的两倍;②特殊构造物指对施工测量精度有特殊要求的桥梁﹑隧道等构造物。

像控点布设方案对三维实景模型精度的影响

像控点布设方案对三维实景模型精度的影响

像控点布设方案对三维实景模型精度的影响摘要:随着无人机技术的快速发展,测绘技术得到不断的革命性更新。

基于无人机飞行平台的倾斜摄影测量技术是近年来发展迅速、应用广泛、快速高效的实景三维数据获取手段,在三维建模、城市规划、工程测量等领域有着良好的应用前景。

与传统人工建模相比,倾斜摄影测量所建三维实景模型具有纹理丰富、真实、视觉效果好、坐标精度高等优势。

倾斜摄影测量外业过程中像控点布置及测量的数量都会影响测量工作的外业作业效率及工期,进而影响成本。

研究在保证倾斜模型坐标精度的同时,布设数量最少的外业影像控制点,从而提高外业作业效率、缩短工期、节约成本,为工程项目产生具体价值,本文对像控测设的过程及数据进行试验,提出了像控布设的经验值,并通过具体工程项目进行实验验证,得到了像控布设的最佳密度。

关键词:无人机;像控点;RTK;精度随着现代化测绘技术的迅速发展,无人机在各个领域的应用愈加广泛。

由于无人机体积较小,空中姿态变换较为灵活,同时受空域管制影响相对较小,获取测区影像数据较快,所以,采用无人机获取测区范围内的航空影像数据,进而进行基础测绘工作,尤其是地形条件相对复杂的区域,采用无人机低空摄影测量技术,能够实现区域快速成图、基础测绘数据快速获取工作。

基于无人机摄影测量技术的测速快、实景表现性强等特点,其在城市规划、数字城市建设、新农村测绘等方面具有较为重要的应用研究价值。

一、无人机倾斜摄影测量系统无人机摄影测量系统是一种能搭载在无人机上进行工作的系统,其体积小、质量轻且反应速度较快、飞行灵活,能在各种飞行条件下升空进行测量,同时可搭配高精度影像捕捉系统,实现高精度的地理测量需求,有效弥补了卫星遥感和航空遥感在精度方面的不足,在小范围区域内获取全部地理信息的能力明显提升。

随着科技的不断进步,由我国研发的无人机航空摄影测量系统已经形成了一套完善的测量机制,无人机同摄影测量系统的配合度也得到有效地提升,基本上满足了当前的测量需求。

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控制点因素对GPS坐标系统转换精度的影响[摘要]用实测数据分析GPS 坐标系统转换模型对其定位精度的影响,对已知点的位置和分布区域的大小因素影响求解模型参数的内符合精度和外符合精度进行了统计在此基础上得出了一些有益的结论.[关键词]坐标转换;内符合精度;外符合精度;定位精度Abstract: Analyze the GPS coordinates system transformation influence on positioning accuracy by surveyed data,and the controlpoints position and area influence on solving model parameters are caculated through mean square error of a point and meansquare error of weight unit.At last,some conclusions are drawn on by the data.Key Words: coordinate transformation; mean square error of a point; mean square error of weight unit; positioning accuracy中图分类号:P228.4 文献标识码:A文章编号:GPS 技术在测绘生产的广泛应用,提高了测绘生产的工作效率与作业精度测绘工作者一直把分析精度损失的原因如何提高测绘成果的精度水平作为研究对象,不断地提出各种提高测绘精度水平的理论与方法就GPS 定位精度而言,主要受到卫星信号传播接收和观测设备坐标转换模型等方面因素的影响[1]差分GPS 理论的应用使得卫星信号传播硬件设备对定位精度的影响减少GPS 定位成果向国家坐标系或地方独立坐标系转换过程中,由于坐标转换模型与方法影响,使得最终的定位成果精度损失严重.其中公共点的位置与分布区域的大小对模型的求解影响较大.1. GPS 坐标系统转换的适用性模型无论是单点定位,还是相对定位; 也无论是米级的定位精度,还是毫米级的定位精度,应用GPS 进行定位都是相对于WGS -84 坐标系统而言的,这对于我国所采用的克拉索夫斯基椭球的北京54 坐标系或参考椭球采用1975 年国际大地测量学与地球物理学联合会( IUGG) 第16 届大会的推荐值( 长半轴略有偏差) 的西安80 坐标系这两种参心坐标系而言,都需要对GPS 测量数据进行坐标转换因为卫星大地测量的结果属于地心坐标系,而地面大地测量得到的是参心坐标系的结果,所以,目前研究不同坐标系的转换模型,也就是研究卫星测量与地面测量的坐标转换模型应用较为广泛的有七参数模型[2]四参数模型[3]:七参数转换模型的转换参数由已知点的空间坐标求解。

我国的坐标系统是用常规技术测设的二维坐标系( 我国新一代地心坐标系CGCS2000 除外) ,点的平面位置用大地经纬度或高斯平面坐标来表示。

点的大地高由地面点的正常高加概略的高程异常所得,已知椭球面上的大地高只有数米的精度,点间的大地高差精度也仅有米级。

所以地面控制网的已知点中,只能提供一个点( 位置基准点) 的三维坐标,其余已知点仅能提供经纬度或高斯平面坐标来作转换[4]。

因此,由位置基准点上的两组三维坐标可以确定两类坐标系之间的3 个平移参数,余下的3 个旋转参数及1 个尺度参数是不可能利用七参数模型同时独立求定的。

对于我国两套参心坐标系,运用七参数模型并不能实现严密的转换。

因此,在实际生产实践及应用中,四参数模型是适用WGS -84 坐标与我国两套参心坐标系转换的数学模型.2 控制点对模型参数求解精度的影响2. 1 模型参数求解的方法应用四参数模型实现WGS -84 坐标系统与我国参心坐标系统的转换,主要是进行模型参数的求解在求解模型参数的过程中需要解决坐标数据格式不统一的问题,因为GPS 定位成果是三维空间直角坐标,而我国坐标系统下的控制点是平面坐标在我国坐标系的控制点进行GPS 控制测量,在WGS -84 坐标系中进行无约束平差的基础上,按以下步骤进行模型参数的求解与精度评定:( 1) 选择西安80 坐标系相应的参考椭球以及相应的中央子午线,将空间直角坐标转换为大地坐标并投影到高斯平面,获得高斯平面坐标( 表1 图1)( 2) 用两个公共点求解上述模型的四个参数,并用检核点计算模型的外符合精度; 选择不同位置的两个公共点求解模型参数( 3) 用三个或多个公共点,在有多余观测数据的情况下,求解模型的参数2. 2 位置因素对模型参数求解的影响用两个公共点求解四参数模型参数,考虑不同点位的分布情况,分为四组: SGYZ SJW; PAD PZ; ZN-NZ CT; SGYZ JS 其余控制点以点位中误差[5]作为外符合精度的评定标准:控制点的已知坐标与WGS -84 坐标框架下的空间三维直角坐标经高斯投影后的平面坐标如表1:通过表( 2) 可得,由SGYZ SJW 作为已知公共点时,检核点的外符合精度很差比较其余三组数据的外符号精度,由上述两点求解的模型参数的外符合精度低3 ~5 个量级,这除与两点本身的坐标精度及之间的相对精度有关外,点位分布是影响检核点经模型转换后点位中误差较大的主要因素SGYZSJW 两点处于整个测区的西南角,两点间的距离很短,离其它点的距离较大,相比于其它六个均匀分布于整个测区的控制点而言,上述两点的点位分布很差,这使得由这两点求出的模型参数无法控制整个测区点位坐标的转换精度HZYZ ZNNZ CT JS PAD PZ 这个六个点的外符合精度随着与已知点距离的增加而显著的衰减.与第一组数据的检核点外符合精度相比,其它三组数据的外符合精度相当第二组数据的两个公共点,分别分于测区的西北角与东北角,同其它几组已知点间的距离相比,它们间的距离最大其它两组的已知公共点ZNNZ,CT ; SGYZ,JS则相对均匀的分布于测区的中间位置这三组的检核点经模型转换后的外符合精度随着与已知公共点的的距离的的增加而衰减,这与对第一组数据进行分析得出的结论相同第二组的已知公共点虽然分别分布于测区的两个角,但其求解模型参数的外符合精度并不比第三四组均匀分布的点求解的精度差,这与已知点间的距离影响求解模型参数的精度有一定的关系除此之外,它与第三组数据的转换精度处于同一个量级,说明了采用两个已知点求解模型参数,点与点之间的关系是线性的,对于面状的测区而言,线状点位的分布对测区的模型转换精度影响较小由于点数目较少,应用四参数模型进行坐标转换是否含有模型误差,需要有多余数据的基础上对模型的内符合精度进行精度评定.分布区域大小对模型参数求解的影响为分析控制点的数量对模型参数求解精度的影响,以及对坐标转换的方法与模型进行精度评定,将已知控制点分为四组进行模型参数的求解与精度评定:SGYZ,SJW,HZYZ ;PAD,JS,ZNNZ;SJW,CT,PZ;PAD,SJW,PZ.由于有多余观测数,以最小二乘法解算模型参数,将内符合精度与外符合精度作为精度的评定标准单位权方差[5]作为模型的内符合精度( 式4 ) ,解算结果如( 表3 ) 所示通过四组数据的内符合精度的评定标准单位权方差看,四参数模型用于坐标系的转换,在实验数据所覆盖的测区范围内是适用的表( 3) 列出的用三个已知点解算模型参数的外符合精度评定数据中,第一组数据的三个已知点SG-YZ,SJW,HZYZ.位于测区的西南角,所形成的三角形的面积约为88.7平方公里; 第二组数据的三个已知点PAD,JS,ZNNZ 位于测区的东北角,所形成的三角形的面积约为241.9 平方公里; 第三组数据的三个已知点SJW,CT,PZ 位于测区的东南角,呈线性分布,所形成的三角形的面积约为205.5平方公里; 第四组数据的三个已知点PAD,PZ,SJW 均匀分布于测区,所形成的三角形的面积约为1268.9平方公里通过对四组公共已知点分布位置及分布的区域面积的比较,第一组已知点的分布位置较偏面积最小,所以求解的模型参数对测区的坐标转换控制较弱其五个检核点CT,JS,PZ,PAD,ZNNZ 的外符合精度均低于其它三组同名检核点的外符合精度1-2个量级且各个检核点随着与已知点的距离的增加外符合精度逐渐衰减,精度较差的两个点PAD,PZ离已知点的距离也是最远第二三组的数据分析可得出相同的结论,即离已知点的距离越远,检核点的外符合精度越差,由此得出,分布区域较小的已知点所求解的参数不利于控制整个测区点的坐标转换这与上文对表(2)的分析得出的结论: 两个呈线状分布的已知点距离越短,所求解的模型参数对测区的控制就越弱,有相通之处。

结论(1 ) 在一定的区域范围内,四参数模型求解的内符合精度说明其能够实现一定精度的坐标系统转换,满足生产实践的需要( 2) 用两个已知点求解四参数模型时,模型的外符合精度与已知点间的位置有关,位置距离越远,外符合精度越高( 3) 用三个已知点求解四参数模型时,均匀分布在测内的已知点获得的参数能更好的控制测区,外符合精度较高参考文献[1]徐绍铨张华海等.GPS 测量原理及应用[M].武汉: 武汉大学出版社,1998.[2]刘大杰施一民等.全球定位系统的原理与数据处理[M].上海: 同济大学出版社,1996.[3]姚宜斌.平面坐标系统相互转换的一种简便算法[J].测绘与信息工程,2001,( 1) .[4]施一民.现代大地控制测量[M].北京: 测绘出版社,2003.[5]武汉大学测绘学院测量平差学科组.误差理论与测量平差基础[M].武汉: 武汉大学出版社,2003.[6]陈常松,地理信息共享的理论与政策研究[M].北京:科学出版社.[7]秦其明.遥感影像自动解译面临的问题和解决的途径[J].测绘科学,2000,25( 2) : 21 -25.[8]李德仁,邵振峰.论新地理信息时代[J].中国科学,2009,39( 6) : 579 -587.注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。

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