GPS简易操作求坐标测量及坐标放样

GPS简易操作求坐标测量及坐标放样
GPS简易操作求坐标测量及坐标放样

G P S简易操作求坐标测

量及坐标放样

This manuscript was revised by the office on December 22, 2012

本章将分三种情况介绍野外实际操作过程

(一)用户有已知坐标,基站架未知点

1.第一次开始作业

2.关基站或收测后第二次作业

(二)用户有已知坐标,基站架已知点

1.第一次开始作业

2.关基站或收测后第二次作业

(三)用户没有已知点,测自定义坐标

1.第一次开始作业

2.关基站或收测后第二次作业

(四)坐标文件的转换输出

(一)用户有已知坐标,基站架未知点

1.第一次开始作业

1.1基准站

在测区中央选择地势较高、视野开阔的位置架好基站(不用对中整平、不用量取仪器高,只用架稳就行了),连接好基站、电台、电瓶连线,开机。Ok!(开机时主机STA和PWR指示灯常亮,达到条件会自动发射,发射时,STA灯1秒闪一次,DL灯5秒快闪2次,电台的TX灯1秒闪一次)

主机和电台都由电瓶供电

1.2移动站

比如nanning

开主机,主机和手簿正常连接后,新建工程,选择北京54椭球,输入当地中央子午线。

中央子午线的算法:假如测量的经度是110度23分30秒,则用110.2330除以3四舍五入取整得到36.7->37,再用所得的整数乘以37*3,就得到常用的中央子午线了111。

改移动站天线高

点击“设置-其他设置-移动站天线高”进入

输入2米,选择杆高,选中直接显示实际高程,点击ok。

注意:每次新建工程后第一步要做的就是改天线高

固定解坐标,并保存。

在固定解状态下,测出已知点A的坐标(对中后,按手簿上的字母A或者向左的方向键,弹出储存的界面,点名输入A,杆高是固定的2米,回车或者确定);

同样,到B点扶平对中杆,测量并保存B点坐标。

1.2.3计算转换参数(至少两个已知点,一个已知点只能求出平移Δx、Δy、Δz)

点击设置->控制点坐标库,点击增加,把用于求转换参数的点增加到库里面计算参数。

输入刚才所测的已知点A的已知坐标,输入后点击OK

进入原始坐标的输入界面:

点击“从坐标管理库选点”,如果坐标管理库里面没有坐标,点击“导入”,把刚才所测的原始值导入到临时库里以供选择。默认打开的是当前工程所在原始文件*.RTK,选中并打开该文件就可以了。

导入原始文件后,选中A点所对应的原始坐标(注意,前面有脚架符号代表

原始坐标),点击确定,就调出刚才所测的没有任何参数的原始坐标,再点击确定,可以看见我们所增加的点对A就增加到控制点坐标库里了。

同样的操作,点击增加,把B点增加到控制点坐标库。

完成上面的操作后,用于计算转换参数的A、B都添加到库里面了。

此时点击保存,文件名任意取比如nanning,那么程序就会在nanning文件夹内保存一个名为nanning.cot的转换文件,

存完后点击应用,程序会自动计算转换参数,并把转换开关打开。

1.2.5检查

到第三个已知点,在固定解状态下,测出其坐标(或者利用点放样的功能),看所测量的值和已知值的差值是否在误差许可的范围内,若符合,测量并存储该点坐标,就可以开始其他点的测量了。若不符,需要查看我们求参数时所输入的已知坐标是否正确,操作是否有误。

根据实际操作经验,只要操作正确,输入无误,用户的坐标系没有粗差,检查已知点的结果都会符合得相当好。

1.2.6测量

检查完成后就可以开始我们的测量工作了。到需要采集坐标的地形或地物点上放杆,待气泡居中后按手簿上的“A”或者按向左的方向键,就弹出存储界面,回车或者确定,就保存了。

注意:快速两次按“B”键可以浏览所测的坐标。

上面是我们第一次到一个测区(有已知点)时,基站架未知点,开始用RTK 作业的开始。

在作业过程中,基站不能移动,不能关机。要是做工过程中基站意外关机或者收工了,第二次来测,就是属于下面这个过程了。)

2.关基站或收测后第二次作业

当基站关机或收工后,再次测量,

2.1基站架未知点,正确连接仪器,开机。

2.2移动站

转换参数(一般情况下,小的测区可以利用一个转换参数文件,若是新建了工程要正确输入椭球和中央子午线)

做法如下:点击“设置”->“控制点坐标库”

进入:

点击“打开”

选择上次求的转换参数文件如:nanning.cot,点击“确定”,进入:

上次用于计算转换参数的点对就在列表中显示出来了,点击“应用”,程序就自动计算转换参数,并把转换开关打开

移动站在固定解状态下,到一个已知点,点击“工具”“校正向导”

出现:

选择“基准站架设在未知点”模式,点击下一步

进入:

输入当前点的已知坐标,天线高输入2米,选择杆高。对中整平后,点击“校正”,,ok后,就计算出了校正参数。

为了严密起见,移动站需要到另外的已知点检查,当误差允许,测量并存储该点坐标,就可以开始测量了。

这里用于检查的已知点,可以是用户已知的已知点,也可以是我们上次用RTK所测出来的有明显标志的地面点。

为了方便起见,在第一次收工之前,我们最好能在测区做两个点,做好标志,记下坐标,以便下次测量的时候,校正和检查不用跑太多的路去已知点。

2.2.4开始测量

(二)用户有已知坐标,基站架已知点

1.第一次开始作业

1.1基准站

在一个已知点上架好基站(严格对中整平、准确量取仪器高),连接好基站、电台、电瓶连线,开机。Ok!(开机时主机STA和PWR指示灯常亮,达到条件会自动发射,发射时,STA灯1秒闪一次,DL灯5秒快闪2次,电台的TX 灯1秒闪一次)

主机和电台都由电瓶供电

1.2移动站

比如nanning

开主机,主机和手簿正常连接后,新建工程,选择北京54椭球,输入当地中央子午线。

中央子午线的算法:假如测量的经度是110度23分30秒,则用110.2330除以3四舍五入取整得到36.7->37,再用所得的整数乘以37*3,就得到常用的中央子午线了111。

改移动站天线高

点击“设置-其他设置-移动站天线高”进入

输入2米,选择杆高,选中直接显示实际高程,点击ok。

注意:每次新建工程后第一步要做的就是改天线高

固定解坐标,并保存。

在固定解状态下,到已知点A,对中后,按手簿上的字母A或者向左的方向键,弹出储存的界面,点名输入A,杆高是固定的2米,回车或者确定,存盘。

由于基站架在已知点,移动站可以直接读取基站的原始坐标,所以这种情况下,移动站只用测一个已知点A就可以了。

1.2.3计算转换参数(至少两个已知点,一个已知点只能求出平移Δx、Δy、Δz)

点击设置控制点坐标库,点击增加,把用于求转换参数的点增加到库里面计算参数。

输入刚才所测的已知点A的已知坐标,输入后点击OK

进入原始坐标的输入界面:

点击“从坐标管理库选点”,如果坐标管理库里面没有坐标,点击“导入”,把刚才所测的原始值导入到临时库里以供选择。默认的是对应当前工程的原始文件*.RTK,选中并打开该文件就可以了。

导入原始文件后,选中A所对应的原始坐标(注意,前面有脚架符号代

表原始坐标),点击确定,就调出刚才所测的没有任何参数的原始坐标,再点击确定,可以看见我们所增加的点对A就增加到控制点坐标库里了。

输入基站所在点的已知坐标,比如B,输入后点击OK

进入界面

点击“读取基站坐标”,软件就会把基站的原始坐标提取出来。此时需要注意,基站的天线高,一定要正确量取。

,再点击ok,可以看见我们所增加的点对B也增加到控制点坐标库里了。

用于计算转换参数的A、B都添加到了库里面了。

此时需要保存该文件,文件名任意取,比如nanning,那么程序就会在nanning文件夹内保存一个名为nanning.cot的转换参数文件,存完后点击OK,程序会自动计算转换参数,并把转换开关打开。

一般情况下,用户坐标系若是标准国家坐标系,计算所得的旋转参数应该在秒以内,缩放参数应该在1±0.00009的范围。

1.2.5检查

到第三个已知点,在固定解状态下,测出其坐标(或者利用点放样的功能),看所测量的值和已知值的差值是否在误差许可的范围内,若符合,测量并存储该点坐标,就可以开始其他点的测量了。若不符,需要查看我们求参数时所输入的已知坐标是否正确,操作是否有误。

根据我们的实际操作经验,只要操作正确,输入无误,用户的坐标系没有粗差,检查已知点的结果都会符合得相当好。

1.2.6测量

检查完成后就可以开始我们的测量工作了。到需要采集坐标的地形或地物点上放杆,待气泡居中后按手簿上的“A”,或者按向左的方向键,就弹出存储界面,回车或者确定,就保存了。

注意:快速按两次“B”键可以浏览所测的坐标。

上面是我们第一次到一个测区(有已知点)时,基站架未知点,开始用RTK 作业的开始。

在作业过程中,基站不能移动,不能关机。要是做工过程中基站关机或者收工了,再次测量就必须按照下面这个过程了。)

2.关基站或收测后第二次作业

当基站关机或收工后,再次测量,

2.1基站架已知知点,量取仪器高,正确连接仪器,开机。

2.2移动站

转换参数

一般情况下,小的测区可以利用一个转换参数文件,若是新建了工程就要正确输入椭球和投影中央子午线

做法如下:点击“设置”->“控制点坐标库”

进入:

点击“打开”

选择上次保存的转换参数文件如:nanning.cot,点击“确定”,进入:

上次用于计算转换参数的点对就在列表中显示出来了,点击“应用”,程序就自动计算转换参数,并把转换开关打开

移动站在收到电台信号情况下,点击“工具”“校正向导”

出现:

选择“基准站架设在已知点”模式,点击下一步

进入:

输入基站点的已知坐标,和基站的仪器高,点击“校正”,,ok后,就计算出了校正参数。

为了严密起见,移动站需要到另外的已知点检查,当误差允许,测量并存储该点坐标,就可以开始测量了。

这里用于检查的已知点,可以是用户已知的已知点,也可以是我们上次用RTK所测出来的有明显标志的地面点。

为了方便起见,在第一次收工之前,我们最好能在测区做两个点,做好标志,记下坐标,以便下次测量的时候,校正和检查不用跑太多的路去已知点。

2.2.4开始测量

(三)用户没有已知点,测自由坐标

1.第一次开始作业

1.1基准站

在测区中央选择地势较高、视野开阔的位置架好基站(不用对中整平、不用量取仪器高,只用架稳就行了),连接好基站、电台、电瓶连线,开机。Ok!(开机时主机STA和PWR指示灯常亮,达到条件会自动发射,发射时,STA灯1秒闪一次,DL灯5秒快闪2次,电台的TX灯1秒闪一次)

主机和电台都由电瓶供电

1.2移动站

比如nanning

开主机,主机和手簿正常连接后,新建工程,选择北京54椭球,输入当地中央子午线。

中央子午线的算法:假如测量的经度是110度23分30秒,则用110.2330除以3四舍五入取整得到36.7->37,再用所得的整数乘以37*3,就得到常用的中央子午线了111。

改移动站天线高

点击“设置-其他设置-移动站天线高”进入

输入2米,选择杆高,选中直接显示实际高程,点击ok。

注意:每次新建工程后第一步要做的就是改天线高

到需要采集坐标的地形或地物点上放杆,待气泡居中后按手簿上的“A”或者按向左的方向键,就弹出存储界面,回车或者确定,就保存。

注意:快速两次按“B”键可以浏览所测的坐标。

基站关机前,一定要在所测地方,做好两个标志点,并测出该点的坐标,以便下次测量的时候可以校正。

上面是我们第一次到一个测区时,基站架未知点,开始用RTK作业的开始。

在作业过程中,基站不能移动,不能关机。要是做工过程中意外关机或者收工了,再来测,就是得按照下面这个过程了。

结束测量工作时,一定要在测区附近,做两个标志点测出其坐标并记录,一边第二天做已知点使用。

2.关基站或收测后第二次作业

当基站关机或收工后,再次测量,

2.1基站架未知点,正确连接仪器,开机。

2.2移动站

移动站在固定解状态下,到一个标志点,点击“工具”“校正向导”

出现:

选择“基准站架设在未知点”模式,点击下一步

进入:

输入当前点的已知坐标(上次所做的标志点的坐标),对中整平后,点击“校正”,,ok后,就计算出了校正参数。

为了严密起见,移动站需要到另外一个所做的标志点检查,当误差允许,测量并存储该点坐标,就可以开始测量了。

,在第一次收工之前,在测区做两个点,做好标志,记下坐标,以便下次使用。

2.2.4开始测量

(四)坐标文件的转换输出

i是工程文件。当进入工程之星时,会默认打开上次打开过的工程,若是要打开其它工程,就找到要打开的工程的文件夹中的*.ini文件就可以

了。

是数据的原始观测值文件,做rtk时,没有任何转换参数的rtk值都保存在该文件中。它记录的是原始经纬度值。

是坐标文件。它记录的是经过转换的平面坐标值。除了平面坐标外,还有记录该点时的精度因子以及其它信息。如下:

2,990.9388,981.8199,99.976,00000000,10,0.009,0.011,8,2.10,

11:41:28.00

2,00000000,990.9388,981.8199,99.976即:点号,编码,Y,X,Z

这就需要在工程之星软件中进行转换,

点击工程--文件输出,在弹出的界面

在数据格式中,选择你所需要的数据格式。Pn点号,Pc编码,y,x,h是三维坐标源文件:

目标文件:点击它就可以输入转换后的文件的名字。

最后点击转换,ok。

计算机传入手簿坐标格式

要是放样,用户可以把大批量的放样坐标点从计算机输入手簿,这样在放样的时候就不需要现场输入坐标,只要选择点就可以了。

我们在计算机编辑放样点,数据输入格式是:

点号,X坐标,Y坐标,Z坐标,编码,

即使没有值,也要留出位置,用英文状态的逗号隔开

最后文件存盘为*.dat样式。

把所存的数据文件复制到手簿的FLASHDIAK中,放样的时候直接打开文件就可以选择放样点了。

测量相关的坐标体系

测量相关的坐标体系 地固坐标系又称大地坐标系/地球坐标系,是一种固定在地球上,随地球一起转动的非惯性坐标系。根据其原点的位置不同,分为地心坐标系和参心坐标系。 地心坐标系的原点与地球质心重合.GPS卫星定位测量常用的WGS-84坐标 系就是一种地心坐标系,坐标原点为地球质心,其地心空间直角坐标系的Z轴指向BIH (国际时间服务机构)1984.O定义的协议地球极(CTP)方向,X轴指向BIH 1984.0的零子午面和CTP赤道的交点,Y轴与Z轴、X轴垂直构成右手坐标系,称为1984年世界大地坐标系统。 参心坐标系的原点与某一地区或国家所采用的参考椭球中心重合,通常与地球质心不重合。我国先后建立的1954年北京坐标系、1980西安坐标系都是参心坐标系。但是随着GNSS技术的发展,很多国家都逐渐开使用地心坐标系. AutoCAD中采用的数学坐标系:世界坐标系(WCS)即参照坐标系。其它所有的坐标系都是相对WCS定义的,WCS是永远不改变的。用户坐标系统(UCS)即 工作中的坐标系,使我们绘图使用最多的坐标系。 (Cass7.0绘图软件采用的坐标系为测量坐标系,正好和数学上的笛卡尔坐标系相反,X轴为南北方向,Y轴为东西方向。 这就是在CAD中查询出的坐标和在Cass中查询出的坐标纵横坐标刚好相反的原因。) 1 、地理坐标 地理坐标是用纬度、经度表示地面点位置的球面坐标。在大地测量学中,对于地理坐标系统中的经纬度有三种提法:天文经纬度、大地经纬度和地心经纬度。 (1)天文坐标系 天文坐标系是以铅垂线为基准、以大地水准面为基准面建立的坐标系,它以天文经纬度(λ,ψ)表示地面点在大地水准面上的位置,其中天文经度λ是观测点天顶子午面与格林尼治天顶子午面间的二面角,地球上定义为本初子午面与观测点之间的二面角;天文纬度ψ定义为铅垂线与赤道平面间的夹角。 (2)大地坐标系 大地坐标系是以椭球面法线为基准线,以参考椭球面为基准面建立的坐标系,它以大地坐标(L,B,h)表示地面点在参考椭球面上的位置,其中大地经度L为参考椭球面上某点的大地子午面与本初子午面间的二面角,大地纬度B为参考椭球面上某点的法线与赤道平面的夹角,北纬为正,南纬为负;为h为大地高,即从观测点沿椭球法线方向到椭球面的距离。我国目前常用坐标系为1954北京坐标系、1980国家大地坐标系以及2000国家大地坐标系(CGCS2000)。 (3)地心坐标系 地心坐标系是地固坐标系的一种,是指以总地球椭球为基准、原点与质心重合的坐标系,它与地球体固连在一起,与地球同步运动。它以(L,B)来表示点的位置,其中L为地心经度,与大地经度一致;B为地心纬度,指参考椭球面上观测点与椭球质心或中心连线与赤道面之间的夹角。心坐标系是在大地体内建立的O-XYZ坐标系。原点O设在大地体的质量中心,用相互垂直的X,Y,Z三个

大地测量坐标系统及其转换

大地测量坐标系统及其转换 雷伟伟 河南理工大学测绘学院 wwlei@https://www.360docs.net/doc/732272735.html,

基本坐标系 1、大地坐标系 坐标表示形式:(, ,)L B H 大地经度L :地面一点P 地的大地子午面N P S 与起始大地子午面所构成的二面角; 大地纬度B :P 地点对椭球面的法线P P K 地与赤道面所夹的锐角; 大地高H :P 地点沿法线到椭球面的距离。 赤道面 S W 2、空间直角坐标系 坐标表示形式:(,,)X Y Z 以椭球中心O 为坐标原点,起始子午面N G S 与赤道面的交线为X 轴,椭球的短轴为Z 轴(向北为正),在赤道面上与X 轴正交的方向为Y 轴,构成右手直角坐标系O X YZ 。

Y W 3、子午平面坐标系 坐标表示形式:(,,) L x y 设P点的大地经度为L,在过P点的子午面上,以椭圆的中心为原点,建立x、y平 面直角坐标系。则点P的位置用(,,) L x y表示。 x

坐标表示形式:(,,)L u H 设椭球面上的点P 的大地经度为L 。在此子午面,以椭球中心O 为圆心,以椭球长半径a 为半径,做一个辅助圆。过P 点做一纵轴的平行线,交横轴于1P 点,交辅助圆于2P 点,连结2P 、O 点,则21P O P 称为P 点的归化纬度,用u 来表示。P 点的位置用(,)L u 表示。 当P 点不在椭球面上时,则应将P 沿法线投影到椭球面上,得到点0P ,0PP 即为P 点的大地高,0P 点的归化纬度,就是P 点的归化纬度。P 点的位置用(,,)L u H 表示。 x y P u 点在椭球面上时的 P u 点不在椭球面上时的x

大地测量习题

大地测量习题

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第一章绪论1.大地测量学的定义是什么? 答:大地测量学是关于测量和描绘地球形状及其重力场并监测其变化,为人类活动提供关于地球的空间信息。 2.大地测量学的地位和作用有哪些?答:大地测量学是一切测绘科学技术的基础,在国民经济建设和社会发展中发挥着决定性的基础保证作用;在防灾,减灾,救灾及环境监测、评价与保护中发挥着独具风貌的特殊作用; 是发展空间技术和国防建设的重要保障;在当代地球科学研究中的地位显得越来越重要。 3.大地测量学的基本体系和内容是什么? 答:大地测量学的基本体系由三个基本分支构成:几何大地测量学、物理大地测量学及空间大地测量学。基本内容为: 1.确定地球形状及外部重力场及其随时间的变化,建立统一的大地测量坐标系,研究地壳形变(包括地壳垂直升降及水平位移),测定极移以及海洋水面地形及其变化等;2.研究月球及太阳系行星的形状及重力场;3.建立和维持具有高科技水平的国家和全球的天文大地水平控制网、工程控制网和精密水准网以及海洋大地控制网,以满足国民经济和国防建设的需要; 4.研究为获得高精度测量成果的仪器和方法等; 5.研究地球表面向椭球面或平面的投影数学变换及有关的大地测量计算; 6.研究大规模、高精度和多类别的地面网、空间网及其联合网的数据处理的理论和方法,测量数据库建立及应用等。4.大地测量学的发展经历了哪几个阶段? 答:大地测量学的发展经历了四个阶段:地球圆球阶段、地球椭球阶段、大地水准面阶段和现代大地测量新时期。5.地球椭球阶段取得的主要标志性成果有哪些?答:有:长度单位的建立;最小二乘法的提出;椭球大地测量学的形成,解决了椭球数学性质,椭球面上测量计算,以及将椭球面投影到平面的正形投影方法;弧度测量大规模展开;推算了不同的地球椭球参数。 6.物理大地测量标志性成就有哪些?答:有:克莱罗定理的提出;重力位函数的提出;地壳均衡学说的提出;重力测量有了进展,设计和生产了用于绝对重力测量的可倒摆以及用于相对重力测量的便携式摆仪。极大地推动了重力测量的发展。7.大地测量的展望主要体现在哪几个方面?答:主要体现在:(1)全球卫星定位系统(GPS),激光测卫(SLR)以及甚长基线干涉测量(VLBI), 惯性测量统(INS)是主导本学科发展的主要的空间大地测量技术;(2)用卫星测量、激光测卫及甚长基线干涉测量等空间大地测量技术建立大规模、高精度、多用途的空间大地测量控制网,是确定地球基本参数及其重力场,建立大地基准参考框架,监测地壳形变,保证空间技术及战略武器发展的地面基准等科技任务的基本技术方案;( 3)精化地球重力场模型是大地测量学的重要发展目标。 第二章坐标系统与时间系统 1. 何谓椭球局部定位和地心定位?答:椭球定位是指确定椭球中心的位置,可分为两类:局部定位和地心定位。局部定位要求在一定范围内椭球面与大地水准面有最佳的符合,而对椭球的中心位置无特殊要求;地心定位要求在全球范围内椭球面与大地水准面有最佳的符合,同时要求椭球中心与地球质心一致或最为接近。2.椭球定向的两个条件是什么?答:椭球定向是指确定椭球旋转轴的方向,不论是局部定位还是地心定位,都应满足两个平行条件:①椭球短轴平行于地球自转轴;②大地起始子午面平行于天文起始子午面。这两个平行条件是人为规定的,其目的在于简化大地坐标、大地方位角同天文坐标、天文方位角之间的换算。3.建立地球参心坐标系,需要进行哪几项工作?需满足哪些条件? 答:建立地球参心坐标系,需进行如下几个方面的工作: ①选择或求定椭球的几

大地测量坐标系统及其转换(精)

大地测量坐标系统及其转换 基本坐标系 1、大地坐标系 坐标表示形式:(, ,L B H 大地经度L :地面一点P 地的大地子午面N P S 与起始大地子午面所构成的二面角; 大地纬度B :P 地点对椭球面的法线P P K 地与赤道面所夹的锐角; 大地高 H :P 地点沿法线到椭球面的距离。 赤道面 S W 2、空间直角坐标系

坐标表示形式:(,,X Y Z 以椭球中心O 为坐标原点,起始子午面N G S 与赤道面的交线为X 轴,椭球的短轴为Z 轴(向北为正,在赤道面上与X 轴正交的方向为Y 轴,构成右手直角坐标系O X YZ 。 Y W 3、子午平面坐标系 坐标表示形式:(,, L x y 设P点的大地经度为L,在过P点的子午面上,以椭圆的中心为原点,建立x、y 平

面直角坐标系。则点P的位置用(,, L x y表示。 x 坐标表示形式:(,,L u H 设椭球面上的点P 的大地经度为L 。在此子午面,以椭球中心O 为圆心,以椭球长半径a 为半径,做一个辅助圆。过P 点做一纵轴的平行线,交横轴于1P 点,交辅助圆于2P 点,连结2P 、O 点,则21P O P 称为P 点的归化纬度,用u 来表示。P 点的位置用(,L u 表示。 当P 点不在椭球面上时,则应将P 沿法线投影到椭球面上,得到点0P ,0PP 即为P 点的大地高,0P 点的归化纬度,就是P 点的归化纬度。P 点的位置用(,,L u H 表示。

x y P u 点在椭球面上时的 P u 点不在椭球面上时的x

坐标表示形式:(,, L φρ 设P 点的大地经度为L ,连结O P ,则POx φ∠=,称为球心纬度,OP ρ=,称为P 点的向径。P 点的位置用(,,L φρ表示。 x 6、大地极坐标系 坐标表示形式:(,S A 以椭球面上某点0P 为极点,以0P 的子午线为极轴,从0P 出发,作一族A =常数的大地线和S =常数的大地圆。它们构成相互正交的坐标系曲线,即椭球面上的大地极坐标系,简称地极坐标系。在大地极坐标系中,点的位置用(,S A 来表示。 P A =常数 S =常数 坐标表示形式:1(,,P X Y Z -

大地测量学基础-第二版 武汉大学出版社 复习

2015级地信班方游游 第一章 大地测量学定义 在一定时间空间的参考系统中,测量和描绘地球以及其他行星体的一门学科。 大地测量学作用 1.在国民经济各项建设和社会发展中发挥着基础先行性的重要保证作用。 2.在防灾减灾救灾以及环境监测、评价和保护中发挥着独具风貌的特殊作用 3.是发展空间技术和国防建设的重要保证 4.在当代地球科学研究中地位越来越重要 5.是测绘学科各分支学科的基础科学 现代大地测量学的特点 1.测量范围大 2.从静态发展到动态,从表面深入到地球内部构造及动力过程 3.观测精度高 4.测量周期短 大地测量学基本内容 1.确定地球形状以及外部重力场及其随时间的变化,建立统一的大地测量坐标系,研 究地球形变,测定极移以及海洋水面地形及其变化等 2.研究月球及太阳系行星的形状及重力场 3.建立和维持具有高科技水平的国家和全球的天文大地水平控制网和精密水准为以 及海洋大地控制网,以满足国民经济和国防建设的需要 4.研究为获得高精度测量成果的仪器和方法等 5.研究地球表面向托球迷或平面投影数学变换及有关的大地测量计算 6.研究大规模高精度和多类别的地面网、空间网及其联合网的数据处理的理论和方法, 测量数据库建立及应用等 大地测量学发展简史 1.地球圆球阶段 2.地球椭球阶段 3.大地水准面阶段 4.现代大地测量新时期 大地测量的展望 1.GNSS,SLR,VLBI是主导本学科发展的主要的空间大地测量技术 2.空间大地网是实现本学科科学技术任务的主要技术方案 3.精化地球重力场模型是大地测量学的主要发展目标 4.新一代国家测绘基准建设工程已经启动 第二章

开普勒三大行星运动定律 1.行星轨道是一个椭圆,太阳位于椭圆的一个焦点上。 2.行星运动中,与太阳连线在单位时间内扫过的面积相等 3.行星绕轨道运动周期的平方与轨道长半轴立方之比为常数。 岁差 由于日月等天体影响,地球的旋转轴在空间围绕黄极发生缓慢旋转,是地轴方向相对于空间的长周期运动。 章动 地球旋转轴在岁差的基础上叠加18.6年的短周期圆周运动,振幅为9.21″。 极移 地轴相对于地球本体内部结构的相对位置变化。 国际协议原点CIO 国际上五个ILS站以1900~1905年的平均纬度所确定的平极作为基准点。 时间的计量包括哪两大元素 1.时间原点。 2.度量单位。 计量时间的方法满足的条件(3点) 1.运动是连续的; 2.运动的周期具有足够的稳定性; 3.运动是可观测的。 春分点 当太阳在黄道上从天球南半球向北半球运行时,黄道与天球赤道的交点。 什么是大地测量基准? 用以描述地球形状的参考椭球的参数、参考椭球在空间中的定位及定向、描述这些位置时所采用的单位长度的定义。包括:平面基准、高程基准、重力基准等。 什么是大地测量参考系统与参考框架,两者有何关系? 大地测量系统包括坐标系统、高程/深度基准和重力参考系统。 大地测量参考框架有坐标(参考)框架、高程(参考)框架和重力测量(参考)框架三种。是大地测量参考系统的具体实现。 什么是椭球定位与定向? 椭球定位指确定椭球中心的位置,分为局部定位和地心定位; 椭球定向指确定椭球旋转轴的方向。

1大地测量学习笔记

注册测绘师--大地测量学习笔记 1.大地测量的任务和特点 1)大地测量的任务:建立国家或大范围的精密测量控制网。 例如:国家一等、二等、三等、四等平面大地控制网和高程控制网,A、B、C、D、E卫星定位控制网 2)现代大地测量的特点:长距离、高精度、实时快速、四维(XYZT)、地心。2.大地测量的主要作用 (1)为大规模地形图测制及各种工程测量提供高精度的平面控制和高程控制;(2)为空间科学技术和军事用途提供精确的点位坐标、距离、方位及地球重力资料; (3)为研究地球形状和大小、地壳形变及地震预报等科学问题提供资料; (4)是组织、管理、融合和分析地球海量时空信息的数理基础和时空参考平台。 3.大地测量系统与参考框架 四个系统,三个框架 1)大地测量系统 大地测量系统规定了大地测量的起算基准和尺度标准及其实现方式(包括理论、模型和方法)。 大地测量系统包括坐标系统、高程系统/深度基准和重力参考系统。 (2).大地测量参考框架 大地测量参考框架,就是按大地测量系统的规定的原则,采用大地测量技术,在全球或局域范围内所测定的、固定在地面上的点所构成的大地网(点)或其他实体(静止或运动的物体)。是对大地测量系统的具体实现。 与大地测量系统相对应,大地测量参考框架有坐标(参考)框架、高程(参考)框架和重力测量(参考)框架三种。 4.大地测量常数 大地测量常数是指与地球一起旋转且和地球表面最佳吻合的旋转椭球(即地球椭球)几何和物理参数。 分为基本常数和导出常数。 基本常数唯一定义了大地测量系统。导出常数是由基本常数导出,便于大地测量应用。 (1)大地测量基本常数 地球椭球的几何和物理属性可由四个基本常数完全确定,这四个基本常数就是大地测量基本常数。它们是 赤道半径a; 地心引力常数(包含大气质量)GM; 地球动力学形状因子J2; (地球重力场二阶带球谐系数) 地球自转角速度ω 基本常数就是这个

测量中常用的坐标系统

测量中常用的坐标系统 [来源:本站 | 作者:原创 | 日期:2010年11月26日 | 浏览168次] 字体:[大中小] 1) 球面坐标系统 天文地理坐标系:以大地水准面为基准,以铅垂线为基准线,地面点在基准面上投影位置由天文经度(λ)和天文纬度(φ)确定。 大地坐标系:以参考椭球体面为基准面,以法线为基准线。地面点在椭球面上投影点的位置用大地经度L、大地纬度B表示。 2)空间直角坐标系:以参考椭球体的中心为坐标原 点,指向地球北极的方向为Z轴,首子午面与赤道的交线为X轴,Y轴垂直于xoz平面。 WGS-84坐标系(世界大地坐标系):采用WGS-84椭球,其坐标原点在地心,Z轴指向BIH1984.0定义的协议地球极(CTP)方向,X轴指向BIH1984.0的零子午面和CTP赤道的交点,Y轴与Z、X轴构成右手坐标系。也称全球地心坐标系。GPS卫星定位系统得到的地面点坐标就是WGS-84坐标。 3)高斯平面直角坐标系 地图投影:将球面上图形、数据按一定的数学法则转到平面上的方法。 X= F 1 (L,B) 或 X= F 1 (x, y, z)

Y= F 2 (L,B) Y= F 2 (x, y, z) 地图投影分类:按变形性质分为:等角投影、等积投影和任意投影。其中,等角投影保持角度不变,投影后任意一点各方向的长度比不变,从而在有限范围内使得投影平面上图形与椭球上保持相似。因此,等角投影也成为正形投影。 高斯投影:等角横切椭圆柱投影,又称高斯—克吕格投影。 a) 高斯投影的特点:中央子午线的投影为一条直线,且投影之后的长度无变形;其余子午线的投影均为凹向中央子午线的曲线,且以中央子午线为对称轴,离对称轴越远,其长度变形也就越大;赤道的投影为直线,其余纬线的投影为凸向赤道的曲线,并以赤道为对称轴;经纬线投影后仍保持相互正交的关系,即投影后无角度变形;中央子午线和赤道的投影相互垂直。 b) 分带法:为保证投影精度,限定投影的区域的方法——按经度分带。按投影带不同通常分为 6o带投影:从0o子午线开始,自西向东,每隔经差 6o为一个投影带,将椭球分成60个投影带,带号N 依次编为1~60。6o带可以满足1:25000以上中、小比

GPS测量常用坐标系统及相互转换

GPS测量常用坐标系统及坐标转换 摘要:本文GPS测量常用坐标系统,以及GPS静态、动态测量中坐标变换的参数和方法。关键词:GPS;坐标系统;坐标转换 GPS(Global Positioning System)即全球定位系统,是由美国建立的一个卫星导航定位系统。它具有全球性、全天候、连续性和实时性的精密三维导航与定位功能,现已广泛用于大地测量、工程测量、航空摄影测量以及地形测量等各个方面。相对于常规测量来说,GPS 测量具有测量精度高、测站间无需通视、观测时间短、仪器操作简便、全天候作业、可提供三维坐标等特点。大大地提高了测量效率和精度。但是由于坐标系统的不同,面临着大量的坐标转换问题。对GPS技术的推广使用造成了一定的障碍。本文就GPS测量常用坐标系统及坐标转换的原理和方法,根据作者的理解介绍如下。 一、GPS测量常用坐标系统及投影 一个完整的坐标系统是由坐标系和基准两方面要素所构成的。坐标系指的是描述空间位置的表达形式,而基准指的是为描述空间位置而定义的一系列点、线、面。在大地测量中的基准一般是指为确定点在空间中的位置,而采用的地球椭球或参考椭球的几何参数和物理参数,及其在空间的定位、定向方式,以及在描述空间位置时所采用的单位长度的定义。大地基准面是利用特定椭球体对特定地区地球表面的逼近,每个国家或地区均有各自的大地基准面,因此相对同一地理位置,不同的大地基准面,它们的经纬度坐标是有差异的。基准面是在椭球体基础上建立的,但椭球体不能代表基准面,同样的椭球体能定义不同的基准面。 1、坐标系统的分类 1.1、空间直角坐标系 空间直角坐标系的坐标系原点位于参考椭球的中心,Z轴指向参考椭球的北极,X轴指向起始子午面与赤道的交点,Y轴位于赤道面上,且按右手系与X轴呈90 夹角。某点在空间中的坐标可用该点在此坐标系的各个坐标轴上的投影来表示。 1.2、空间大地坐标系 空间大地坐标系是采用大地经度(L)、大地纬度(B)和大地高(H)来描述空间位置的。纬度是空间的点与参考椭球面的法线与赤道面的夹角,经度是空间中的点与参考椭球的自转轴所在的面与参考椭球的起始子午面的夹角,大地高是空间点沿参考椭球的法线方向到参考椭球面的距离。 1.3、平面直角坐标系 平面直角坐标系是利用投影变换,将空间坐标(空间直角坐标或空间大地坐标)通过某种数学变换映射到平面上,这种变换又称为投影变换。投影变换的方法有很多,如UTM 投影,在我国采用的是高斯-克吕格投影,也称为高斯投影。 2、高斯-克吕格投影 高斯-克吕格(Gauss-Kruger)投影简称“高斯投影”,又名"等角横切椭圆柱投影”,设想用一个椭圆柱横切于椭球面上投影带的中央子午线,按上述投影条件,将中央子午线两侧一定经差范围内的椭球面正形投影于椭圆柱面。将椭圆柱面沿过南北极的母线剪开展平,即为高斯投影平面。取中央子午线与赤道交点的投影为原点,中央子午线的投影为纵坐标x 轴,赤道的投影为横坐标y轴,构成高斯克吕格平面直角坐标系。高斯-克吕格投影在长度和面积上变形很小,中央经线无变形,自中央经线向投影带边缘,变形逐渐增加,变形最大

浅谈GPS测量中的坐标系统及其转换

浅谈GPS测量中的坐标系统及其转换 GPS是一种采用WGS-84的地心地固坐标系统,而我国绝大多数应用都集中在各种参心坐标系统上,因此,只有解决这两种不同的空间坐标系的转换才能更好地发挥GPS的作用。本文通过分析GPS的工作原理及GPS测量中的几种常用坐标系统特点,针对测量过程中实现坐标系统转换方法及关键技术进行分析。 标签:GPS 工程测量坐标系统参数转换 1 GPS的工作原理 GPS全球定位系统由空间卫星群、地面监控系统、测量用户的卫星接收设备三大部分组成。 GPS系统是一种采用距离交会法的卫星导航定位系统。如在需要的位置P 点架设GPS接收机,在某一时刻t同时接收了3颗(A,B,C)以上的GPS卫星所发出的导航电文,通过一系列数据处理和计算可求得该时刻GPS接收机至GPS卫星的距离SAP,SBP,SCP,同样通过接收卫星星历可获得该时刻这些卫星在空间的位置(3维坐标)。从而用距离交会的方法求得P点的3维坐标(XP,VP,ZP),在GPS测量中通常采用两类坐标系统,一类是空间固定的坐标系统(天球坐标系),另一类是与地球体相固联的坐标系统,称地固坐标系统地球坐标系),我们在控制测量中常用地固坐标系统(如:WGS-84世界大地坐标系和1980年西安大地坐标系统)。在实际使用中需要根据坐标系统间的转换参数进行坐标系统的变换,来求出所使用的坐标系统的坐标,这样更有利于表达地面控制点的位置和处理GPS观测成果。 2 GPS测量常用坐标系统的比较 2.1 WGS-84坐标系WGS-84坐标系是目前GPS所采用的坐标系统,GPS所发布的星历参数就是基于此坐标系统的。WGS-84坐标系统的全称是World Geodieal System一84(世界大地坐标系-84),它是一个地心地固坐标系统。WGS-84坐标系统由美国国防部制图局建立,于1987年取代了当时GPS所采用的坐标系统-WGS-72坐标系统而成为GPS的所使用的坐标系统。WGS-84坐标系的坐标原点位于地球的质心,Z轴指向BIH1984.0定义的协议地球极方向,X轴指向BIH1984.0的起始子午面和赤道的交点,Y轴与X轴和Z轴构成右手系。采用椭球参数为: a=6 378 137mf=1/298.257 223 563 2.2 1954年北京坐标系1954年北京坐标系是我国目前广泛采用的大地测量坐标系,是一种参心坐标系统。该坐标系源自于前苏联采用过的1942年普尔科夫坐标系。该坐标系采用的参考椭球是克拉索夫斯基椭球,该椭球的参数为:a=6 378 245mf=1/298.3。我国地形图上的平面坐标位置都是以这个数据为基准推算的。

历年长安大学大地测量学与测量工程试题

一、术语解释(每小题2分,共20分) 1正常高:地面点沿正常重力线到似大地水准面的距离。 2 高斯坐标系:利用高斯投影,以中央子午线为纵轴,赤道投影为横轴所构成的平面直角坐标系 3 1985国家高程系:采取青岛水准原点和根据青岛验潮站1952年到1979年的验潮数据确定的黄海平均海水面所定义的高程基准。 4 垂直折光系数:视线通过上疏下密的大气层折射形成曲线的曲率半径与地球曲率半径之比。 5 世界时过格林尼治平均天文台的本初子午线上以平子午夜作为零时开始的平太阳时。 6 天顶距空间方向线与天顶方向间的夹角,取值范围[0,180]。 7 3S技术GPS、GIS、RS的集成及其应用的技术 8 微波遥感遥感器工作波段选择在微波波段范围的遥感 9 数字摄影测量从数字影像中获取物体三维空间数字信息的摄影测量 10 空间信息可视化在空间数据库的支持下,利用图形算法、地图学方法和数据挖掘技术,为通过视觉感受与形象思维而获取新知识的空间数据处理、分析及显示的技术。 二、问答题(每小题10分,共50分) 简述水平角观测误差的主要来源,级减弱(以至消除)其影响的措施 1 (1)仪器误差,包括水平度盘偏心误差、度盘刻划误差、视准轴误差、横轴误差和竖轴误差。均属于系统误差,可采用一定的观测措施或加改正的方法予以减弱。 (2)观测误差,包括对中误差、整平误差、照准误差(均属于系统误差)和读数误差(属于偶然误差),对于系统误差可采取提高仪器安置精度等措施予以减弱,对于偶然误差采取平差计算。 (3)外界环境的影响,可选择有利的气象条件观测。 简述等高线的特征,按三角网法简述自动绘制等高线的算法步骤? 2 等高线特征:(1)同一条等高线的高程都相等;(2)封闭曲线;(3)不相交不重合;(4)与地形线正交;(5)等高线平距与坡度成反比。 算法步骤:(1)构件三角网数字高程模型;(2)寻找等高线通过点;(3)等高线点追踪;(4)等高线光滑。 3 (1)近似表示地球的形状和大小,并且其表面为等位面的旋转椭球; (2)与大地水准面最接近的地球椭球 (3)与某区域或一个国家大地水准面最为密合的地球椭球 (4)确定参考椭球面与大地水准面的相关位置,使参考椭球面在一个国家或地区范围内与大地水准面最佳拟合; (5)单点定位法和多点定位法 4 (1)由整体到局部,先控制后碎部 (2)防止误差积累,保证精度均匀 (3)技术设计、实地选点、标石埋设、控制网观测和计算。 5 (1)将一系列相邻控制点连接成折线形,并测定各转折角和边长,再根据起算数据计算导线点坐标的一种控制测量方法。 (2)优点:布设灵活,通视要求低;缺点:图形强度差 (3)附合导线、闭合导线、支导线、附合导线网、自由导线网

GPS简易操作求坐标测量及坐标放样

G P S简易操作求坐标测 量及坐标放样 This manuscript was revised by the office on December 22, 2012

本章将分三种情况介绍野外实际操作过程 (一)用户有已知坐标,基站架未知点 1.第一次开始作业 2.关基站或收测后第二次作业 (二)用户有已知坐标,基站架已知点 1.第一次开始作业 2.关基站或收测后第二次作业 (三)用户没有已知点,测自定义坐标 1.第一次开始作业 2.关基站或收测后第二次作业 (四)坐标文件的转换输出 (一)用户有已知坐标,基站架未知点 1.第一次开始作业 1.1基准站 在测区中央选择地势较高、视野开阔的位置架好基站(不用对中整平、不用量取仪器高,只用架稳就行了),连接好基站、电台、电瓶连线,开机。Ok!(开机时主机STA和PWR指示灯常亮,达到条件会自动发射,发射时,STA灯1秒闪一次,DL灯5秒快闪2次,电台的TX灯1秒闪一次) 主机和电台都由电瓶供电 1.2移动站 比如nanning 开主机,主机和手簿正常连接后,新建工程,选择北京54椭球,输入当地中央子午线。 中央子午线的算法:假如测量的经度是110度23分30秒,则用110.2330除以3四舍五入取整得到36.7->37,再用所得的整数乘以37*3,就得到常用的中央子午线了111。 改移动站天线高 点击“设置-其他设置-移动站天线高”进入 输入2米,选择杆高,选中直接显示实际高程,点击ok。 注意:每次新建工程后第一步要做的就是改天线高 固定解坐标,并保存。 在固定解状态下,测出已知点A的坐标(对中后,按手簿上的字母A或者向左的方向键,弹出储存的界面,点名输入A,杆高是固定的2米,回车或者确定); 同样,到B点扶平对中杆,测量并保存B点坐标。 1.2.3计算转换参数(至少两个已知点,一个已知点只能求出平移Δx、Δy、Δz) 点击设置->控制点坐标库,点击增加,把用于求转换参数的点增加到库里面计算参数。

大地测量学基础-习题与思考题

习题与思考题 一绪论 1.试述你对大地测量学的理解? 2.大地测量的定义、作用与基本内容是什么? 3.简述大地测量学的发展概况?大地测量学各发展阶段的主要特点有哪些? 4.简述全球定位系统(GPS)、激光测卫(SLR)、甚长基线干涉测量(VIBL)、惯性测量系统(INS)的基本概念? 二坐标系统与时间系统 1.简述是开普勒三大行星定律? 2.什么是岁差与章动?什么是极移? 3.什么是国际协议原点CIO? 4.时间的计量包含哪两大元素?作为计量时间的方法应该具备什么条件? 5.恒星时、世界时、历书时与协调时是如何定义的?其关系如何? 6.什么是大地测量基准? 7.什么是天球?天轴、天极、天球赤道、天球赤道面与天球子午面是如何定义的? 8.什么是时圈、黄道与春分点?什么是天球坐标系的基准点与基准面? 9.如何理解大地测量坐标参考框架? 10.什么是椭球的定位与定向?椭球的定向一般应该满足那些条件? 11.什么是参考椭球?什么是总地球椭球? 12.什么是惯性坐标系?什么协议天球坐标系、瞬时平天球坐标系、瞬时真天球坐标系? 13.试写出协议天球坐标系与瞬时平天球坐标系之间,瞬时平天球坐标系与瞬时真天球坐标系的转换数学关系式。 14.什么是地固坐标系、地心地固坐标系与参心地固坐标系? 15.什么协议地球坐标系与瞬时地球坐标系?如何表达两者之间的关系? 16.如何建立协议地球坐标系与协议天球坐标系之间的转换关系,写出其详细的数学关系式。 17.简述一点定与多点定位的基本原理。 18.什么是大地原点?大地起算数据是如何描述的? 19.简述1954年北京坐标系、1980年国家大地坐标系、新北京54坐标系的特点以及它之间存在相互关系。 20.什么是国际地球自传服务(IERS)、国际地球参考系统(ITRS) 、国际地球参考框架(ITRF)? ITRS的建立包含了那些大地测量技术,请加以简要说明? 21.站心坐标系如何定义的?试导出站心坐标系与地心坐标系之间的关系? 22.试写出不同平面直角坐标换算、不同空间直角坐标换算的关系式?试写出上述两种坐标转换的误差方程式? 23.什么是广义大地坐标微分方程(或广义椭球变换微分方程)?该式有何作用?

大地测量坐标系

大地测量坐标系 大地测量坐标系是在大地测量过程中,由于需要不同而建立的不同坐标系。 常用大地测量坐标系统

? o ? o ? o }-,B o o

?大地坐标系和子午面直角坐标系的关系 o ? o 式中,a为地球椭球的长半轴,e为地球椭球的第一偏心率 }-,B为大地纬度。

o以建筑物的两条相互垂直的标志线的起点为零点,建立的坐标系。 ?子午面直角坐标系和大地坐标系的转换 o ? o 式中,a为地球椭球的长半轴,e为地球椭球的第一偏心率 }-,B为大地纬度。 a、b为地球椭球的长、短半轴,u为归化纬度。 ?空间直角坐标系与子午面直角坐标系的转换 o X = xcosL ? o Y = xsinL ? o Z = y

? o ? o ? o }-,B ? o X = acosucosL ? o Y = acosusinL ? o Z = bsinu

成工程所需的坐标的过程。 关键词:GPS 坐标系统坐标系转换 一、概述GPS及其应用 GPS即全球定位系统(Global Positioning System)是美国从本世纪70年代开始研制,历时20年,耗资200亿美元,于1994年全面建成的卫星导航定位系统。作为新一代的卫星导航定位系统经过二十多年的发展,已成为在航空、航天、军事、交通运输、资源勘探、通信气象等所有的领域中一种被广泛采用的系统。我国测绘部门使用GPS也近十年了,它最初主要用于高精度大地测量和控制测量,建立各种类型和等级的测量控制网,现在它除了继续在这些领域发挥着重要作用外还在测量领域的其它方面得到充分的应用,如用于各种类型的工程测量、变形观测、航空摄影测量、海洋测量和地理信息系统中地理数据的采集等。GPS以测量精度高;操作简便,仪器体积小,便于携带;全天候操作;观测点之间无须通视;测量结果统一在WGS84坐标下,信息自动接收、存储,减少繁琐的中间处理环节、高效益等显著特点,赢得广大测绘工作者的信赖。 二、GPS测量常用的坐标系统 1.WGS-84坐标系 WGS-84坐标系是目前GPS所采用的坐标系统,GPS所发布的星历参数就是基于此坐标系统的。WGS-84坐标系统的全称是World Geodical System-84(世界大地坐标系-84),它是一个地心地固坐标系统。WGS-84坐标系统由美国国防部制图局建立,于1987年取代了当时GPS所采用的坐标系统―WGS-72坐标系统而成为GPS的所使用的坐标系统。WGS-84坐标系的坐标原点位于地球的质心,Z轴指向BIH1984.0定义的协议地球极方向,X轴指向BIH1984.0的启始子午面和赤道的交点,Y轴与X轴和Z轴构成右手系。采用椭球参数为:a = 6378137m f = 1/298.257223563 2.1954年北京坐标系 1954年北京坐标系是我国目前广泛采用的大地测量坐标系,是一种参心坐标系统。该

手持GPS坐标系转换方法

手持GPS坐标系转换方法 陕西省地质调查院杜大彬陈书让张宽房张开盾李明贵 (西安市大兴东路12号710016) 摘要 导航型手持GPS目前在中小比例地质调查等领域得到广泛应用,由于坐标系之间存在差异,在实际应用过程中,必须将手持机的WGS84坐标系转换为我国应用的BJ54或西安80坐标系。坐标转换的准确与否,直接影响到工程测量定位的精度,传统的坐标转换计算所需要的起算资料不易收集,计算过程过于繁琐,非专业人员难以掌握。本文根据收集的三角点BJ54坐标(或西安80坐标),和现场测定的过渡坐标,求出各参数在本工作地区的变化率,建立参数方程,反向求出适合于当地的各项改正参数,方法简便易行,为手持GPS 测定坐标转换方法提出一种新的思路。 关键词:坐标转换 WGS84坐标系 BJ54坐标系过渡坐标变化率 随着技术的不断完善,导航型GPS的定位精度及功能较之以前有很大提高。它以其全天候工作、携带方便、数据记录及回放快捷等功能,倍受使用者青睐。经过参数校正后的GPS,其平面精度完全可以取代地形图定点,因而在中小比例尺地质矿产调查数字填图、地球物理、地球化学勘探野外作业的点位测量中有着广泛的应用前景。 1.坐标系转换问题提出 由于GPS卫星星历是以WGS84坐标系(经纬度坐标)为依据而建立的,我国目前应用的地形图一般采用1954年北京坐标(以下简称BJ54坐标)系或西安80大地坐标系,不同的坐标系之间存在平移和旋转关系,在不同地区,同一点位的WGS84坐标值与我国应用的坐标系的坐标值,有约60—150米的差值。在实际应用中,不同的坐标系必须进行坐标转换。由于手持机测量通常是短时间近似测量,采用单次测量或多次测量值取平均值,一般不作差分处理,从某种意义上讲,手持机的相对定位精度受其接收信号强度影响,坐标转换参数的准确与否,直接影响其绝对定位精度。 坐标转换的关键是求出不同坐标系之间的坐标转换参数,在实际工作过程中,坐标系统的转换通常采用方法是在应用区域内GPS“B”级网内,收集三个以上网点的WGS84坐标系B、L、H值及我国坐标系(BJ54或西安80)B、L、h、x(高程异常),按其参考球体的投影方式,计算各参数的差值。由于各地GPS建网及重力研究工作程度不同,通常在某些地区,常用参数尤其是高程异常,一般不易收集,并且其计算过程较为繁琐。 为了寻求一种快捷、方便、精度满足工作要求的GPS坐标转换方法,笔者经反复试验,总结出坐标转换的一些规律。以台湾GARMIN仪器公司的ETREX VISTA(展望)机型使用为例,这里给出一种只用一个三角点,推算其BJ54(西安80)坐标改正参数的方法。

GPS复习资料

一、名词解释: 1.天球:是以地球质心M为中心,半径r为任意长的一个假象的球体。 2.春分点:当太阳在黄道上从天球南半球向北半球运行时,黄道与天球赤道的交点γ。 3.大地经纬度:表示地面点在参考椭球面上的位置,用大地经度λ、大地纬度和大地高h 表示。 4.天文经纬度: 表示地面点在大地水准面上的位置,用天文经度和天文纬度表示。 5.黄道:地球公转的轨道面与天球相交的大圆,即当地球绕太阳公转时,地球上的观测者所见到的太阳在天球上的运动轨迹。黄道面与赤道面的夹角称为黄赤交角,约23.5°。 6.赤经:为过春分点的天球子午面与过天体的天球子午面之间的夹角。赤纬:为原点至天体的连线与天球赤道面之间的夹角。 7.岁差:实际上地球接近于一个赤道隆起的椭球体,在日月和其它天体引力对地球隆起部分的作用下,地球在绕太阳运行时,自转轴方向不再保持不变,从而使春分点在黄道上产生缓慢西移,此现象在天文学上称为岁差。 8.章动:在太阳和其它行星引力的影响下,月球的运行轨道以及月地之间的距离在不断变化,北天极在天球上绕北黄极顺时针旋转的轨迹十分复杂。如果观测时的北天极称为瞬时北天极(或真北天极),相应的天球赤道和春分点称为瞬时天球赤道和瞬时春分点(或真天球赤道和真春分点)。则在日月引力等因素的影响下,瞬时北天极将绕瞬时平北天极产生旋转,轨迹大致为椭圆。这种现象称为章动。 9.极移:地球自转轴相对于地球体的位置不是固定的,地极点在地球表面上的位置随时间而变化的现象称为极移。 10.世界时:以平子夜为零时起算的格林尼治平太阳时称为世界时。 11.力学时:天文学中,天体的星历是根据天体动力学理论建立的运动方程而编算的,其中所采用的独立变量是时间参数T,这个数学变量T定义为力学时。 12.原子时:以物质内部原子运动的特征为基础的原子时系统。 13.协调时:以原子时秒长为基础,在时刻上尽量接近于世界时的一种折衷时间系统,称为世界协调时或协调时。 14.GPS时间系统:属于原子时系统,秒长与原子时相同,但与国际原子时的原点不同,即GPST与IAT在任一瞬间均有一常量偏差。 15.GPS定位:GPS定位系统靠车载终端内置手机卡通过手机信号传输到后台来实现定位。指利用人造地球卫星确定测站点位置的技术。

GPS测量中坐标系统、坐标系地转换过程问题详解详解

GPS测量中坐标系统、坐标系的转换过程详解 摘要:GPS在测量领域得到了广泛的应用,本文介绍将GPS所采集到的WGS-84坐标转换成工程所需的坐标的过程。 关键词:GPS 坐标系统坐标系转换 一、概述GPS及其应用 GPS即全球定位系统(Global Positioning System)是美国从本世纪70年代开始研制,历时20年,耗资200亿美元,于1994年全面建成的卫星导航定位系统。作为新一代的卫星导航定位系统经过二十多年的发展,已成为在航空、航天、军事、交通运输、资源勘探、通信气象等所有的领域中一种被广泛采用的系统。我国测绘部门使用GPS也近十年了,它最初主要用于高精度大地测量和控制测量,建立各种类型和等级的测量控制网,现在它除了继续在这些领域发挥着重要作用外还在测量领域的其它方面得到充分的应用,如用于各种类型的工程测量、变形观测、航空摄影测量、海洋测量和地理信息系统中地理数据的采集等。G PS以测量精度高; 操作简便,仪器体积小,便于携带; 全天候操作;观测点之间无须通视;测量结果统一在WGS84坐标下,信息自动接收、存储,减少繁琐的中间处理环节、高效益等显著特点,赢得广大测绘工作者的信赖。 二、GPS测量常用的坐标系统 1.WGS-84坐标系 WGS-84坐标系是目前GPS所采用的坐标系统,GPS所发布的星历参数就是基于此坐标系统的。WGS-84坐标系统的全称是World Geodical System-84(世界大地坐标系-84),它是一个地心地固坐标系统。WGS-84坐标系统由美国国防部制图局建立,于1987年取代

了当时GPS所采用的坐标系统―WGS-72坐标系统而成为GPS的所使用的坐标系统。WGS -84坐标系的坐标原点位于地球的质心,Z轴指向BIH1984.0定义的协议地球极方向,X轴指向BIH1984.0的启始子午面和赤道的交点,Y轴与X轴和Z轴构成右手系。采用椭球参数为:a = 6378137m f = 1/298.257223563 2.1954年北京坐标系 1954年北京坐标系是我国目前广泛采用的大地测量坐标系,是一种参心坐标系统。该坐标系源自于原苏联采用过的1942年普尔科夫坐标系。该坐标系采用的参考椭球是克拉索夫斯基椭球,该椭球的参数为:a = 6378245m f = 1/298.3。我国地形图上的平面坐标位置都是以这个数据为基准推算的。 3.地方坐标系(任意独立坐标系) 在我们测量过程中时常会遇到的如一些某城市坐标系、某城建坐标系、某港口坐标系等,或我们自己为了测量方便而临时建立的独立坐标系。 三、坐标系统的转换 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)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。 目前一般采用布尔莎公式(七参数法)完成WGS-84坐标系到北京54坐标系的转换,得到北京54坐标数据。 XBJ54=XWGS84+ KXWGS84+Δx+YWGS84ξZ"/ρ"-ZWGS84ξY"/ρ"

测量中常用的坐标系统

测量中常用的坐标系 一、坐标系类型 1、大地坐标系 定义:大地测量中以参考椭球面(不准确)为基准面建立起来的坐标系。 一定的参考椭球和一定的大地原点上的大地起算数据,确定了一定的坐标系。通常用参考椭球参数和大地原点上的起算数据作为一个参心大地坐标系建成的标志。 大地坐标(地理坐标):将某点投影到椭球面上的位置用大地经度L和大地纬度B表示,( B , L)统称为大地坐标。 大地高H:某点沿投影方向到基准面(参考椭球面)的距离。 在大地坐标系中,某点的位置用(B , L,H)来表示。 2、空间直角坐标系 定义:以椭球体中心为原点,起始子午面与赤道面交线为X 轴,在赤道面上与X轴正交的方向为Y轴,椭球体的旋转轴为

Z轴。 在空间直角坐标系中,某点的位置用(X,Y,Z)来表示。 3、平面直角坐标系 在小区域进行测量工作若采用大地坐标来表示地面点位置是不方便的,通常采用平面直角坐标系。 测量工作以x轴为纵轴,以y轴为横轴 投影坐标:为了建立各种比例尺地形图的控制及工程测量控制,一般应将椭球面上各点的大地坐标按照一定的规律投影到平面上,并以相应的平面直角坐标表示。 4、地方独立坐标系 基于限制变形、方便、实用和科学的目的,在许多城市和工程测量中,常常会建立适合本地区的地方独立坐标系,建立地方独立坐标系,实际上就是通过一些参数来确定地方参考椭球与投影面。 二、国家大地坐标系

1.1954年北京坐标系(BJ54旧) 坐标原点:前苏联的普尔科沃。 参考椭球:克拉索夫斯基椭球。 平差方法:分区分期局部平差。 存在问题:(1)椭球参数有较大误差。 (2)参考椭球面与我国大地水准面存在着自西向东明显的系统性倾斜。 (3)几何大地测量和物理大地测量应用的参考面不统一。 (4)定向不明确。 2.1980年国家大地坐标系(GDZ80) 坐标原点:陕西省泾阳县永乐镇。 参考椭球:1975年国际椭球。 平差方法:天文大地网整体平差。 特点:(1)采用1975年国际椭球。 (2)参心大地坐标系是在1954年北京坐标系基础上建立起来的。 (3)椭球面同似大地水准面在我国境内最为密合,是多点定位。 (4)定向明确。 (5)大地原点地处我国中部。 (6)大地高程基准采用1956年黄海高程。 3.新1954年北京坐标系(BJ54新)新1954年北京坐标系(BJ54新)是由1980年国家大地坐标系(GDZ80)转换得来的。

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