华测RTK点校正的分析

一、水平平差
• 至少2个水平控制点 – 下面以5个点为例
= GPS 观测值 = 控制点
2．点校正
旋转
2．点校正
平移
2．点校正
比例系数
2．点校正
校正结果（水平残差）
• 校正后的结果包含了校正残差. 为了理解我们校正结果的好坏， 我们需要理解这些残差的含义。
• 残差： 校正执行后的
格网平面坐标和GPS 坐标的差值。
2．点校正
1. 利用现有参数
七参数
常州
徐州
2．点校正
1. 利用现有参数
七参数的保密及应用：
1、本身软件的加密 2、特殊软件模块的加密 3、网络远程转换 4、通过差分数据同时播发（如RTCM3.1) 5、七参数的通用性，比如其他厂家软件求的七参数 注意事项：
2．点校正
1. 利用现有参数
七参数的保密及应用：
正高系统是以大地水准面为基准面的高程系统。某点的正高是该点 到通过该点的铅垂线与大地水准面的交点之间的距离，正高用符号Hɡ。
正常高系统是以似大地水准面为基准的高程系统。某点的正常高是 该点到通过该点的铅垂线与似大地水准面的交点之间的距离，正常高用 HY ，我国采用似大地水准面。
1．各种坐标系统
高程系统
1．各种坐标系统
1、1980西安坐标系
开始定义为 “1980国家大地坐标系”。 1982 年，经天文大地网 整体平差建立，全网共48433点。
属参心坐标系， IAG-75椭球（IAG—国际大地测量学协会）， 长半轴 a=6378140m; 扁率 α=1/298.257，原点在陕西省泾阳县。
椭球定位：
长半轴 a=6378137m; 扁率 α=1/298.257223563。 属地心坐标系，原点在地球质心。 4、 CGCS2000 我国当前最新的国家大地坐标系，英文名称为China Geodetic Coordinate System 2000，英文缩写为CGCS2000,自2008 年7月1日起，中国将全面启用2000国家大地坐标系。
1. 利用现有参数
WGS-84
当地
3 参数
7 参数
两个椭球间的坐标转换一般而言比较严密的是用七参数法，即X平移，Y平移，Z平移， X旋转，Y旋转，Z旋转，尺度变化K。要求得七 参数就需要在一个地区需要3个以上的已知 点；如果区域范围不大，最远点间的距离不大于30Km(经验值)，这可以用三参数，即X平移， Y平移，Z平移，而将X旋转，Y旋转，Z旋转，尺度变化K视为0，所以三参数只是七参数的 一种特例。七参数50平方公里以上，大到一个地区，一个市，如上海、北京等。
大地水准面差距，即大地水准面到参考椭球面的距离，记为 hg hg= H – Hg
高程异常，即似大地水准面到参考椭球面的距离，记为ξ ξ= H - HY
1．各种坐标系统
三、坐标系转换和基准转换
坐标系转换：
指同一点，在相同基准下，从一个坐标系转换为另一坐标系的过程，如某一点从 WGS84大地坐标系（经纬度坐标）转换为WGS84空间直角坐标系（XYZ坐标）。实质 上指的是同一点不同坐标的表达方式。
ξ= f ( x，y) + ε
1．单点的高程异常ξ与坐标( x，y) 之间函数关系如下： ξ= f ( x，y) + ε
其中, f ( x , y) 为ξ中趋势值，似大地水准面；ε为模型误差
2 ．当有多个点时， 写成矩阵形式如下：
ξ= XB+ ε f ( x , y) = a 0 + a 1 x + a 2 y + a 3 x2 + a 4 xy + a 5 y2 + ⋯ 对于每个已知点， 在最小二乘准则条件下，解出各a i , 求出测区范 围内任何插值点的高程异常值ξ，进而计算出GPS 点的正常高。
2．点校正
要使一个坐标系统和另一个坐标系统产生关系，需要一组具有这两 套坐标系统下坐标的地面点。因此，就需要一组WGS-84坐标和一组当 地平面坐标：北, 东和高程。
WGS-84
当地平面坐标
2．点校正
1. 利用现有参数，如：七参数、三参数 2. 点校正——直接求“四参数+高程拟合”；
2．点校正
基准转换：
指两种坐标系由于采用不同椭球参数、定位、定向或者由于尺度设置不同等原因导 致两种基准之间的变换。常见的就是参心坐标系与地心坐标系之间的转换。
1．各种坐标系统
四、投影
1、横轴墨卡托投影：
高斯-克吕格投影简称高斯投影，中国通用的一种投影方式。
2、通用墨卡托投影简称UTM投影：
前苏联及东欧一些国家也使用这一投影，美国、英国、日本、加拿大 等 国，为使6度带内长度变形小于1%，采用通用横轴墨卡托投影，简称 UTM投影。它同高斯-克吕格投影的差别仅在于中央经线的长度比不是1， 而是0.9996。UTM投影适用于全球北纬84度和南纬80度之间的地区
主要缺点：
1．长半轴约大了108m ； 2．椭球定位西高东低，东部高程异常达67m； 3．不同区域接边处大地点坐标差达1～2m。
1．各种坐标系统
3、WGS-84大地坐标系
美国国防部研制确定的大地坐标系，Z轴指向BIH（国际时 间局）1984.0定义的协议地球极（CTP）方向，X轴指向零子午 面与CTP赤道交点，Y轴与X、 Z轴构成右手坐标系。
为了减少投影变形或满足保密需要，也可使用独 立（地方）坐标系，坐标原点一般在测区或城区中部， 投影面多为当地平均高程面。
1．各种坐标系统
二、高程基准
1、1956年黄海高程系 水准原点设在观象山，采用1950～1956年7年的验潮结果
计算的黄海平均海水面，推得水准原点高程为72.289m。 2、1985国家高程基准 水准原点同 1956年黄海高程系，采用1952～1979年共28
1．椭球短轴平行于地球地轴（由地球质心指向1968.0JYD方向）； 2．起始子午面平行于格林威治天文台平均子午面； 3．椭球面与似大地水准面在我国境内密合得最佳。
1．各种坐标系统
2、1954年北京坐标系 50年代从前苏联引入（1942年普尔科夫坐标系），未进行整体平
差，属参心坐标系, 克拉索夫斯基椭球体，长半轴 a=6378245m; 扁率 α=1/298.3。原点在普尔科夫天文台。
十
校正参数的分析
上海华测导航技术有限公司 讲师：徐纪洋
目录
1. 各种坐标系统 2. 点校正 3. 重置当地坐标 4. RTK的精度 5. 任意架站的优势
1．各种坐标系统
● 大地基准 ● 高程基准 ● 坐标转换和基准转换 ● 投影
1．各种坐标系统
一、 大地基准
目前我国常用的坐标系统有：
1980西安坐标系(XIAN80) 1954年北京坐标系(BJ54) WGS-84大地坐标系 新1954年北京坐标系（新54系） 2000国家大地坐标(CGCS2000) 独立坐标系（地方坐标系） 城建坐标系等等
1．各种坐标系统
四、投影
1．各种坐标系统
四、投影
2．点校正
点校正的含义
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。
长半轴 a＝6378137m 扁率 f＝1/298.257222101
1．各种坐标系统
5、新1954年北京坐标系（新54系）
属于参心大地坐标系，椭球的几何参数同“54系”。 a=6378245m； α=1/ 298.3
大地原点及椭球轴向同“80系”； 高程基准面为1956年黄海平均高程面； 点的坐标与“54系”接近，精度同“80系” 。 6、独立坐标系（地方坐标系）
二、垂直平差
2．点校正
二、垂直平差
ξ = H - HY
ξ = 高程异常
HY H
ξ
HY H
ξ
HY H
ξ
HY H
ξ
HY H
ξ
地球表面
斜面或曲面
似大地水准面
椭球面
2．点校正
二、垂直平差
ξ = H - Hg
HY H
ξ
HY H HY H
ξ ξ
斜面或曲面
2．点校正
二、垂直平差
高程处理的介绍； 从理论上而言，平面坐标XY使用四 参数是最精确的方法，高程使用高程拟合是最精确的方法 。
在不知道当地坐标系统的旋转，比例因子情况下： 单点校正：
1. 精度无法保障 2. 控制范围更无法确定 建议：尽量不要用这种方式。
2．点校正
两点校正：
可求出旋转，比例因子，各残差都为零。
点校正
水平平差
垂直平差
2．点校正
两点校正注意：
1．可求出选转，比例因子 -从而了解当地坐标系统的大体情况 2. 控制范围与两点的长度有关，注意避免短边控制长边。 3．注意比例因子至少在0.9999***至1.0000****之间，超过此数
1、（B、L）84——（X、Y、Z）84，空间大地坐标到空间直角坐标的转换。 2、（X、Y、Z）84——（X、Y、Z）54，坐标基准的转换，即Datum转换。通
常有三种转换方法：Bursa–Wolf(布尔莎模型)七参数、简化三参数、 Molodensky莫洛登斯基 3、（X、Y、Z）54——（B、L）54，空间直角坐标到空间大地坐标的转换。 4、（B、L）54——（x、y）54， 高斯(Gauss)投影正算。 5、 高斯坐标系转换为当地坐标系(独立坐标系)
校正的命名：天宝软件叫工程校正，其他软件叫参数求解等，各种软件叫 法不同。