公路勘察GPSRTK测量中坐标系定义方法(精)
第五讲 GPS坐标系统
同济大学土木学院测量系陈义 Chenyi@
提 要
坐标系统 坐标变换
几个名词
参考系（reference system ） ：关于坐标系的 完整定义，原点、坐 标轴、坐标平面；基本的 数学或物理模型。 协议参考系（conventional reference system ） ：具体描述某一参考系的模型、常数 和算法。 参考框架（reference frame） ：通过对一些基 准站点的实际观测，来具体实现某一参考系。
地固系：WGS84
WGS 84-world geodetic system 1984 美国国防部建立 定义了一个平均椭球(a,e) 1500地面站多普勒观测 原来1-2米级 目前与ITRF一致(厘米级)
a 6378137 m f 1/ 298.257223563
e 7.292115 105 rad / sGM 3.986004418m3 / s 2
一、坐标系统
1.1、坐标系的定义 定义一个坐标系需要定义以下要素: 原点origin ：3 个分量 指向orientation ：3个分量, 通常是一轴相对于其它轴的方向余弦 ，右手系
1.1.1天球参考系和参考框架（1）
天球参考系CRS(Celestial Reference System)是一种基于 动态定义的系统，也就是使宇宙中遥远的目标与某一固定的 轴方向保持一致。天球参考系是通过河外星系、大多数类星 体、较少的活动的银河系核的精确坐标来定义的天球参考框 架CRF(Celestial Reference Frame)来实现的 。 国际天球参考系ICRS(International Celestial Reference System)由国际天文联合会IAU(International Astronomical Union)于1997年正式接受，从1989年到1995 年，国际地球自转服务IERS(International Earth Rotation Service)每年对天球参考系CRS 进行观测计算， 计算采用相同的IERS河外星系天球参考系 。 计算用到的定义观测源的数目从1988年的23个到1995年的212 个，比较这些连续的参考系实现表明CRS每年的漂移是非常小 的。
GPS—RTK测量中独立坐标系的建立
GPS—RTK测量中独立坐标系的建立
向垂规
【期刊名称】《云南水力发电》
【年(卷),期】2011(26)4
【摘要】介绍GPs-RTK测量中WGS-84大地坐标系与独立坐标系转换的方法及南方测绘工程之星数据处理中坐标转换的方法,同时结合工程实例予以验证.
【总页数】3页(P34-36)
【作者】向垂规
【作者单位】云南省红河州水利水电勘察设计研究院,云南蒙自 661100
【正文语种】中文
【中图分类】P226+3;P228.4
【相关文献】
1.GPS测量中地方独立坐标系的建立及其转换
2.GPS-RTK测量中高程精度的评价——应用GPS-RTK测量中GPS高程代替等外水准的分析与探讨
3.GPSRTK测量组合转换模型在独立坐标系下的应用
4.GPSRTK测量组合转换模型在独立坐标系下的应用
5.GPSRTK测量组合转换模型在独立坐标系下的应用
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gps怎么测量坐标
GPS如何测量坐标GPS（全球定位系统）是一种广泛应用于定位和导航的技术，它利用多颗卫星和接收器之间的信号交互来确定地球上某一点的准确位置。
在现代生活中，GPS已经成为我们日常生活中的一部分，用于汽车导航、户外活动和航空导航等领域。
那么，GPS是如何测量坐标的呢？GPS的原理GPS系统由数十颗绕地球轨道运行的卫星、地面控制站和接收器组成。
这些卫星以准确的时间信号传递给接收器，接收器接收到多颗卫星的信号后，通过计算信号的传播时间来确定接收器所在位置的坐标。
测量坐标的过程GPS测量坐标的过程可以分为三个主要步骤：定位、计算传播时间和计算坐标。
1. 定位接收器通过接收来自多颗卫星的信号来定位自身的位置。
通常，需要至少接收到三颗卫星的信号来进行定位，而更多的卫星信号能提供更准确的测量结果。
2. 计算传播时间接收器接收到卫星发出的信号后，需要计算信号的传播时间。
卫星在发送信号时会附带一个时间戳，接收器通过比较接收到信号的时间和卫星发送信号的时间来计算传播时间。
由于信号在空气中传播的速度已知，因此可以通过传播时间计算出信号在空气中所经过的距离。
3. 计算坐标一旦接收器计算出了多颗卫星到达的距离，它可以使用这些距离来计算自身的位置坐标。
接收器使用三角测量的原理来计算自身与每个卫星之间的距离，并通过这些距离计算出自身的坐标。
计算坐标的过程通常使用三角函数来完成。
GPS测量坐标的精度GPS测量坐标的精度受多种因素的影响，包括接收器的质量、天线的位置和环境条件等。
在理想的情况下，GPS测量坐标的精度可以达到几米以内。
然而，在某些情况下，如遮挡物、电磁干扰等不利因素存在时，测量结果的精度可能会降低。
GPS在现代生活中的应用GPS技术已经广泛应用于各个领域。
在汽车导航中，GPS可以帮助驾驶员准确定位目的地并提供最佳的行车路线。
在航空导航中，GPS成为了目前主要的导航方式之一，提供高精度的定位和导航信息。
另外，在运动追踪、户外定位、地图测绘和资源勘探等领域，GPS也发挥着重要的作用。
GPS测量中坐标系统、坐标系的转换过程
GPS测量中坐标系统、坐标系的转换过程【摘要】GPS测量中的坐标系统和坐标系转换是利用全球定位系统（GPS）进行地理测量和定位的关键。
本文从引言开始，概述了GPS测量中坐标系统和坐标系的转换过程。
接着介绍了GPS坐标系统的概念和作用，以及常用的坐标系及其特点。
随后详细讨论了GPS坐标系统的转换方法和转换工具，帮助读者更好地理解和应用这些技术。
通过实际案例分析展示了GPS测量中坐标系统和坐标系转换的实际应用。
在总结了本文探讨的内容，并展望了未来GPS测量技术的发展方向。
通过本文的阐述，读者可以更深入地了解GPS测量中坐标系统和坐标系的转换过程，为相关领域的研究和应用提供了参考和指导。
【关键词】GPS测量、坐标系统、坐标系、转换过程、引言、GPS坐标系统、常用坐标系、特点、转换方法、转换工具、实际案例、分析、总结、未来发展、展望1. 引言1.1 GPS测量中坐标系统、坐标系的转换过程概述GPS测量中的坐标系统和坐标系转换是一项关键技术，广泛应用于各种领域。
在现代GPS测量中，我们常常需要将不同坐标系统之间的数据进行转换，以确保数据的准确性和一致性。
在这个过程中，我们需要了解GPS坐标系统的基本原理和常用的坐标系，掌握不同坐标系之间的转换方法，并使用相应的工具进行数据处理和分析。
GPS坐标系统是一种地理坐标系统，由经度、纬度和高度三个参数组成。
常用的坐标系包括WGS84、GCJ-02和BD-09等，它们各有自己的特点和适用范围。
在GPS测量中，我们需要根据具体的需求选择合适的坐标系，并进行必要的转换。
GPS坐标系转换方法包括基本的数学转换和大地测量学方法。
我们可以通过公式计算或使用专业软件来进行坐标系转换，确保数据的准确性和一致性。
一些专门的GPS坐标系转换工具也可以帮助我们快速、准确地实现坐标系转换。
通过实际案例分析，我们可以更好地理解GPS测量中坐标系统和坐标系转换的重要性和实际应用。
结合实际情况，总结经验教训，提出今后改进的方向，并展望未来发展的方向和前景。
GPS基础知识及RTK操作教程(第一部分)
中石化西北油田分公司GPS测量基础知识及井位勘定仪器操作教程主编：***校对：***审核：***二〇一二年二月七日目录第一章GPS测量原理及RTK简介 (1)第一节GPS测量原理 (1)第二节RTK技术简介 (8)第二章硬件介绍 (9)第一节使用与保护 (9)第二节T RIMBLE 5700GPS简介 (10)第三节T RIMBLE5800/R8GPS简介 (19)第四节电台说明 (21)第五节5700/5800/R8RTK作业硬件安装简介 (25)第三章TSC2测量控制器、RTK测量操作简介 (30)第一节TSC2测量控制器简介 (30)第二节RTK一般操作流程 (32)第四章GPS静态测量施工简介............................. 错误!未定义书签。
第一节GPS静态定位在测量中的应用 ............... 错误!未定义书签。
第二节布设GPS控制网的工作步骤.................. 错误!未定义书签。
第三节GPS静态作业的选点及布网................... 错误!未定义书签。
第四节静态作业的仪器准备及作业 .................. 错误!未定义书签。
第五节R8接收机静态操作细则说明 ................. 错误!未定义书签。
第一章GPS测量原理及RTK简介第一节GPS测量原理一、GPS简介GPS是英文Navigation Satellite Timing and Ranging/Global Positioning System的字头缩写词NAVSTAR/GPS的简称，它的含义是利用导航卫星进行测时和测距，以构成全球定位系统。
它是美军70年代初在“子午卫星导航定位系统——NNSS系统”的技术上发展而起的具有全球性、全能性（陆地、海洋、航空与航天）、全天候性优势的导航定位、定时、测速系统。
利用该系统，用户可以在全球范围内实现全天候、连续、实时的三维导航定位和测速；另外，利用该系统，用户还能够进行高精度的时间传递和高精度的精密定位。
山区公路测量坐标系的选择及坐标计算方法
山区公路测量坐标系的选择一、引言公路测量与其他工程建设项目的测量相比具有一定的特殊性，相应地，公路测量坐标系的选择亦与其他工程建设项目有所不同，具体表现为：首先，公路建设要求测量具有一定的精度，如特殊结构的桥梁，要求桥墩中心的精度较高，所容许的投影变形值相应就很小，再如投影变形值直接影响路线长度的计算和投资预算，当投影变形值为每公里10cm时，100km的公路里程就相差1km，在山区，每公里的高速公路造价一般高达几千万甚至上亿元人民币，因此应尽可能减小由于坐标系选择不当而引起的投影变形；第二，公路测量地域狭窄但跨越区域却较长，公路测设的宽度一般300m到1000m，特殊情况下也不过几公里，而公路测设的长度少则几十公里，多则上千公里，形成了狭窄的条带状测量区域，因此，公路测量坐标系选择时应充分考虑公路长度的影响；第三，公路经过的里程较长，因此公路测量跨越的路线地形就可能错综复杂，而且我国大部分地区属于山区、丘陵，地形起伏较大，因此，公路勘测选择测量坐标系时还应充分考虑公路沿线地形起伏的变化所带来的影响。
二、坐标系的作用对于国家平面控制网而言，坐标系的主要任务和作用是满足我国各行各业基本建设和军事用途的需要。
为了对我国所有版图进行有效的测量和控制，全国必须布设一个统一的坐标系，以保证全国版图内坐标的统一、测绘资料管理和利用以及图纸的拼接。
对于一个具体的工程来讲，选择一个坐标系，可以使得测量的数据在同一个基准面和同一个中央子午线的坐标系中进行平差计算，而平差计算的目的是可以对测量的数据进行检查，消除测量数据之间的不符值，并对测量的精度水平作出评定，从而保证测量成果的正确性和可靠性。
在一个坐标系统内，将所有的长度测量值投影归算到同一个平面上，并通过联测国家控制点进行平差计算，最后得到同一坐标系的坐标值。
由此可见工程测量坐标系的主要作用是满足平差计算的需要，也可以说，从工程本身的角度看，如果不需要进行数据检核，不进行平差计算，就不需要选择具有同一个基准面和同一个中央子午线的坐标系。
GPS测量中的坐标转换与配准方法
GPS测量中的坐标转换与配准方法GPS（全球定位系统）是一种基于卫星的导航系统，用于确定地球上任意位置的准确坐标。
在现代测绘和地理信息系统（GIS）应用中，GPS成为了非常重要的工具。
然而，在实际的测量过程中，不同测量设备、不同测量方法以及数据处理的差异会导致测量结果存在一定的误差。
为了消除这些误差，需要进行坐标转换和配准。
本文将探讨在GPS测量中常用的坐标转换和配准方法。
1. 坐标转换方法坐标转换是将一个坐标系中的坐标点转换到另一个坐标系中的过程。
在GPS测量中，常用的坐标转换方法有以下几种：1.1 七参数法七参数法是一种常用的坐标转换方法，通过确定平移、旋转和尺度参数来实现不同坐标系之间的转换。
该方法适用于相对小范围内的坐标转换。
1.2 高斯投影法高斯投影法是一种将地球表面上的经纬度坐标转换为平面坐标的方法。
利用高斯投影公式，可以将经纬度坐标转换为相应的平面坐标。
该方法适用于大范围的坐标转换。
1.3 直角坐标转经纬度坐标直角坐标转经纬度坐标是一种将直角坐标系下的坐标点转换为经纬度坐标系下的坐标点的方法。
该方法适用于定位导航系统（如GPS）输出的直角坐标点与地理信息系统中的经纬度坐标点的转换。
2. 配准方法配准是将不同数据源或不同时间的数据进行对齐的过程，用于实现数据的一致性和整合性。
在GPS测量中，常用的配准方法有以下几种：2.1 点对点配准点对点配准是一种基于特征点匹配的配准方法，通过寻找两幅图像中的相同特征点，计算其坐标差异，从而实现两幅图像的对齐。
该方法适用于测量设备拍摄的图像与地理信息系统中的地图图像进行配准。
2.2 线性配准线性配准是一种基于直线拟合的配准方法，通过拟合两幅图像中的直线，计算其参数差异，从而实现两幅图像的对齐。
该方法适用于图像中包含直线特征的配准。
2.3 非线性配准非线性配准是一种基于非线性变换模型的配准方法，通过寻找两幅图像中的相似区域，计算其变换参数，从而实现两幅图像的对齐。
测量直角坐标系定义
测量直角坐标系定义
直角坐标是用平面上的长度值表示地面点位置的坐标。
即平面直角坐标系中表示点位的一对有序数（x、y）。
测量上的平面直角坐标是以南北方向的纵轴作为x轴，自坐标原点（o）向北为正；东西方向的横轴作为y轴，自坐标原点（o）向东为正。
建立投影方程式时，通常采用平面直角坐标系，以表示地面点在投影上的位置。
在展绘地图数学基础时，都使用直角坐标。
中国地形图采用高斯投影的平面直角坐标系，在＞l∶10万地形图上绘有平面直角坐标网，东西图廓内注记纵坐标值，南北图廓内注记横坐标值。
GPS-RTK简明操作流程
RTK简明操作流程一、外业操作：1.准备：a.主菜单-》5.配置-》2.仪器配置-》1.天线-》天线：ZGP800A 三脚架-》继续通讯：USB电缆b.主菜单-》5.配置-》4.电台配置-》通讯：蓝牙（无ID地址）-》继续实时数据：GeoMax基站天线：ZGP800A 三脚架2. 新建作业：主菜单-》3.管理-》1.作业-》新建-》输入名称、创建者-》保存-》继续3 .基站配置：主菜单-》2.程序-》1.基站设置-》作业：选择新建作业–》继续-》天线：ZGP800A 三脚架-》搜寻-》选中对应主机-》继续-》继续-》输入电台频道-》继续-》选中基站点或选此点新建坐标点-》完成4. 流动站设置：a.主菜单-》5.配置-》2.仪器配置-》1.天线-》ZGP800A 对中杆–》搜寻–》通讯：蓝牙选中对应流动站主机-》继续-》继续-》完成b.主菜单-》5.配置-》4.电台配置-》通讯：蓝牙（带ID地址）-》搜寻-》选中对应电台（ZRT100）-》扫描-》调到对应频道（频道+/-）-》继续-》继续定义坐标系：定义坐标系分三种方式：GPS后方交会、自定义坐标系、坐标系。
三种方式的区别：后方交会需要3个点才能查看计算后的转换精度，采集已知点84坐标必须去现场实时采集，且采集过程不能中断；自定义坐标系无点数要求，任意已知点均可以使用，并且已知点的84坐标无需现场采集，可以在内业时使用该方式建立坐标转换系；在管理选项内新建坐标系的方式精度最高，采用经典三维法建立坐标系统，在建立坐标转换系统时无需已知点坐标，但是需要知道当地坐标系的七参数、椭球参数、投影带、中央子午线等，在一般工程中并不实用。
1.GPS后方交会：a.主菜单-》3.管理-》1.作业-》数据-》新建-》输入已知点-》继续b.主菜单-》2.程序-》2.GPS后方交会-》输入名称-》继续-》选择已知点-》观测保存-》计算-》继续2. 定义坐标系：主菜单-》2.程序-》6.定义坐标系-》输入名称、选择对应作业-》继续-》继续-》继续-》选择匹配点-》计算-》保存3. 坐标系：主菜单-》3.管理-》3.坐标系-》新建-》输入名称新建转换-》输入参数新建椭球-》输入椭球参数新建投影-》假东：500000、中央子午线二、数据导入：1.打开LGOLGO加载后选择菜单文件-New project新建一个作业。
GPS测量中的坐标系统及其转换
GPS测量中的坐标系统及其转换摘要:在GPS测量中通常采用两类坐标系统,一类是在空间固定的坐标系统,另一类是与地球体相固联的坐标系统,也称固定坐标系统。
如:WGS-84世界大地坐标系和1980年西安大地坐标系。
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,因此在GPS测量中得到了广泛的应用。
关键词:GPS;测量1 坐标系统的介绍1.1 WGS-84坐标系统WGS-84坐标系是目前GPS所采用的坐标系统,是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目前所使用的坐标系统。
WGS-84坐标系的坐标原点位于地球的质心,Z轴指向BIHl984.0定义的协议地球极方向,X轴指向BIHl984.0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。
WGS-84系所采用椭球参数为:a=6378138m;f=1/298.257223563。
1.2 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。
该坐标系源自于原苏联采用过的1942年普尔科夫坐标系。
建国前,我国没有统一的大地坐标系统,建国初期,在苏联专家的建议下,我国根据当时的具体情况,建立起了全国统一的1954年北京坐标系。
该坐标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。
该椭球并未依据当时我国的天文观测资料进行重新定位。
而是由前苏联西伯利亚地区的一等锁,经我国的东北地区传算过来的,该坐标的高程异常是以前苏联1955年大地水准面重新平差的结果为起算值,按我国天文水准路线推算出来的,而高程又是以1956年青岛验潮站的黄海平均海水面为基准。
1.3 1980年西安坐标系1980年西安坐标系的原点位于我国的中部,陕西西安市的附近。
椭球的短轴平行于由地球质心指向我国地极原点JYD1968。
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《交通标准化》 2006年第 8期 COMMUNICATIONS STANDARDIZATION. No.8, 2006
4.2.4控制沥青用量:混合料中沥青的用量不宜过 多。自由沥青相当于润滑油,它不但会大幅度地降 低矿料的内摩擦力,而且会显著降低其粘结力,从 而导致沥青混凝土强度的降低。 4.3控制集料的级配和密实度 适当增大集料的粒径,可以提高抗车辙能力。 沥青混合料的密实度决定着其空隙率 (VTM 的大 小,密实度越大,空隙率越小,混合料的抗辙槽能 力就越强,但 VTM 也不能太小, Superpave 认为, 当 VTM<4%时,路面的抗车辙能力明显下降。 4.4控制沥青面层的厚度
半刚性基层的沥青面层厚度不宜太大,厚的沥 青面层容易产生车辙,但也不宜过薄,否则沥青面 层容易损坏基层,出现沥青面层底部开裂现象。国 外柔性路面沥青混合料层通常在 30cm 以上,半刚 性路面沥青面层的厚度通常为 10cm￣20cm ,半刚性 组合路面沥青层的厚度为 4cm￣8cm 。 参考文献
[1]Brown E R , Handdock J E , Mallicks R B and Lynn T A. Development of Mixture Design Procedure for stone Matrix Asphalt[J]. AAPT , 1997, 26(3 :8-12. [2]Brown E R and Mallicks R B. Evaluation of Stone-on-stone Contact in Stone-Matrix Asphalt[J]. TRR ,
1998, 35(6 :43-46. [3]Corry R W , Dolan C W. Strengthening and Repair of a Column Bracket Using a Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP Fabric [J]. PIC Journal , 2001,
(4 :28-32. [4]Banfill P F G , Saunders D C. The Relationship Between the Retardation of Hydration [J ]. Cement
and Concrete Research. 1986, (3 :12-16. [5]Insights intoPavement Preservation [R]. Washington:U.S. Federal Highway Administration , April 2003.
[6]Prevention of Rut in Pavement[R]. A. Vanelstraete , L. Francken. RILEM Report 18, 1997.
收稿日期:2005-12-28 李峰伟 (河南省交通规划勘察设计院,河南 郑州 450052 摘要:公路勘察 GPS RTK 测量是公路工程的基础,其中正确定义坐标系求解不同坐标系间的转化参数是 RTK 测量的关 键,因此就公路勘察 GPS RTK 测量中点在不同坐标系下的坐标转换方法及坐标转换中的注意事项进行探讨,具有一定的实用
价值。 关键词:公路 RTK 测量;坐标系统;坐标系定义方法;一步法 中图分类号:U412.2 文献标识码:A 文章编号:1002-4786(2006 08-0019-03 Method for Coordinate Definition of GPS RTK in Highway Measuring LI Feng-wei (Henan Provincial Communications Planning &Survey Institute , Zhengzhou 450052, China
Abstract :The measure of GPS RTK is the basis of highway engineering , for which the key problem is right definition of parameters in different coordinate. Therefore , it has practical significance to discuss on """"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""
公路勘察 GPS RTK 测量中 坐标系定义方法 19 《 交 通 标 准 化 》 2006年 第 8期 C O M M U N I C A T I O N S S T A N D A R D I Z A T I O N . N o . 8, 2006
随着 3S (GPS , GIS , RS 技术的发展, GPS RTK 测量已在公路勘察中得以广泛应用。公路勘察 RTK 测量中主要是确定公路中桩地面点的空间位置,也 就是确定地面点的空间位置的坐标和高程。通常, GPS 观测得到的是地面点的 WGS 84大地坐标系经纬 度坐标,而测量作业人员则使用地面点在地方格网 坐标系中的平面直角坐标,故在利用 GPS 测量时如 何正确确定这两个参考框架间的坐标转换即坐标系
定义是 RTK 测量的关键。 1点的坐标系统简介 地面点的坐标可根据不同的用途,在地理坐 标、高斯平面直角坐标、平面直角坐标中选用。在 大区域内地面点的位置,常以球面坐标系统来表 示。用经度、纬度表示的地面点在球面上的位置, 称为地理坐标。地理坐标又因所用基准面、基准线 及测量计算坐标方法的不同而不同。地理坐标是球 面坐标,但测量中的计算和绘图最好在平面上进 行。测量上将旋转椭球面上的点换算到平面上,称 为地图投影。我国一般采用高斯投影的方法,在公 路测量中我们常用的是点的 WGS 84大地坐标和投 影到某中央子午线上的 1954(或 1980 平面直角坐标。 1.1WGS 84和地方坐标系统
WGS 1984基准面采用 WGS 84椭球体,它是一 个地心坐标系,即以地心作为椭球体中心。目前 GPS 测量数据多以 WGS 1984为基准。 1984世界大地 坐标系 (WGS 84 是采用与地球平均表面符合得最 好的椭球体 (长半轴 a=6378,
137.000m ,扁率 f=1/298.253 , 基于 WGS 84椭球的大地水准 面。 同一个物理点 P 可以有 不同 WGS 84坐标类型的坐标 (见图 1 : a WGS 84直角坐标:X , Y , Z P =4264650.810X 724089.202Y 4672014.4546Z b WGS 84大地坐标:纬度、经度和大地高 P =47°23′ 45.84283″ N 9°38′ 10.58730″ E 449.6911m 同一个物理点 P 也可以有地方坐标系统中的坐 标: a 地方直角坐标 :X , Y , Z P =4264750.810X 724189.202Y 4672114.4546Z b 地方大地坐标:纬度、经度和椭球高 P =47°23′ 43.14014″ N 9°38′ 10.49009″ E 1305.241m 同一个点在不同坐标类型间的转换,即转换参 数的求得就是坐标系定义。 2坐标系定义方法
公路 RTK 测量中,已知一些控制点的 WGS 84坐标 (这些坐标已经用 GPS 静态测量得到 ,及其地 方坐标 (这些坐标已经用 TPS 或其他测量方法得 到 ,由于同一个物理点 P 在 WGS 84系统和地方坐 标系统中有不同的直角坐标,故如何正确确定两 个参考框架间的坐标转换即坐标系定义即为 GPS 测量的关键。常用的坐标系定义方法有三种:经 典 3D 转换、一步法转换和两步转换。
2.1经典 3D 转换 (见图 2 如图 2所示,用以下参数来连接这两个参考框 架间的坐标转换称为经典 3D 坐标转换: a 三个平移参数:dx , dy , dz ; b 三个旋转参数:Rx , Ry , Rz ; c 一个尺度参数:λ。 例如 :dx=200, dy=200, dz=200经典 3D 转换需满足下列要求: 图 2经典 3D 转换 图 1 items needing attention in coordinate definition of GPS RTK. Key words :RTK measure in highway ; coordinate ; methods for definition of coordinate ; one -step method 20 《交通标准化》 2006年第 8期 COMMUNICATIONS STANDARDIZATION. No.8, 2006 图 5 图 4两步法转换 图 3一步法转换 a 必需至少已知 3个点 (可以用少于 3个的已知 点进行转换,但这样的结果不可信,故不推荐这 种做法 在两个坐标系统中的平面位置和高程; b 需要已知地方椭球和地图投影 (或大地水 准面 ;
c 点位的水平位置和高程不能分别处理,故 用来求转换参数的点的平面位置和高程都必需已 知。
RTK 测量时经典 3D 转换可以用于任何大小的 区域,但实际上,这种方法受到地方坐标系统完整 性的限制。
2.2一步法转换 一步法坐标转换 (见图 3 可以直接在 WGS 84和 地方格网坐标系间进行转换,不需要已知地方椭球 和投影,因为它不进行尺度和旋转转换计算,可以 混合使用不同类型的已知点、只知平面位置的点、 只知高程的点以及平面位置和高程均为已知的点。
一步法转换由于会发生变形而只能用于有限的 区域。公路 RTK 测量中用投影到某中央子午线上的 平面来替代地球曲面,这导致路线走向为东西向时 变形较大,建议不要用于间隔大于 15km 的区域, 即每隔 15km ,我们应重新选择控制点,再在 GPS 上 采用一步法定义新的坐标系,从而确保 RTK 测量时 得到较精准的测量成果,为设计提供准确的基础资 料。
2.3两步法转换 两步法转换 (见图 4 就是物理点的 WGS 84坐标 经经典 3D 转换成为地方预备格网坐标,再经过 2D 转换变为需要的 “真实的” 格网。
两步法转换有如下特点: