gps點校正知識.doc

點校正就是求出WGS-84和當(dāng)?shù)仄矫嬷苯亲鴺?biāo)系統(tǒng)之間的數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換關(guān)系（轉(zhuǎn)換參數(shù)）。在工程應(yīng)用中使用GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)是WGS-84坐標(biāo)系數(shù)據(jù)，而目前我們測量成果普遍使用的是以1954年北京坐標(biāo)系或是地方（任意|當(dāng)?shù)兀┆毩⒆鴺?biāo)系為基礎(chǔ)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。因此必須將WGS-84坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到BJ-54坐標(biāo)系或地方（任意）獨立坐標(biāo)系。坐標(biāo)系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換可以利用現(xiàn)有的七參數(shù)或三參數(shù)，也可以利用華測測地通軟件進行點校正求四參數(shù)和高程擬合。單點校正：利用一個點的WGS84坐標(biāo)和當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)可以求出3個平移參數(shù)，旋轉(zhuǎn)為零，比例因子為1。在不知道當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)、比例因子的情況下，單點校正的精度無法保障，控制范圍更無法確定。因此建議盡量不要使用這種方式。兩點校正：可求出3個坐標(biāo)平移參數(shù)、旋轉(zhuǎn)和比例因子，各殘差都為零。比例因子至少在0.9999*至1.0000*之間，超過此數(shù)值，精度容易出問題或者已知點有問題；旋轉(zhuǎn)的角度一般都比較小，都在度以下，如果旋轉(zhuǎn)上百度，就要注意是不是已知點有問題三點校正：三個點做點校正，有水平殘參，無垂直殘差。四點校正：四個點做點校正，既有水平殘參，也有垂直殘差。點校正時的注意事項：1、已知點最好要分布在整個作業(yè)區(qū)域的邊緣，能控制整個區(qū)域，并避免短邊控制長邊。例如，如果用四個點做點校正的話，那么測量作業(yè)的區(qū)域最好在這四個點連成的四邊形內(nèi)部；2、一定要避免已知點的線形分布。例如，如果用三個已知點進行點校正，這三個點組成的三角形要盡量接近正三角形，如果是四個點，就要盡量接近正方形，一定要避免所有的已知點的分布接近一條直線，這樣會嚴(yán)重的影響測量的精度，特別是高程精度；3、如果在測量任務(wù)里只需要水平的坐標(biāo)，不需要高程，建議用戶至少要用兩個點進行校正，但如果要檢核已知點的水平殘差，那么至少要用三個點；如果既需要水平坐標(biāo)又需要高程，建議用戶至少用三個點進行點校正，但如果要檢核已知點的水平殘差和垂直殘差，那么至少需要四個點進行校正；4、注意坐標(biāo)系統(tǒng)，中央子午線，投影面（特別是海拔比較高的地方），控制點與放樣點是否是一個投影帶；5、已知點之間的匹配程度也很重要，比如GPS觀測的已知點和國家的三角已知點，如果同時使用的話，檢核的時候水平殘差有可能會很大的；6、如果有3個以上的點作點校正，檢查一下水平殘差和垂直殘差的數(shù)值，看其是否滿足用戶的測量精度要求，如果殘差太大，殘差不要超過2厘米，如果太大先檢查已知點輸入是否有誤，如果無誤的話，就是已知點的匹配有問題，要更換已知點了；7、對于高程要特別注意控制點的線性分布（幾個控制點分布在一條線上），特別是做線路工程，參與校正的高程點建議不要超過2個點（即在校正時，校正方法里不要超過兩個點選垂直平差的）。8、如果一個區(qū)域比較大，控制點比較多，要分區(qū)做校正，不要一個區(qū)域十幾個點或更多的點全部參與校正。9、注意一個區(qū)域只做一次點校正即可，后面的再測量只需要重設(shè)當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)即可。在同一地區(qū)進行多天作業(yè)，這是使用RTK最為常見的問題，較多數(shù)人是每天都到已知點上去校正，其實這種方式在RTK剛出來的時候才這樣做，隨著GPS測量技術(shù)的發(fā)展，南方公司在常規(guī)的四參數(shù)、七參數(shù)校正中，增加了一個單點校正參數(shù)，其實這個校正參數(shù)就是我們的三參數(shù)。我們知道，七參數(shù)可進行兩個坐標(biāo)系之間的完全轉(zhuǎn)換，包括平面與高程，而四參數(shù)，只是進行了平面的有效轉(zhuǎn)換。在實際工作中，我們經(jīng)常會用到兩個已知點來進行校正后測量，就是計算我們的這個四參數(shù)，而對于高程，它的改正是在我們的校正參數(shù)里。也就是說，當(dāng)我們校正第一個已知點的時候，是將GPS坐標(biāo)系與已知坐標(biāo)系進行了一個坐標(biāo)平移，求得x,y,h增量，得到我們的三參數(shù)，在手薄中，可查看此校正參數(shù)。當(dāng)新建工程還為校正時,此校正參數(shù)中的x,y,h都為0,當(dāng)校正第二點的時候，軟件實際是利用這兩個點自動計算出了四參數(shù)并加載到我們四參數(shù)選項中，去查看校正參數(shù)，你會發(fā)現(xiàn)其中x,y都為0,h還有一個改正值。這是因為x,y已知參與計算并最終計算出了四參數(shù)，所以在校正參數(shù)x,y都為0,在四參數(shù)中沒有高程改正，所以高程改正還會在這里顯示，并且在這一地區(qū)作業(yè)都將以這個高程改正為基準(zhǔn)來改正其它的測量點高程。我們弄明白了單點校正與兩點校正各自的參數(shù)后，對于同一地區(qū)多天作業(yè)我們也就大致知道怎么做了。有一部分剛接觸RTK測量的人員，他們說我第一天基站架在某一點上，第二天還架在那里，把儀器的高度也調(diào)成那么昨天的高度，不就可以用了嗎，其實這是犯了一個很嚴(yán)重的錯誤。當(dāng)然，如果不改變基站位置不操作校正，也是可以的，但必須有其它的設(shè)置，在以后的文章中再詳說。因為在所有南方RTK中，給用戶講使用時，最常用的是自動啟動基準(zhǔn)站（因為這種方式最為方便，開機就可以了），也就是在基準(zhǔn)站中軟件設(shè)定了當(dāng)PDOP小于3的時候(詳見操作說明書)自動啟動基準(zhǔn)站，我們知道，利用RTK單點定位的精度是在3到5米，也就是說，當(dāng)基準(zhǔn)站啟動的時候，它是自動拾取了一個參考坐標(biāo)并計算改正值，針對于該地區(qū)與已知點的轉(zhuǎn)換都是通過移動站來完成的。哪怕是你把基站儀器位置及高度都與前一天設(shè)為完全一樣，而當(dāng)啟動時儀器拾取的坐標(biāo)也是有差值的，這個差值也就是3-5米。所以這種操作方法不行，誤差太大。那怎么才能更加簡便地操作呢？其實，在第一天的工作中，我們已經(jīng)計算出了兩個坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換參數(shù)，而這個轉(zhuǎn)換參數(shù)不會因為我們第二天架基準(zhǔn)站而改變?；鶞?zhǔn)站的參考坐標(biāo)發(fā)生了改變，也就是說兩個坐標(biāo)系有所平移，如果我們能計算出這個平移增量，這個問題就解決了。再想想我們第一天校正第一個點的時候，它也是在計算兩個坐標(biāo)系的平移增量，所以，第二天我們就到一個已知點去校正就可以了，這樣系統(tǒng)就會自動計算出昨天這個坐標(biāo)系與今天這個坐標(biāo)系的校正參數(shù)。具體操作1、新建工程(注意：選擇套用,也就是套用昨天工程的四參數(shù)，這樣不用我們輸入四參數(shù))2、檢查四參數(shù)（是否已經(jīng)導(dǎo)入了昨天的參數(shù)）；檢查校正參數(shù)（這里x,y都為0,h有高程改正,將h改為0）3、到其中一已知點（這個已知點可由昨天收工前自行測設(shè)一固定點）操作校正向?qū)?，輸入已知點坐標(biāo)校正。4、查看校正參數(shù)（這步可省略，其中x,y會有平移數(shù)值;h也有改正值,應(yīng)與昨天的差不多）5、檢核坐標(biāo)，到另一已知點（這個已知點也可由昨天收工前自行測設(shè)）檢核是否有誤，一般情況下不會有誤。檢核無誤后，就可以進行第二天的測量了，第三天的測量也是同樣的操作。這樣我們在同一地區(qū)，我們用兩個已知點來進行校正后，第二天的工作就簡單許多，不必再去已知點來回折騰了。其實關(guān)于多天工程的參數(shù)的沿用，在我們工程之星說明書的附錄里也有相關(guān)說明，雖然里面文字較為簡短，但自行琢磨后也能明白其原理。如有不明白的地方可看操作說明書或與我取得聯(lián)系！由于本人文筆不才，有些地方可能敘述得不太清楚，敬請諒解!您的工作方便了，才能證明我們的工作做到位了!隨著工程之星新程序（2007.03.26版）的發(fā)布，在以往坐標(biāo)校正中都采用“校正向?qū)А眮磉M行操作，在前一節(jié)中，我們說了RTK在同一地區(qū)多天作業(yè)的操作（一），前兩天給用戶培訓(xùn)了這個版本，兩個已知點在山頂上，上一次基本上就得半天的時間，如果每天都去校正已知點，這樣顯得效率太低了。而南方的工程之星為多天作業(yè)提供了一系列的功能，我們應(yīng)用戶要求，現(xiàn)在把其中主要的操作方法列出。一、新測區(qū)首次作業(yè)。當(dāng)我們到一個新的測區(qū)時，首選要做的工作就是得到我們坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)，四參數(shù)是最為常見了，以下就以求四參數(shù)步驟再次寫一下。1、基站架設(shè)在未知點。進入工程之星，將手薄聯(lián)通移動站主機，確認(rèn)一切工作正常；2、新建工程工程-新建工程(輸入作業(yè)名、輸入坐標(biāo)系、輸入中央子午線）3、分別到兩個已知點上按A測量（輸入點名、移動站天線高)4、計算四參數(shù)設(shè)置-控制點坐標(biāo)庫(增加已知點坐標(biāo)與測量出的原始坐標(biāo))保存（把增加的數(shù)據(jù)保存了一個轉(zhuǎn)換參數(shù)文件*.cot，以后會用到這個文件）應(yīng)用（系統(tǒng)自動計算出轉(zhuǎn)換參數(shù)添加到系統(tǒng)四參數(shù)中,高程也會自動進行改正）5、檢核數(shù)據(jù)，在其中一個已知上對中整平按A測量保存。雙擊B，調(diào)出剛剛測量的點與已知坐標(biāo)進行比對，一般情況下，誤差都在允許范圍內(nèi)。6、在山下比較好的地方定上兩個以上的固定點，用于我們以后的校正用。7、進行我們其它程序的操作。二、第二次作業(yè)由于前日，我們有了校正參數(shù)文件（*.cot）,并且在有利的地方我們定出兩個以上的點，次日的工作就不必再像前日一樣要測量出已知點的原始數(shù)據(jù)了。A、第一種方法：初學(xué)型1、新建工程（輸入作業(yè)名、坐標(biāo)系、中央子午線）2、導(dǎo)入校正參數(shù)設(shè)置-控制點坐標(biāo)庫-導(dǎo)入(選擇前日所保存的*.cot文件)應(yīng)用（將計算出的轉(zhuǎn)換參數(shù)添加到系統(tǒng)四參數(shù)中）3、單點校正工具-校正向?qū)?由于基站有位置移動，固需要進行單點校正；到我們其中一個已知點或是自行定出的固定點上，輸入當(dāng)前點的坐標(biāo)對中校正)4、到第二個已知點上按A測量，也已知坐標(biāo)進行比對檢核。B、第二種方法：老實型1、打開前日的工程，進