◆測(cè)地型GPS測(cè)地型接收機(jī)主要用于精密大地測(cè)量和精密工程測(cè)量

1、測(cè)地型GPS測(cè)地型接收機(jī)主要用于精密大地測(cè)量和精密工程測(cè)量。這類儀器主要采用載波相位觀測(cè)值 進(jìn)行相對(duì)定位，定位精度高。儀器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格較貴。根據(jù)使用用途和精度，又分為靜態(tài)（單頻）接收機(jī)和動(dòng)態(tài)（雙頻）接收機(jī)即RTK. 目前，在GPS技術(shù)開發(fā)和實(shí)際應(yīng)用方面，國際上較為知名的生產(chǎn)廠商有美國Trimble（天寶）導(dǎo)航公司、瑞士Leica Geosystems（徠卡測(cè)量系統(tǒng)）、日本TOPCON（拓普康）公司，國內(nèi)廠家主要有南方測(cè)繪、中海達(dá)、華測(cè)、科力達(dá)等。 南方測(cè)繪的GPS接收機(jī)產(chǎn)品主要有RTK S82、S86、S82-1、S86-T、藍(lán)牙靜態(tài)GPS等。其中S82-T采用一體化設(shè)計(jì)，集成GPS天線、U

2、HF數(shù)據(jù)鏈、BD970、天寶嵌入式定位技術(shù)、即插即用式U盤設(shè)計(jì)、藍(lán)牙通訊模塊、鋰電池，其RTK定位精度：平面±（1cm+1ppm），垂直±（2cm+1ppm）；靜態(tài)后處理精度：平面±（2.5mm+1ppm），垂直±（5mm+1ppm）；單機(jī)定位精度：1.5m(CEP)；碼差分定位精度：0.45m(CEP)。 中海達(dá)測(cè)繪的GPS接收機(jī)產(chǎn)品主要包括靜態(tài)一體化接收機(jī)HD-8200G和GD-8200X，其中HD-8200G配備有無線遙控器，可遠(yuǎn)距離查看衛(wèi)星狀況等關(guān)鍵信息，8200X配備有語音導(dǎo)航功能，可通過面板直接設(shè)置靜態(tài)采集關(guān)鍵參數(shù)衛(wèi)星高度角和采樣間隔。RTK

3、產(chǎn)品主要有珠峰HD-5800、V8 CORS RTK、V8 GNSS RTK。RTK作業(yè)精度：靜態(tài)后處理精度： 平面：±2.5mm1ppm，高程：±5.0mm1ppm，RTK定位精度： 平面：±1cm1ppm，高程：±2cm1ppm，碼差分定位精度：0.45m（CEP），單機(jī)定位精度：1.5m（CEP）。V8具有八大創(chuàng)新技術(shù)。 華測(cè)的GPS接收機(jī)產(chǎn)品主要有X60CORS、X20單頻接收機(jī)、X90一體化RTK、X60雙頻接收機(jī)等。國內(nèi)通過中華人民共和國制造計(jì)量器具許可證獲得的精度最高的產(chǎn)品，其中，X90為28通道雙頻GPS接收機(jī)，集成雙頻GPS接收機(jī)、雙頻

4、測(cè)量型GPS天線、UHF無線電、進(jìn)口藍(lán)牙模塊和電池，動(dòng)態(tài)精度：水平10mm+1ppm，垂直20mm+1ppm；靜態(tài)精度：水平5mm+1ppm，垂直10mm+1ppm，能達(dá)到1030公里的作用范圍（因?qū)嶋H地域情況有所差別），既可以承受從3米高度跌落到堅(jiān)硬的地面，也可浸入水下1米深處進(jìn)行測(cè)量。X90具有靜態(tài)、快速靜態(tài)、RTK、PPK、碼差分等多種測(cè)量模式，精度范圍為毫米級(jí)到亞米級(jí)。 而且可與天寶，徠卡等主流品牌聯(lián)合作業(yè)。 科力達(dá)GPS是一個(gè)新興品牌，主要型號(hào)有風(fēng)云K9和靜態(tài)K7。科力達(dá)風(fēng)云K9雙頻RTK GPS接收機(jī)帶電池重量0.8kg，為國內(nèi)最輕一款GPS接收機(jī)，采用密封橡膠圈設(shè)計(jì)，防塵防水等級(jí)

5、達(dá)到IP67。堅(jiān)固輕便的外殼，抗2米自然跌落，2W低功耗，數(shù)據(jù)更新率高達(dá)20Hz，信號(hào)重捕獲：0.51.0秒。靜態(tài)精度：平面±3mm+1ppm，高程±5mm+1ppm；RTK精度：平面±1cm+1ppm，高程±2cm+1ppm；碼差分定位精度：0.45m（CEP）；單機(jī)定位精度：1.5m（CEP）。采用PAC和Vision 相關(guān)技術(shù)，能夠有效消除來自天線附近或強(qiáng)多路徑干擾環(huán)境下的多路徑干擾信號(hào)，具有高精度、高可靠性和高數(shù)據(jù)采樣率的特點(diǎn)，經(jīng)升級(jí)可支持俄羅斯的GLONASS衛(wèi)星定位系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)GPS+GLONASS雙星系統(tǒng)定位能力。 用EXCEL完成GPS

6、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的簡易方法EXCEL轉(zhuǎn)換GPS坐標(biāo)#e#摘要對(duì)利用EXCEL電子表格進(jìn)行高斯投影換算的方法進(jìn)行了較詳細(xì)的介紹，對(duì)如何進(jìn)行GPS坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換進(jìn)行了分析，提出了一種簡單實(shí)用的坐標(biāo)改正轉(zhuǎn)換方法，介紹了用EXCEL完成轉(zhuǎn)換的思路。 關(guān)鍵字電子表格；GPS；坐標(biāo)轉(zhuǎn)換作為尖端技術(shù)GPS，能方便快捷性地測(cè)定出點(diǎn)位坐標(biāo)，無論是操作上還是精度上，比全站儀等其他常規(guī)測(cè)量設(shè)備有明顯的優(yōu)越性。隨著我國各地GPS差分臺(tái)站的不斷建立以及美國SA政策的取消，使得單機(jī)定位的精度大大提高，有的已經(jīng)達(dá)到了亞米級(jí)精度，能夠滿足國土資源調(diào)查、土地利用更新、遙感監(jiān)測(cè)、海域使用權(quán)清查等工作的應(yīng)用。在一般情況下，我們使用的是1954

7、年北京坐標(biāo)系或1980年西安坐標(biāo)系（以下分別簡稱54系和80系），而GPS測(cè)定的坐標(biāo)是WGS-84坐標(biāo)系坐標(biāo)，需要進(jìn)行坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換。對(duì)于非測(cè)量專業(yè)的工作人員來說，雖然GPS定位操作非常容易，但坐標(biāo)轉(zhuǎn)換則難以掌握，EXCEL是比較普及的電子表格軟件，能夠處理較復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算，用它來進(jìn)行GPS坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、面積計(jì)算會(huì)非常輕松自如。要進(jìn)行坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換，離不開高斯投影換算，下面分別介紹用EXCEL進(jìn)行換算的方法和GPS坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法。 一、用EXCEL進(jìn)行高斯投影換算從經(jīng)緯度BL換算到高斯平面直角坐標(biāo)XY（高斯投影正算），或從XY換算成BL（高斯投影反算），一般需要專用計(jì)算機(jī)軟件完成，在目前流行的換算軟件中，存

8、在一個(gè)共同的不足之處，就是靈活性較差，大都需要一個(gè)點(diǎn)一個(gè)點(diǎn)地進(jìn)行，不能成批量地完成，給實(shí)際工作帶來許多不便。筆者發(fā)現(xiàn)，用EXCEL可以很直觀、方便地完成坐標(biāo)換算工作，不需要編制任何軟件，只需要在EXCEL的相應(yīng)單元格中輸入相應(yīng)的公式即可。下面以54系為例，介紹具體的計(jì)算方法。 專業(yè)的3S站 完成經(jīng)緯度BL到平面直角坐標(biāo)XY的換算，在EXCEL中大約需要占用21列，當(dāng)然讀者可以通過簡化計(jì)算公式或考慮直觀性，適當(dāng)增加或減少所占列數(shù)。在EXCEL中，輸入公式的起始單元格不同，則反映出來的公式不同，以公式從第2行第1列（A2格）為起始單元格為例，各單元格的公式如下： 單元格單元格內(nèi)容說明A2輸入中央子

9、午線，以度.分秒形式輸入，如115度30分則輸入115.30 專業(yè)的3S站 起算數(shù)據(jù)L0B2=INT(A2)+(INT(A2*100)-INT(A2)*100)/60+(A2*10000-INT(A2*100)*100)/3600把L0化成度C2以度小數(shù)形式輸入緯度值，如38°1420則輸入38.1420 中國3S吧 起算數(shù)據(jù)BD2以度小數(shù)形式輸入經(jīng)度值起算數(shù)據(jù)LE2=INT(C2)+(INT(C2*100)-INT(C2)*100)/60+(C2*10000-INT(C2*100)*100)/3600把B化成度 中國3S吧 F2=INT(D2)+(INT(D2*100)-INT(D

10、2)*100)/60+(D2*10000-INT(D2*100)*100)/3600把L化成度用EXCEL完成GPS坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的簡易方法二#e#G2=F2-B2L-L0H2=G2/57.2957795130823化作弧度I2=TAN(RADIANS(E2)Tan(B)J2=COS(RADIANS(E2)COS(B)K2=0.006738525415*J2*J2 L2=I2*I2 M2=1+K2 N2=6399698.9018/SQRT(M2) O2=H2*H2*J2*J2 P2=I2*J2 Q2=P2*P2 R2=(32005.78006+Q2*(133.92133+Q2*0.7031) S2=

11、6367558.49686*E2/57.29577951308-P2*J2*R2+(L2-58)*L2+61)*O2/30+(4*K2+5)*M2-L2)*O2/12+1)*N2*I2*O2/2計(jì)算結(jié)果XT2=(L2-18)*L2-(58*L2-14)*K2+5)*O2/20+M2-L2)*O2/6+1)*N2*(H2*J2)計(jì)算結(jié)果Y表中公式的來源及EXCEL軟件的操作方法，請(qǐng)參閱有關(guān)資料，這里不再贅述。按上面表格中的公式輸入到相應(yīng)單元格后，就可方便地由經(jīng)緯度求得平面直角坐標(biāo)。當(dāng)輸入完所有的經(jīng)緯度后，用鼠標(biāo)下拉即可得到所有的計(jì)算結(jié)果。表中的許多單元格公式為中間過程，可以用EXCEL的列隱藏功

12、能把這些沒有必要顯示的列隱藏起來，表面上形成標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算報(bào)表，使整個(gè)計(jì)算表簡單明了。從理論上講，可計(jì)算的數(shù)據(jù)量是無限的，當(dāng)?shù)谝淮屋斎牍胶?，相?dāng)于自己完成了一軟件的編制，可另存起來供今后重復(fù)使用，一勞永逸。二、GPS坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法與面積計(jì)算GPS所采用的坐標(biāo)系是美國國防部1984世界坐標(biāo)系，簡稱WGS-84，它是一個(gè)協(xié)議地球參考系，坐標(biāo)系原點(diǎn)在地球質(zhì)心。GPS的測(cè)量結(jié)果與我國的54系或80系坐標(biāo)相差幾十米至一百多米，隨區(qū)域不同，差別也不同，經(jīng)粗落統(tǒng)計(jì)，我國西部相差70米左右，東北部140米左右，南部75米左右，中部45米左右。由此可見，必須將WGS-84坐標(biāo)進(jìn)行坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換才能供標(biāo)圖使用。坐標(biāo)系之間

13、的轉(zhuǎn)換一般采用七參數(shù)法或三參數(shù)法，其中七參數(shù)為X平移、Y平移、Z平移、X旋轉(zhuǎn)、Y旋轉(zhuǎn)、Z旋轉(zhuǎn)以及尺度比參數(shù)，若忽略旋轉(zhuǎn)參數(shù)和尺度比參數(shù)則為三參數(shù)方法，三參數(shù)法為七參數(shù)法的特例。這里的Z、Y、Z是空間大地直角坐標(biāo)系坐標(biāo)，為轉(zhuǎn)換過程的中間值。在實(shí)際工作中我們常用的是平面直角坐標(biāo)，是否可以跳過空間直角坐標(biāo)系，省略復(fù)雜的運(yùn)算，進(jìn)行簡單轉(zhuǎn)換呢？為此，筆者進(jìn)行了長期的實(shí)踐，證明是可行的。其在原理是：不把GPS所測(cè)定的WGS-84坐標(biāo)當(dāng)作WGS-84坐標(biāo)，而是當(dāng)作具有一定系統(tǒng)性誤差的54系坐標(biāo)值，然后通過國家已知點(diǎn)糾正，消除該系統(tǒng)誤差。我們暫把該方法稱作坐標(biāo)改正法，下面以WGS-84坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成54系坐標(biāo)為例

14、，介紹數(shù)據(jù)處理方法：首先，在測(cè)區(qū)附近選擇一國家已知點(diǎn)，在該已知點(diǎn)上用GPS測(cè)定WGPS-84坐標(biāo)系經(jīng)緯度B和L，把此坐標(biāo)視為有誤差的54系坐標(biāo)，利用54系EXCEL將經(jīng)緯度BL轉(zhuǎn)換成平面直角坐標(biāo)XY，然后與已知坐標(biāo)比較則可計(jì)算出偏移量：X=XXY=YY 式中的X、Y為國家控制點(diǎn)的已知坐標(biāo)，X、Y為測(cè)定坐標(biāo)，X和Y為偏移量。 求得偏移量后，就可以用此偏移量糾正測(cè)區(qū)內(nèi)的其他測(cè)量點(diǎn)了。把其他GPS測(cè)量點(diǎn)的經(jīng)緯度測(cè)量值，轉(zhuǎn)換成平面坐標(biāo)XY，在此XY坐標(biāo)值上直接加上偏移值就得到了轉(zhuǎn)換后的54系坐標(biāo)： X=X+XY=Y+Y 中國3S吧 在上述EXCEL計(jì)算表的最后兩列，附加上求得的改正數(shù)并分別與計(jì)算出來的

15、XY相加后，即得到轉(zhuǎn)換結(jié)果。若測(cè)量路線是一閉合區(qū)域的話，可把計(jì)算結(jié)果按路線順序排列起來，再輸入相應(yīng)的計(jì)算公式，即可計(jì)算出該區(qū)域的面積。有關(guān)用坐標(biāo)計(jì)算面積的原理與公式，這里不再敘述，讀者可參閱有關(guān)資料。需要說明的是，面積的計(jì)算精度基本上不受坐標(biāo)轉(zhuǎn)換精度的影響，若只需要求算面積的話，可不進(jìn)行坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換這一步，只需要把BL化成XY就行了。 就1：1萬比例尺成圖而言，在一般的縣行政區(qū)范圍內(nèi)（如40Km×40Km），用此簡單的坐標(biāo)改正法進(jìn)行轉(zhuǎn)換與較復(fù)雜的七參數(shù)法沒有多大差別。能否滿足1：1萬比例尺變更調(diào)查的要求，主要取決于GPS接收機(jī)本身的精度，與轉(zhuǎn)換方法的選擇關(guān)系不大。當(dāng)面積較大時(shí)，使用該方

16、法可能會(huì)使誤差增大，這時(shí)可考慮分區(qū)域轉(zhuǎn)換。GPS在地形、地籍及房地產(chǎn)測(cè)量中的應(yīng)用1. 概述 地形測(cè)圖是為城市、礦區(qū)以及為各種工程提供不同比例尺的地形圖，以滿足城鎮(zhèn)規(guī)劃和各種經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要。地籍及房地產(chǎn)測(cè)量是精確測(cè)定土地權(quán)屬界址點(diǎn)的位置，同時(shí)測(cè)繪供土地和房產(chǎn)管理部門使用的大比例尺的地籍平面圖和房產(chǎn)圖，并量算土地和房屋面積。用常規(guī)的測(cè)圖方法（如用經(jīng)緯儀、測(cè)距儀等）通常是先布設(shè)控制網(wǎng)點(diǎn)，這種控制網(wǎng)一般是在國家高等級(jí)控制網(wǎng)點(diǎn)的基礎(chǔ)上加密次級(jí)控制網(wǎng)點(diǎn)。最后依據(jù)加密的控制點(diǎn)和圖根控制點(diǎn)，測(cè)定地物點(diǎn)和地形點(diǎn)在圖上的位置并按照一定的規(guī)律和符號(hào)繪制成平面圖。GPS新技術(shù)的出現(xiàn)，可以高精度并快速地測(cè)定各級(jí)控制點(diǎn)的

17、坐標(biāo)。特別是應(yīng)用RTK新技術(shù)，甚至可以不布設(shè)各級(jí)控制點(diǎn)，僅依據(jù)一定數(shù)量的基準(zhǔn)控制點(diǎn)，便可以高精度并快速地測(cè)定界址點(diǎn)、地形點(diǎn)、地物點(diǎn)的坐標(biāo)，利用測(cè)圖軟件可以在野外一次測(cè)繪成電子地圖，然后通過計(jì)算機(jī)和繪圖儀、打印機(jī)輸出各種比例尺的圖件。應(yīng)用RTK技術(shù)進(jìn)行定位時(shí)要求基準(zhǔn)站接收機(jī)實(shí)時(shí)地把觀測(cè)數(shù)據(jù)（如偽距或相位觀測(cè)值）及已知數(shù)據(jù)（如基準(zhǔn)站點(diǎn)坐標(biāo)）實(shí)時(shí)傳輸給流動(dòng)站GPS接收機(jī)，流動(dòng)站快速求解整周模糊度，在觀測(cè)到四顆衛(wèi)星后，可以實(shí)時(shí)地求解出厘米級(jí)的流動(dòng)站動(dòng)態(tài)位置。這比GPS靜態(tài)、快速靜態(tài)定位需要事后進(jìn)行處理來說，其定位效率會(huì)大大提高。故RTK技術(shù)一出現(xiàn)，其在測(cè)量中的 應(yīng)用立刻受到人們的重視和青睞。 2. R

18、TK技術(shù)用于各種控制測(cè) 常規(guī)控制測(cè)量如三角測(cè)量、導(dǎo)線測(cè)量，要求點(diǎn)間通視，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，而且精度不均勻，外業(yè)中不知道測(cè)量成果的精度。GPS靜態(tài)、快速靜態(tài)相對(duì)定位測(cè)量無需點(diǎn)間通視能夠高精度地進(jìn)行各種控制測(cè)量，但是需要時(shí)候進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，不能實(shí)時(shí)定位并知道定位精度，內(nèi)業(yè)理后發(fā)現(xiàn)精度不合要求必須返工測(cè)量。而用RTK技術(shù)進(jìn)行控制測(cè)量既能實(shí)時(shí)知道定位結(jié)果，又能實(shí)時(shí)知道定位精度。這樣可以大大提高作業(yè)效率。應(yīng)用RTK技術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)定位可以達(dá)到厘米級(jí)的精度，因此，除了高精度的控制測(cè)量仍采用GPS靜態(tài)相對(duì)定位技術(shù)之外，RTK技術(shù)即可用于地形測(cè)圖中的控制測(cè)量，地籍和房地產(chǎn)測(cè)量中的控制測(cè)量和界址點(diǎn)點(diǎn)位的測(cè)量。地形測(cè)圖一般是首先根據(jù)控制點(diǎn)加密圖根控制點(diǎn)，然后在圖根控制點(diǎn)上用經(jīng)緯儀測(cè)圖法 或平板儀測(cè)圖法測(cè)繪地形圖。近幾年發(fā)展到用全球儀和電子手簿采用地物編碼的方法，利用 測(cè)圖軟件測(cè)繪地形圖。但都要求測(cè)站點(diǎn)與被測(cè)的周圍地物地貌等碎部點(diǎn)之間通視，而且至少 要求2-3人操作。采用RTK技術(shù)進(jìn)行測(cè)圖時(shí)，僅需一人背著儀器在要測(cè)的碎部點(diǎn)上呆上一、二秒鐘并同時(shí) 輸入特征編碼，通過電子手簿或便攜微