RTK技術(shù)原理與坐標(biāo)轉(zhuǎn)換

1、RTKM術(shù)原理與坐標(biāo)轉(zhuǎn)換以合眾思?jí)压疽诇y(cè)E650U為例，對(duì)RTK乍業(yè)需注意的事項(xiàng)作一下介紹。根據(jù)RTK的原理，參考站和流動(dòng)站直接采集的都為WGS8或標(biāo)，參考站一般以一個(gè)WGS8處標(biāo)作為起始值來(lái)發(fā)射，流動(dòng)站同步接收WGS8坐標(biāo)并通過(guò)電臺(tái)來(lái)接收參考站的數(shù)據(jù)，條件滿(mǎn)足后就可達(dá)到固定解，流動(dòng)站就可實(shí)時(shí)得到高精度的相對(duì)于參考站的WGS84E維坐標(biāo)，這樣就保證了參考站與流動(dòng)站之間的測(cè)量精度。如果要符合到已有的已知點(diǎn)上，需要把原坐標(biāo)系統(tǒng)和現(xiàn)有坐標(biāo)系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換參數(shù)求出。在E650U應(yīng)用中，轉(zhuǎn)換參數(shù)大概分為三參數(shù)、四參數(shù)、七參數(shù)和擬合參數(shù)，這些參數(shù)全部體現(xiàn)在E650U的采集手簿即E-Survey上。三參數(shù)是

2、通過(guò)一個(gè)已知點(diǎn)來(lái)校正，求出WGS8坐標(biāo)系統(tǒng)的坐標(biāo)值與實(shí)際應(yīng)用坐標(biāo)值的三維差值，即AX、AY、AHlo三參數(shù)從原理上說(shuō)參考站每次開(kāi)機(jī)都需要重新校正，如果參考站架設(shè)在同一地點(diǎn)，且每次開(kāi)機(jī)發(fā)射的WGS8或標(biāo)都已經(jīng)通過(guò)設(shè)置來(lái)固定，那么三參數(shù)就不需要再重新求。E-Survey軟件可以設(shè)置為參考站發(fā)射坐標(biāo)固定，這種方法因局限于參考站每次只能架設(shè)在同一個(gè)點(diǎn)上，因此很少采用。所以每次開(kāi)機(jī)校正一次是最常用的方法，這種方法參考站可以在已知點(diǎn)上，也可以在位置點(diǎn)上，但每次都需要一個(gè)已知點(diǎn)。如果參考站在已知點(diǎn)，那么流動(dòng)站可以在任何地方輸入?yún)⒖颊咀鴺?biāo)來(lái)校正；參考站在未知點(diǎn)，流動(dòng)站必須到已知點(diǎn)上輸入流動(dòng)站坐標(biāo)進(jìn)行校正。對(duì)于

3、參考站在測(cè)量中位置不動(dòng)而偶爾關(guān)機(jī)的情況（如電量耗盡），E650U提供了一鍵設(shè)置基準(zhǔn)站功能，再次開(kāi)機(jī)時(shí)，主機(jī)會(huì)按照上次的參數(shù)設(shè)置基準(zhǔn)站，流動(dòng)站和基準(zhǔn)站通訊之后，不需要再重新校正?？梢钥吹?，三參數(shù)只是一個(gè)點(diǎn)的三維改正值，它默認(rèn)了使用點(diǎn)所在的坐標(biāo)系與WGS8坐標(biāo)系北方向是一致的，但實(shí)際情況并非如此，隨著距離的增大RTK測(cè)量結(jié)果會(huì)和已知坐標(biāo)系產(chǎn)生越來(lái)越大的偏移量，誤差也會(huì)越大，所以采用標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系時(shí)這種方法僅限于1km左右的測(cè)量范圍。當(dāng)然如果是假定近似直角坐標(biāo)就沒(méi)有這種距離限制，因?yàn)橥ǔ＜俣ǖ淖鴺?biāo)北方向與WGS84y向是一致的。四參數(shù)和七參數(shù)并不是一個(gè)概念，四參數(shù)是同一橢球不同坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換參數(shù)，表示

4、為AX、AY、A（旋轉(zhuǎn)角）、K（尺度比），七參數(shù)是兩個(gè)不同橢球之間的轉(zhuǎn)換參數(shù)，表示為AX、AY、AZ、%、（3、丫、三個(gè)平移、三個(gè)旋轉(zhuǎn)和一個(gè)尺度參數(shù)，是不嚴(yán)密的。四參數(shù)和七參數(shù)是不能同時(shí)使用的，兩者只能選其一，那么在具體測(cè)量時(shí)怎么確定這兩種參數(shù)是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。RTK接測(cè)量的坐標(biāo)是屬于WGS8坐標(biāo)系，我們通常用的是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系統(tǒng)，比如1954年北京坐標(biāo)系，兩者并不是一個(gè)橢球，那么原則上講需要七參數(shù)才可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)橢球的轉(zhuǎn)換，我們才有可能采集到54坐標(biāo)。但在不能精確求取七參數(shù)的情況下，E-Survey是把WGS84勺原始經(jīng)緯度作為北京54的經(jīng)緯度處理，這樣一來(lái)就可以通過(guò)采集兩個(gè)或兩個(gè)以上的北京54

5、已知點(diǎn)來(lái)求取四參數(shù)。E-Survey提供了兩種求取四參數(shù)的方法：一是利用室內(nèi)點(diǎn)校正，即在未到現(xiàn)場(chǎng)的情況下，在點(diǎn)校正菜單中，選取數(shù)據(jù)庫(kù)中的控制點(diǎn)，并且輸入對(duì)應(yīng)的WGS8坐標(biāo)，軟件就會(huì)自動(dòng)計(jì)算出四參數(shù)并給出點(diǎn)位精度；另一種方法就是利用現(xiàn)場(chǎng)點(diǎn)校正，即在指定的控制點(diǎn)進(jìn)行坐標(biāo)聯(lián)測(cè)，一般聯(lián)測(cè)兩個(gè)以上點(diǎn)就可以求出四參數(shù)，并自動(dòng)啟用。七參數(shù)的求解方法一般是靠做控制測(cè)量即靜態(tài)測(cè)量。E650U靜態(tài)測(cè)量的數(shù)據(jù)導(dǎo)入平差軟件進(jìn)行處理后，軟件會(huì)自動(dòng)求出七參數(shù)，在做RTK»量時(shí)可以直接輸入使用。七參數(shù)相對(duì)于四參數(shù)來(lái)說(shuō)可以認(rèn)為是更準(zhǔn)確、精度更高，有條件的話盡量使用七參數(shù)。擬合參數(shù)是指高程擬合參數(shù)，在需要高精度的正常

6、高高程值時(shí)，用RTK測(cè)量必須合理地求解高程擬合面，這樣才能滿(mǎn)足一般作業(yè)要求。GP瀚態(tài)測(cè)量高程最高可以達(dá)到三等水準(zhǔn)的精度，做RTK時(shí)為四等或四等以外，它的前提是必須有高精度的高程擬合面。求擬合參數(shù)實(shí)際上就是求一個(gè)區(qū)域高程異常的過(guò)程，E-Survey提供了計(jì)算高程擬合參數(shù)的方法，在利用控制點(diǎn)坐標(biāo)庫(kù)求四參數(shù)時(shí)，如果帶有高程的已知點(diǎn)個(gè)數(shù)達(dá)到6個(gè)或更多，那么軟件會(huì)另外計(jì)算高程擬合參數(shù)并自動(dòng)啟用。以上是求參數(shù)的方法，在實(shí)際工作中，轉(zhuǎn)換參數(shù)是一個(gè)很重要的問(wèn)題，所以一定要正確求取，最好留一些點(diǎn)進(jìn)行檢查，以實(shí)時(shí)把握參數(shù)的精度。具體求參數(shù)時(shí)主要是對(duì)已知點(diǎn)的要求比較多，有以下幾個(gè)方面：1、控制點(diǎn)的數(shù)量應(yīng)足夠。一般來(lái)講，平面控制應(yīng)至少三個(gè)，高程控制應(yīng)根據(jù)地形地貌條件，數(shù)量要求會(huì)更多（比如6個(gè)或以上）以確保擬合精度要求。2、控制點(diǎn)的控制范圍和分布的合理性?？刂品秶鷳?yīng)以能夠覆蓋整個(gè)工區(qū)為原則，一般情況下，相鄰控制點(diǎn)之間點(diǎn)的距離在3km-5km，所謂分布的合理性主要是指控制點(diǎn)分布的均勻性，當(dāng)然控制點(diǎn)是越多越好。3、已知點(diǎn)少時(shí)，點(diǎn)位決定精度。如果只有兩點(diǎn)情況下，兩已知點(diǎn)距離不應(yīng)太近，一般情況下作用范圍不應(yīng)超過(guò)兩點(diǎn)距離的1.5倍；另外兩已知點(diǎn)也不應(yīng)在象限方向上，即不應(yīng)在東西或南北方向，應(yīng)存在一定的偏角。4、控制點(diǎn)精度統(tǒng)一。用于求參數(shù)的