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1、GPS地形測(cè)量中坐標(biāo)系統(tǒng)間轉(zhuǎn)換過(guò)程摘要：常規(guī)的地形測(cè)量是由控制測(cè)量和碎部測(cè)量?jī)刹糠謽?gòu)成。而測(cè)圖方法通常是先設(shè)定局域網(wǎng)，對(duì)該網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制，再對(duì)各控制點(diǎn)進(jìn)行加密處理，來(lái)測(cè)定地物、地貌碎布點(diǎn)的平面位置和高度，最后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和繪制成圖?？刂泣c(diǎn)密度不足、測(cè)站間通視條件差等問(wèn)題通常是影響傳統(tǒng)地形測(cè)量的因素，導(dǎo)致測(cè)量有偏差，效率低下。GPS在測(cè)量領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，本文主要將介紹GPS地形測(cè)量中坐標(biāo)系統(tǒng)間的轉(zhuǎn)換過(guò)程，當(dāng)中也會(huì)主要涉及到所采集到的WGS-84坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成工程所需的坐標(biāo)和GPS-RTK測(cè)量技術(shù)的過(guò)程。關(guān)鍵詞：GPS；坐標(biāo)系統(tǒng)；坐標(biāo)系；轉(zhuǎn)換中圖分類號(hào)：P228.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文
2、章編號(hào)：GPS的概述1.1GPS的發(fā)展GPS即全球定位系統(tǒng)(GlobalPositioning7System)，美國(guó)從1960年就開(kāi)始對(duì)GPS進(jìn)行研制，共耗資200億美元。在20世紀(jì)90年代，美國(guó)就已經(jīng)建立衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)二十多年的發(fā)展，GPS定位系統(tǒng)已經(jīng)在諸如航空、航天、軍事、交通運(yùn)輸、資源勘探、通信氣象等眾多領(lǐng)域有所發(fā)展，并在這些領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用于地形測(cè)量定位系統(tǒng)。追溯GPS在我國(guó)的應(yīng)用和發(fā)展，從最初用于高精度地測(cè)量和控制測(cè)量，建立各種類型和等級(jí)的測(cè)量控制網(wǎng)，發(fā)展到現(xiàn)在運(yùn)用于測(cè)量領(lǐng)域的其它方面，如用于各種類型的工程測(cè)量、變形觀測(cè)、海洋測(cè)量和地理信息系統(tǒng)中地理數(shù)據(jù)的采集等
3、。GPS測(cè)量技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于測(cè)量精度高；儀器體積小，操作簡(jiǎn)便；測(cè)量結(jié)果統(tǒng)一在WGS84坐標(biāo)下，數(shù)據(jù)信息可以自動(dòng)進(jìn)行接收、存儲(chǔ)，有效地避免了過(guò)多的中間處理環(huán)節(jié)、高效益等顯著特點(diǎn),在測(cè)繪領(lǐng)域，該技術(shù)得到廣泛地認(rèn)可。1.2GPS-RTK工作原理GPS-RTK，簡(jiǎn)稱實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)衛(wèi)星全球定位技術(shù)，它的工作原理是：通過(guò)一臺(tái)基準(zhǔn)站和若干臺(tái)移動(dòng)站組成的測(cè)量系統(tǒng)，并使用無(wú)線數(shù)據(jù)將基準(zhǔn)站和移動(dòng)站之間有效地鏈接到一起。移動(dòng)站的正參數(shù)是通過(guò)基準(zhǔn)站的已知數(shù)據(jù)獲得，測(cè)量數(shù)據(jù)則是通過(guò)基準(zhǔn)站和移動(dòng)站同時(shí)接收衛(wèi)星信號(hào)得到，同時(shí)基準(zhǔn)站又把測(cè)量修正參數(shù)通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)傳遞到移動(dòng)站，測(cè)量數(shù)據(jù)在移動(dòng)站得到改正而獲得所需要的測(cè)量
4、數(shù)據(jù)，通過(guò)這一方式使各種測(cè)量工作可以實(shí)時(shí)、方便、快捷地進(jìn)行。GPS—RTK數(shù)據(jù)處理實(shí)際上是單基線處理基準(zhǔn)站和移動(dòng)站之間的數(shù)據(jù)處理過(guò)程[1]。7GPS-RTK技術(shù)實(shí)質(zhì)是實(shí)時(shí)載波相位差分處理的技術(shù)，是將兩個(gè)測(cè)點(diǎn)載波相位觀測(cè)量進(jìn)行實(shí)時(shí)處理的差分方法，它一般分為差分法和修正法。用戶接收到由基準(zhǔn)站采集的載波相位,然后進(jìn)行求差解算坐標(biāo)，這一方法稱為差分法。而修正法中用戶接收到的是基準(zhǔn)站載波相位修正值，該項(xiàng)數(shù)據(jù)是將載波相位進(jìn)行修正后，傳送給用戶的。運(yùn)動(dòng)中的流動(dòng)站實(shí)時(shí)通過(guò)無(wú)線電接收到基準(zhǔn)站所測(cè)量的載波相位觀測(cè)值、偽距觀測(cè)值、基準(zhǔn)站坐標(biāo)等，最后流動(dòng)站處理無(wú)線電接收基準(zhǔn)站發(fā)射的信息，實(shí)時(shí)的將載波相
5、位觀測(cè)值進(jìn)行差分處理，最終得到基準(zhǔn)站和流動(dòng)站坐標(biāo)差。每個(gè)點(diǎn)的WGS-84坐標(biāo)即坐標(biāo)差加上基準(zhǔn)站坐標(biāo),是利用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)而得到的流動(dòng)站每個(gè)點(diǎn)的空間坐標(biāo)。2.GPS測(cè)量常用的坐標(biāo)系統(tǒng)及其轉(zhuǎn)換2.1GPS測(cè)量的常用坐標(biāo)系統(tǒng)下面簡(jiǎn)單地介紹幾種常用的GPS測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)，其具體包括以下幾種：WGS-84坐標(biāo)系、北京54坐標(biāo)系和任意獨(dú)立坐標(biāo)系。WGS-84坐標(biāo)系，是目前GPS最經(jīng)常使用的坐標(biāo)系統(tǒng)，在我們生活中經(jīng)常使用的GPS定位系統(tǒng)，其星歷參數(shù)就是通過(guò)在此坐標(biāo)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上改進(jìn)的。WGS-84坐標(biāo)系統(tǒng)也可以稱為世界大地坐標(biāo)系-84。1987年，美國(guó)國(guó)防部制圖局建立WGS-84坐標(biāo)系統(tǒng)。由美國(guó)國(guó)
6、防部建立，當(dāng)時(shí)的坐標(biāo)系統(tǒng)―WGS-72坐標(biāo)系統(tǒng)在1987年被WGS-84取代。WGS-84坐標(biāo)系是以地球的質(zhì)心作為坐標(biāo)原點(diǎn)，Z軸指向協(xié)議地球極方向，X軸指向啟始子午面和赤道的交點(diǎn)，三個(gè)空間坐標(biāo)軸構(gòu)成右手系。WGS-84數(shù)據(jù)處理計(jì)算時(shí)采用的橢球參數(shù)為：a=76378137mf=1/298.257223563北京坐標(biāo)系，于1954年建立，成為我國(guó)目前廣泛采用的大地測(cè)量坐標(biāo)系的一種參心坐標(biāo)系統(tǒng)。這一坐標(biāo)系統(tǒng)是受原蘇聯(lián)1942年普爾科沃坐標(biāo)系影響啟發(fā)而來(lái)。此坐標(biāo)系是以克拉索夫斯基橢球?yàn)閰⒖紮E球。克拉索夫斯基橢球的參數(shù)為：a=6378245mf=1/298.3。這個(gè)數(shù)據(jù)被用為基準(zhǔn)來(lái)推算我
7、國(guó)地形圖上的各個(gè)平面坐標(biāo)位置。通常在我們測(cè)量過(guò)程中像某城建坐標(biāo)系、某城市坐標(biāo)系、某港口坐標(biāo)系等，都是經(jīng)常遇到的測(cè)量問(wèn)題，為了使測(cè)量方便我們自己對(duì)其臨時(shí)建立的一種獨(dú)立坐標(biāo)系。2.2空間直角坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換在工程應(yīng)用中，GPS測(cè)量使用的是WGS-84坐標(biāo)系數(shù)據(jù),而目前我們測(cè)量成果普遍使用的坐標(biāo)數(shù)據(jù)是以1954年北京坐標(biāo)系或是地方（任意）獨(dú)立坐標(biāo)系為基礎(chǔ)的。正因此這一改變，我們?cè)跍y(cè)量數(shù)據(jù)處理過(guò)程中必須將WGS-84坐標(biāo)進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)換，得到BJ-54坐標(biāo)系或地方（任意）獨(dú)立坐標(biāo)系，經(jīng)過(guò)最后的精準(zhǔn)計(jì)算處
