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1、淺談GPS—RTK測(cè)量中坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 摘要：敘述了目前我國(guó)國(guó)內(nèi)的GPS工程測(cè)量中常用的坐標(biāo)系統(tǒng)，進(jìn)而介紹以及分析了RTK技術(shù)原理與坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，希望能夠?qū)ξ覈?guó)的工程測(cè)量中的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換技術(shù)的發(fā)展以及工程測(cè)量事業(yè)的發(fā)展能夠有所幫助。關(guān)鍵詞：GPS-RTK坐標(biāo)系統(tǒng)技術(shù)原理坐標(biāo)轉(zhuǎn)換中圖分類(lèi)號(hào)：P226文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791（2013）07（b）-0048-02近年來(lái)，隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國(guó)逐漸把土地及空間的位置的應(yīng)用與開(kāi)發(fā)放在其工作的重要的位置上，這也使得對(duì)工程項(xiàng)目的測(cè)繪工作的要求也是越
2、來(lái)越高，尤其是表現(xiàn)在對(duì)工程測(cè)繪的測(cè)量精準(zhǔn)度的要求之上，這使得工程測(cè)量學(xué)科的重要性以及應(yīng)用性增大。而當(dāng)前的GPS技術(shù)的出現(xiàn)以及應(yīng)用，這使得我國(guó)的工程的野外測(cè)量以及實(shí)時(shí)測(cè)量精度能夠控制在cm的級(jí)別，而且GPS測(cè)量還具有實(shí)時(shí)性和精度高以及速度快等常規(guī)測(cè)量方式所無(wú)法比擬的，但由于當(dāng)前的GPS其主要接收的為通用的WGS-84地心坐標(biāo)系，而在測(cè)量中所應(yīng)用坐標(biāo)不僅僅只有WGS-84地心坐標(biāo)，因此坐標(biāo)轉(zhuǎn)換也成為當(dāng)前工程測(cè)量中的重要工作，也成為當(dāng)前測(cè)量企業(yè)需要解決的問(wèn)題。1國(guó)內(nèi)GPS測(cè)量中常用的坐標(biāo)系統(tǒng)6對(duì)于目前我國(guó)的
3、GPS測(cè)量中的坐標(biāo)系統(tǒng)的分析而言，其主要是由WGS-84坐標(biāo)系，1954年北京坐標(biāo)系和1980年西安大地坐標(biāo)系，下面就對(duì)這三種坐標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析。其一，WGS-84坐標(biāo)系。就WGS-84坐標(biāo)系統(tǒng)而言，是由美國(guó)的國(guó)防部制圖局在以地球質(zhì)心為標(biāo)系的坐標(biāo)系統(tǒng)的原點(diǎn)，而以BIH1984.0的啟始子午面與赤道的交點(diǎn)作為X軸方向，以BIH1984.0定義的協(xié)議地球極方向Z軸方向，另外Y軸與X軸和Z軸構(gòu)成右手系的坐標(biāo)系統(tǒng)。而且WGS-84坐標(biāo)系不僅是當(dāng)前GPS其基本的的坐標(biāo)系統(tǒng)，而且GPS其發(fā)布的所有的星歷、歷書(shū)
4、參數(shù)等等都是以此坐標(biāo)系統(tǒng)為基礎(chǔ)的。其二，1954年北京坐標(biāo)系。1954年北京大地測(cè)量坐標(biāo)系是當(dāng)前我國(guó)采用極其廣泛的坐標(biāo)系統(tǒng)。而該坐標(biāo)系的發(fā)展主要是基于原蘇聯(lián)的1942年普爾科夫坐標(biāo)系。而且克拉索夫斯基橢球是該坐標(biāo)系的參考橢球采用的橢球。其三，1980年西安大地坐標(biāo)系。20世紀(jì)80年代天文大地網(wǎng)的施行整體平差是勢(shì)在必行，而我國(guó)政府決定去建立適用與我國(guó)的地域情況的國(guó)家大地坐標(biāo)系統(tǒng)。此坐標(biāo)系統(tǒng)在1980正式做成而命名為1980年西安大地坐標(biāo)系統(tǒng)。其能夠使得整體平差在系統(tǒng)中進(jìn)行，而且其采用的地球橢球參數(shù)為四個(gè)
5、。2RTK技術(shù)原理與坐標(biāo)轉(zhuǎn)換6對(duì)于GPS-RTK測(cè)量中坐標(biāo)轉(zhuǎn)換技術(shù)而言最重要的即是對(duì)目前RTK的應(yīng)用中的轉(zhuǎn)換參數(shù)分析，而其參數(shù)主要由三參數(shù)、四參數(shù)和七參數(shù)以及擬合參數(shù)等等構(gòu)成，下面就對(duì)其的簡(jiǎn)單計(jì)算以及輸入等等進(jìn)行簡(jiǎn)單分析和探討。2.1三參數(shù)的求法對(duì)于三參數(shù)的分析，首先就是對(duì)其的計(jì)算，其主要是以一個(gè)已知點(diǎn)為基礎(chǔ)進(jìn)行校正，而求出△X、△Y、△H，也即是基于WGS84坐標(biāo)系統(tǒng)的坐標(biāo)值和實(shí)際應(yīng)用坐標(biāo)值的三維差值。其次，對(duì)于三參數(shù)的校正而言，其從原理而言，每次開(kāi)機(jī)參考站都應(yīng)該重新校正，但當(dāng)參考站的架設(shè)地點(diǎn)不便，
6、而且其開(kāi)機(jī)每次發(fā)射的WGS84坐標(biāo)都是設(shè)置固定的，這種情況下的三參數(shù)那就可以不用重新校正計(jì)算。另外，對(duì)于系統(tǒng)的操作軟件而言，其可以使得參考站發(fā)射坐標(biāo)固定，但這種只能用于參考站架設(shè)的同一地點(diǎn)。2.2四參數(shù)和七參數(shù)的求法對(duì)于四參數(shù)以及七參數(shù)而言，四參數(shù)主要指的是在同橢球間不同的坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換參數(shù)，對(duì)其的表示可用△X、△Y、A（6旋轉(zhuǎn)角）、K（尺度比），而七參數(shù)其主要指的是兩個(gè)不同橢球之間的坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換參數(shù)，可以用△X、△Y、△Z、△α、△β、△γ、△K，也即是指的平移（3個(gè)）、旋轉(zhuǎn)（3個(gè)）以及尺度參數(shù)（1個(gè)
7、）對(duì)其進(jìn)行表示。而其中要值得注意的是，四參數(shù)和七參數(shù)在系統(tǒng)的測(cè)量中是不夠能同時(shí)使用的，也就是在使用中只能對(duì)兩者擇其一，這使得工程的具體測(cè)量時(shí)對(duì)這兩種參數(shù)的確定也成為一個(gè)重要的問(wèn)題。就GPS-RTK測(cè)量而言，其直接測(cè)量坐標(biāo)的基礎(chǔ)是WGS84坐標(biāo)系，但就目前我國(guó)而言，其采用的是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系統(tǒng)，如1954年北京坐標(biāo)系，當(dāng)兩者不是一個(gè)橢球，那么原則基本而言是應(yīng)該采用七參數(shù)而對(duì)兩個(gè)橢球的實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換。而具體對(duì)于四參數(shù)以及七參數(shù)的計(jì)算而言：第一，求取四參數(shù)的方法主要有兩種：其一，利用工程測(cè)量的室內(nèi)點(diǎn)進(jìn)行校正，也即是
8、利用軟件的校正，首先應(yīng)該選取測(cè)量數(shù)據(jù)庫(kù)中的控制點(diǎn)，然后輸入相應(yīng)的WGS84坐標(biāo)，這樣軟件就能夠自動(dòng)的計(jì)算四參數(shù)以及其點(diǎn)位的精度；其二，利用現(xiàn)場(chǎng)的點(diǎn)校正，具體操作就是通過(guò)指定的現(xiàn)場(chǎng)的控制點(diǎn)而對(duì)坐標(biāo)的進(jìn)行聯(lián)測(cè)，這樣就能夠利用聯(lián)測(cè)的點(diǎn)進(jìn)而能夠求出四參數(shù)。第二：七參數(shù)的求解方法。其主要方法是通過(guò)控制靜態(tài)測(cè)量來(lái)進(jìn)行技術(shù)。具體操作是將靜態(tài)測(cè)量的數(shù)據(jù)輸入到專業(yè)的平差軟件中，通過(guò)軟件的自動(dòng)處理，而求出七參數(shù)，而且這在做RTK測(cè)量時(shí)是能夠直接的輸入使用。其中值得注意的是，
