手持GPS坐標系統的轉換與應用??

2009-10-15 16:25:40|??分類：?加油站|字號?訂閱

一、
為什么要進行坐標系統的轉換

1、目前全球衛星定位系統（GPS）技術應用已十分廣泛，無論是靜態測量型、動態（RTK）還是手持導航等機型在測繪、地質調查、土地調查、森林普查等專業的應用已十分普遍。近幾年，隨著技術的不斷完善以及美國SA政策的解除，手持導航型GPS接收機的定位精度較之以前已經有了大大的提高。但由于GPS測量系統與常規大地測量系統所采用的橢球參數及坐標系的原點不同，因此手持GPS觀測的三角點坐標值與已知的坐標值相差甚遠。其原因是：GPS測量采用的是球心坐標系（也稱質心坐標系）、即WGS——84世界坐標系。而經典大地測量采用的是參心坐標系、即以參考橢球體的中心為原點。另外其橢球參數也相差很大，因此造成了觀測值與已知值相差甚多。目前我國各種基本比例尺地形圖所采用的坐標系統普遍為1954年北京坐標系或1980西安坐標系，這兩種坐標系統均屬于參心坐標系。所以手持GPS接收機的坐標系統與我們常用的地形圖分屬于不同的坐標系統，因此手持GPS接收機觀測的坐標值不能直接展繪于1954年北京坐標系或1980西安坐標系的地形圖上。基于上述種種原因，為了擴大手持GPS 的應用范圍，發揮其應有的作用、同時消除因橢球參數的不同而產生的定位誤差，必須對其各種參數進行重新設置和調整，進而才能提高觀測精度，使其能夠真正地應用到我們的實際工作中去。

2、要想對手持GPS 進行坐標轉換，首先必須搞清楚兩種坐標系統所采用的橢球參數有什么不同。 以下列出了WGS—84坐標系與1954年北京坐標系及1980西安坐標系橢球參數：

表一：

項 目	WGS——84坐標系（m）	1954年北京坐標系(m)
長半軸 （a）	6378137	6378245
短半軸 (b)	6356752.3142	6356863.0188
扁 率 (α)	1/298.257223563=0.003352811	1/298.3=0.00335233

表二：

項 目	WGS——84坐標系（m）	1980西安坐標系(m)
長半軸 （a）	6378137	6378140
短半軸 (b)	6356752.3142	6356755.2882
扁 率 (α)	1/298.257223563=0.003352811	1/298.257=0.003352813

二、
野外作業中的實際應用：
（以GARMIN公司的小博士系列為例，其他型號的基本類似），對于其它品牌的接收機本人沒有接觸過，對其標稱精度和操作方法可參考相關說明書及操作手冊進行校正。
1、
第一步： 測區范圍內，在均勻分布的不少于三個已知三角點上（此時選擇的三角點應盡量分布在工作區的四周），先將GPS接收機內部的參數全部設為“0”，即DX=0、DY=0、DZ=0、DA=0、DF=0，其中DX、DY、DZ為同一點兩種坐標系統三維坐標差值，DA為兩種坐標系統長半軸差值，DF為兩種坐標系統扁率的差值。上述操作完成后，用GPS接收機分別觀測已知三角點的坐標，根據觀測結果與已知坐標值求出各自的差值，并取其平均值作為DX、DY、DZ的改正值（因GARMIN公司所產系列手持定位儀目前市面上除桂冠、展望兩種型號具有氣壓測高功能外，其余幾種型號均為GPS測高、其精度較低，無法利用，因此可將DZ設為0，也可將DZ設為其改正數，改正與否對其它參數設置均沒有影響），此時上述改正數只作為參考。
2、第二步： 在已進行觀測的三角點上將接收機的參數DX、DY、DZ設為已經取得的改正數，將DA、DF設為相應的差值，即a(84)－a(54)=DA=-108、α（84）-α（54）=DF=0.0000005，或a(84)—a(80)=-3、α（84）-α（80）=0.00000003。再在相同的三角點上觀測已知點坐標，根據觀測結果對DX、DY、DZ加入第二次新的改正數。此時，再用GPS接收機第二次觀測所有已知點的坐標進行第二次改正，直到GPS接收機觀測的坐標值接近已知點坐標，其差值一般小于5米時，取其各點的觀測值與已知坐標的差值的平均值作為DX、DY、DZ的最終改正數，上述操作一般循環到第二次即可得到理想的改正數。
三、參數的設置及具體操作方法：

1、打開電源
按翻頁鍵進入菜單畫面
按上下鍵至設置
按輸入鍵進入設置
按上下鍵至單位
按輸入鍵進入單位菜單
按輸入鍵進入（位置 距離）
按輸入鍵進入（位置格式）
位置格式設為（User Grid）


按輸入鍵進入User Grid菜單。

2、USER UTM GRID格式中，將LONGITUDE ORIGN欄中第一位改為“E”，代表東經，緊隨其后輸入測區所在的三度帶或六度帶中央子午線度數、在SCALE欄中輸入1.0000000,代表比例系數、在FALSE
E欄中輸入500000.0，代表東偏的距離、以米為單位，在FALSE
N中輸入0.0，代表北偏為零。
3、數值輸入編輯完成后，按上下鍵至存儲按鈕，按輸入鍵存儲完成編輯并返回單位菜單。

4、按上下鍵至地圖基準
按輸入鍵進入地圖基準菜單
按上下鍵至WGS 84
再按輸入鍵進入單位菜單

按上下鍵至User（用戶自定義），按輸入鍵進入（WGS84——LOCAL）菜單，然后進行二款中各個步驟的操作，各項改正數設置完畢后，不要忘記按輸入鍵進行存儲。

5、逐次按翻頁鍵返回衛星接收狀態，此時如已收到四顆以上衛星并且信號良好，即可長按輸入鍵獲取定點坐標。應該注意的是：到達某一位置，不要急于測定其坐標，而要等手持GPS靜止1—2分鐘然后再測定，這樣求得的坐標較為準確，其他操作在此不再贅述。
四、
應用范圍：
上述各種參數經過校正后，如方法正確，其定位精度一般≤±5米，完全可滿足1∶10000、1∶25000、1∶50000、1∶100000、1∶200000等各種比例尺的地形圖航測外業工作中的新增地物補測，區域地質填圖中的地層界線的定位、物探專業各種工作方法測網中的平面定位測量（如：磁法、電法、充電法、地震勘探、重力勘探、及區域化探中的采樣點定位）。大大地減輕了野外工作中的勞動強度、提高了工作效率和定位精度，使用起來十分方便。
五、
注意事項：
1、校正后的誤差如大于5米時，一般不宜用于大于1∶10000比例尺的各種地質工作。即使校正后，其定位誤差≤5米，也不能在≥1∶5000比例尺的各種地質工作中作為定位使用。當然，如果某些工作對野外定位精度要求不高，也可在1∶5000比例尺的工作中使用。
2、區內如果沒有已知三角點或低等級的測量控制點可供校正，手持GPS接收機只能用于導航，而不能用于定位。

轉載于:https://www.cnblogs.com/moonvan/archive/2011/10/12/2208463.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的手持GPS坐标系统的转换与应用的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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