gps点校正知识.doc

_点校正就是求出WGS-84和当地平面直角坐标系统之间的数学转换关系（转换参数）。在工程应用中使用GPS卫星定位系统采集到的数据是WGS-84坐标系数据，而目前我们测量成果普遍使用的是以1954年北京坐标系或是地方（任意|当地）独立坐标系为基础的坐标数据。因此必须将WGS-84坐标转换到BJ-54坐标系或地方（任意）独立坐标系。坐标系统之间的转换可以利用现有的七参数或三参数，也可以利用华测测地通软件进行点校正求四参数和高程拟合。单点校正：利用一个点的WGS84坐标和当地坐标可以求出3个平移参数，旋转为零，比例因子为1。在不知道当地坐标系统的旋转、比例因子的情况下，单点校正的精度无法保障，控制范围更无法确定。因此建议尽量不要使用这种方式。两点校正：可求出3个坐标平移参数、旋转和比例因子，各残差都为零。比例因子至少在0.9999*至1.0000*之间，超过此数值，精度容易出问题或者已知点有问题；旋转的角度一般都比较小，都在度以下，如果旋转上百度，就要注意是不是已知点有问题三点校正：三个点做点校正，有水平残参，无垂直残差。四点校正：四个点做点校正，既有水平残参，也有垂直残差。点校正时的注意事项：1、已知点最好要分布在整个作业区域的边缘，能控制整个区域，并避免短边控制长边。例如，如果用四个点做点校正的话，那么测量作业的区域最好在这四个点连成的四边形内部；2、一定要避免已知点的线形分布。例如，如果用三个已知点进行点校正，这三个点组成的三角形要尽量接近正三角形，如果是四个点，就要尽量接近正方形，一定要避免所有的已知点的分布接近一条直线，这样会严重的影响测量的精度，特别是高程精度；3、如果在测量任务里只需要水平的坐标，不需要高程，建议用户至少要用两个点进行校正，但如果要检核已知点的水平残差，那么至少要用三个点；如果既需要水平坐标又需要高程，建议用户至少用三个点进行点校正，但如果要检核已知点的水平残差和垂直残差，那么至少需要四个点进行校正；4、注意坐标系统，中央子午线，投影面（特别是海拔比较高的地方），控制点与放样点是否是一个投影带；5、已知点之间的匹配程度也很重要，比如GPS观测的已知点和国家的三角已知点，如果同时使用的话，检核的时候水平残差有可能会很大的；6、如果有3个以上的点作点校正，检查一下水平残差和垂直残差的数值，看其是否满足用户的测量精度要求，如果残差太大，残差不要超过2厘米，如果太大先检查已知点输入是否有误，如果无误的话，就是已知点的匹配有问题，要更换已知点了；7、对于高程要特别注意控制点的线性分布（几个控制点分布在一条线上），特别是做线路工程，参与校正的高程点建议不要超过2个点（即在校正时，校正方法里不要超过两个点选垂直平差的）。8、如果一个区域比较大，控制点比较多，要分区做校正，不要一个区域十几个点或更多的点全部参与校正。9、注意一个区域只做一次点校正即可，后面的再测量只需要重设当地坐标即可。在同一地区进行多天作业，这是使用RTK最为常见的问题，较多数人是每天都到已知点上去校正，其实这种方式在RTK刚出来的时候才这样做，随着GPS测量技术的发展，南方公司在常规的四参数、七参数校正中，增加了一个单点校正参数，其实这个校正参数就是我们的三参数。我们知道，七参数可进行两个坐标系之间的完全转换，包括平面与高程，而四参数，只是进行了平面的有效转换。在实际工作中，我们经常会用到两个已知点来进行校正后测量，就是计算我们的这个四参数，而对于高程，它的改正是在我们的校正参数里。也就是说，当我们校正第一个已知点的时候，是将GPS坐标系与已知坐标系进行了一个坐标平移，求得x,y,h增量，得到我们的三参数，在手薄中，可查看此校正参数。当新建工程还为校正时,此校正参数中的x,y,h都为0,当校正第二点的时候，软件实际是利用这两个点自动计算出了四参数并加载到我们四参数选项中，去查看校正参数，你会发现其中x,y都为0,h还有一个改正值。这是因为x,y已知参与计算并最终计算出了四参数，所以在校正参数x,y都为0,在四参数中没有高程改正，所以高程改正还会在这里显示，并且在这一地区作业都将以这个高程改正为基准来改正其它的测量点高程。我们弄明白了单点校正与两点校正各自的参数后，对于同一地区多天作业我们也就大致知道怎么做了。有一部分刚接触RTK测量的人员，他们说我第一天基站架在某一点上，第二天还架在那里，把仪器的高度也调成那么昨天的高度，不就可以用了吗，其实这是犯了一个很严重的错误。当然，如果不改变基站位置不操作校正，也是可以的，但必须有其它的设置，在以后的文章中再详说。因为在所有南方RTK中，给用户讲使用时，最常用的是自动启动基准站（因为这种方式最为方便，开机就可以了），也就是在基准站中软件设定了当PDOP小于3的时候(详见操作说明书)自动启动基准站，我们知道，利用RTK单点定位的精度是在3到5米，也就是说，当基准站启动的时候，它是自动拾取了一个参考坐标并计算改正值，针对于该地区与已知点的转换都是通过移动站来完成的。哪怕是你把基站仪器位置及高度都与前一天设为完全一样，而当启动时仪器拾取的坐标也是有差值的，这个差值也就是3-5米。所以这种操作方法不行，误差太大。那怎么才能更加简便地操作呢？其实，在第一天的工作中，我们已经计算出了两个坐标系之间的转换参数，而这个转换参数不会因为我们第二天架基准站而改变。基准站的参考坐标发生了改变，也就是说两个坐标系有所平移，如果我们能计算出这个平移增量，这个问题就解决了。再想想我们第一天校正第一个点的时候，它也是在计算两个坐标系的平移增量，所以，第二天我们就到一个已知点去校正就可以了，这样系统就会自动计算出昨天这个坐标系与今天这个坐标系的校正参数。具体操作1、新建工程(注意：选择套用,也就是套用昨天工程的四参数，这样不用我们输入四参数)2、检查四参数（是否已经导入了昨天的参数）；检查校正参数（这里x,y都为0,h有高程改正,将h改为0）3、到其中一已知点（这个已知点可由昨天收工前自行测设一固定点）操作校正向导，输入已知点坐标校正。4、查看校正参数（这步可省略，其中x,y会有平移数值;h也有改正值,应与昨天的差不多）5、检核坐标，到另一已知点（这个已知点也可由昨天收工前自行测设）检核是否有误，一般情况下不会有误。检核无误后，就可以进行第二天的测量了，第三天的测量也是同样的操作。这样我们在同一地区，我们用两个已知点来进行校正后，第二天的工作就简单许多，不必再去已知点来回折腾了。其实关于多天工程的参数的沿用，在我们工程之星说明书的附录里也有相关说明，虽然里面文字较为简短，但自行琢磨后也能明白其原理。如有不明白的地方可看操作说明书或与我取得联系！由于本人文笔不才，有些地方可能叙述得不太清楚，敬请谅解!您的工作方便了，才能证明我们的工作做到位了!随着工程之星新程序（2007.03.26版）的发布，在以往坐标校正中都采用“校正向导”来进行操作，在前一节中，我们说了RTK在同一地区多天作业的操作（一），前两天给用户培训了这个版本，两个已知点在山顶上，上一次基本上就得半天的时间，如果每天都去校正已知点，这样显得效率太低了。而南方的工程之星为多天作业提供了一系列的功能，我们应用户要求，现在把其中主要的操作方法列出。一、新测区首次作业。当我们到一个新的测区时，首选要做的工作就是得到我们坐标转换参数，四参数是最为常见了，以下就以求四参数步骤再次写一下。1、基站架设在未知点。进入工程之星，将手薄联通移动站主机，确认一切工作正常；2、新建工程工程-新建工程(输入作业名、输入坐标系、输入中央子午线）3、分别到两个已知点上按A测量（输入点名、移动站天线高)4、计算四参数设置-控制点坐标库(增加已知点坐标与测量出的原始坐标)保存（把增加的数据保存了一个转换参数文件*.cot，以后会用到这个文件）应用（系统自动计算出转换参数添加到系统四参数中,高程也会自动进行改正）5、检核数据，在其中一个已知上对中整平按A测量保存。双击B，调出刚刚测量的点与已知坐标进行比对，一般情况下，误差都在允许范围内。6、在山下比较好的地方定上两个以上的固定点，用于我们以后的校正用。7、进行我们其它程序的操作。二、第二次作业由于前日，我们有了校正参数文件（*.cot）,并且在有利的地方我们定出两个以上的点，次日的工作就不必再像前日一样要测量出已知点的原始数据了。A、第一种方法：初学型1、新建工程（输入作业名、坐标系、中央子午线）2、导入校正参数设置-控制点坐标库-导入(选择前日所保存的*.cot文件)应用（将计算出的转换参数添加到系统四参数中）3、单点校正工具-校正向导(由于基站有位置移动，固需要进行单点校正；到我们其中一个已知点或是自行定出的固定点上，输入当前点的坐标对中校正)4、到第二个已知点上按A测量，也已知坐标进行比对检核。B、第二种方法：老实型1、打开前日的工程，进行入设置-参数-四参数,将此四参数记录在纸上。2、新建工程（输入作业名、坐标系