GNSS手持机踏勘找点及绘制点之记课件

1、任务3-4 GNSS手持机踏勘找点及绘制点之记负责单位：扬州环境资源职业技术学院 北京工业职业技术学院联合全国28家院校与企业联合共建第1页，共34页。知识提纲一、测量常用的坐标系统二、常用的坐标系转换方法三、踏勘找点四、绘制点之记第2页，共34页。一、测量常用的坐标系统1. WGS一84坐标系WGS一84坐标系是目前GPS所采用的坐标系统，GPS所发布的星历参数就是基于此坐标系统的。WGS一84坐标系是美国国防部研制确定的大地坐标系，是一种协议地球坐标系。WGS-84坐标系的定义是：原点是地球的质心，空间直角坐标系的Z轴指向BIH(19840)定义的地极(CTP)方向，即国际协议原点CIO，

2、它由IAU和IUGG共同推荐。x轴指向BIH定义的零度子午面和CTP赤道的交点，Y轴和z，x轴构成右手坐标系。WGS一84椭球采用国际大地测量与地球物理联合会第17届大会测量常数推荐值，采用的两个常用基本几何参数：a=6378137，mf=V298257223563。第3页，共34页。一、测量常用的坐标系统2. 1954年北京坐标系1954年北京坐标系是我国目前广泛采用的大地测量坐标系，是一种参心坐标系统。该坐标系源自于原苏联采用过的1942年普尔科夫坐标系，但又不完全与其相同。如大地点高程是以1956年青岛验潮站求出的黄海平均海水面为基准；高程异常是以前苏联1955年大地水准面重新平差结果为

3、起算值，按我国天文水准路线推算出来的。该坐标系采用的参考椭球是克拉索夫斯基椭球，该椭球的参数为：a=6378245，mf-V2983。我国地形图上的平面坐标位置都是以这个数据为基准推算的。第4页，共34页。一、测量常用的坐标系统3. 1980西安坐标系1980西安坐标系是在1954年北京坐标系的基础上建立的。大地原点设在我国中部供西省泾阳县永乐镇。该坐标系是参心坐标系。椭球短轴z轴平行于由地球地心指向19680地极原点(JYD)的方向。大地起始子午面平行于格林尼治平均天文台子午面，X轴在大地起始子午面内与z轴垂直指向经度零方向，Y轴与z，x轴成右手坐标系。椭球几何参数为：a=6378140m

4、a=1298257。第5页，共34页。一、测量常用的坐标系统4. 地方坐标系（任意独立坐标系） 我国许多城市、矿区基于实用、方便和科学的目的，将地方独立测量控制网建立在当地的平均海拔高程面上，并以当地子午线作为中央子午线进行高斯投影求得平面坐标。仔细分析研究这些地方独立测量控制网，可以发现，这些网都有自己的原点和自己的定向，也就是说，这些控制网都是以地方独立坐标系为参考的。而地方独立坐标系则隐含着一个与当地平均海拔高程对应的参考椭球。该椭球的中心、轴向和扁率与国家参考椭球相同，其长半径则有一改正量。我们将该参考椭球称为“地方参考椭球”。第6页，共34页。二、常用的坐标系转换方法1.七参数经典3

5、D转换法在GPS测量中用得最多，同时从数学角度来说也是最严格、最精密的转换方法，为经典的三维赫尔墨特转换方法(Classical)。地方局部坐标系的原点相对于WGS一84系统的原点(地心)的偏差(DX，DY，DZ)，称为地方局部坐标系统对于WGS84地心坐标系统的三个平移参数。由于地方局部坐标系的三个坐标轴不可能严格与WGS84地心坐标系统的对应轴平行，需要分别旋转一个微小的角度才能达到平行的要求，所以产生了三个所谓定向参数(wX，wY，wZ)。最后，考虑到两个椭球的大小彼此不一样，存在一个地方坐标系相对于WGS84地心坐标系统的尺度因子(m)。根据以上思路建立起来的坐标转换模型，因为含有七个

6、参数，所以通常被称为七参数法。第7页，共34页。二、常用的坐标系转换方法2.一步法 这种转换方法通过将高程与点位分开进行转换。在平面点位转换中，首先，将WGS94地心坐标投影到临时的横轴墨卡托投影，然后，通过平移、旋转和尺度变换，使之与计算的“真实”投影相符合。高程转换则采用简单的一维高程拟合。由于用这种方法进行平面点位转换，因而不需要知道地方坐标系统的参考椭球与地图投影类型。高程和平面点位的转换是分开进行的，因此，高程误差不会传播给平面点位。如果地方高程的资料不是很好或根本没有，仍然可以仅对平面点位进行转换。还有，高程已知点和平面点位已知点不必是同一个点。用这种方法进行转换，能够在只有一个公

7、共点的情况下进行坐标和高程的转换。 优点。这种方法的优点是利用较少的信息即可计算出转换参数，不需要已知地方椭球和地图通用模型就可以利用最少的点计算出转换参数。值得注意的是，当使用一个或两个地方点计算参数时，作为计算的参数仅对于附近的点的转换是有效的。 缺点。转换的区域小，限制在10平方公里以内。第8页，共34页。二、常用的坐标系转换方法3.插值方法 将GPS测量成果通过一种合理的、均匀的弹性形变方式，纳入地方格网坐标系统。地方系统的格网是由输入的点位平面格网坐标所定义的，平面点位与高程在转换中分别作出处理。这就意味着，测量的平面点位不一定是高程已知的同一个点，地方高程中的误差将不会传播到平面点

8、位转换部分。插值转换方法对某些方面较传统的3D经典转换方法有利，如可在无地图投影或地方椭球资料的情况下计算转换参数。另外，高程和平面点位的转换是彼此独立的，这就意味着地方坐标不必要包含高程信息，高程信息可从不同的点中获得。插值转换方法趋向于将GPS测量值扭曲，以适合现有的地方格网测量值。这可能是一个优点也可能是一个缺点，由于GPS坐标通常被发现好于现有的格网坐标，这就是说整体均匀性好，这就意味着当使用这种方法时，GPS坐标的精度可能稍有些降低。如果你希望将GPS观测值纳入已有的地方坐标系统，这将是优先选择。第9页，共34页。二、常用的坐标系转换方法4.分片平滑插值方法 分片平滑插值转换方法是经

9、典3D转换方法和插值转换方法的结合。平面点位和高程的转换分开进行处理。前者采用经典的转换技术，后者采用了插值方法。对于这种方法，建议已知至少4个点的格网坐标和WGS84坐标。仅使用三个公共点计算转换参数也可以，但使用4个公共点可进行残差计算。另外，还需要已知地图投影的类型。地方坐标和它的参数以及使用的地方椭球都是基于地图投影上的，由于这种方法将转换分成两个部分，与插值方法一样，平面点位和高程又分别独立，这就意味着用于。平面点位转换的点和高程转换的点不必是同一个点。由于平面”s3点位转换使用经典3D转换方法，转换区域比插值方法大，因此塾适用区域的大小在很大程度上受制于高程转换的精度。第10页，共

10、34页。三、踏勘找点对于一个新测区，首先需要收集区域内的测量资料，寻找测量控制点，包括控制测量阶段宣召起算平面控制点和有概略坐标的水准点，在地形图测量或放样的过程中寻找设站点和定向控制点。为了寻找到控制点，先将控制点坐标（大地经纬度）输入手持GNSS仪器，用手持GNSS的导航功能，根据导航提示找到控制点概略位置，再依据点位说明就能快速准确地找到具体位置。第11页，共34页。四、绘制点之记1.点之记定义和用途2.点之记绘制的要素3.点之记绘制原则4.点之记绘制技巧第12页，共34页。1.点之记定义和用途点之记：记载等级控制点位置和结构情况的资料。包括：点名、等级、点位略图、交通图及与周围固定地物

11、的相关尺寸和为后续工作方便而描述的内容等。第13页，共34页。1.点之记定义和用途用途：为后续的作业人员能在点之记中能知道点的情况，在新布的网里能否使用，是成果延续性的依据。同时也要使在外野的作业人员能很快的在实地找到这个点。一句话，就是你画的点之记能为后续作业人员更好的使用。第14页，共34页。2.点之记绘制的要素点之记要素主要有以下三种：主要要素：点号、 点名、 网名、 类级 、点位 略图 、点位说明、所在地、交通图、交通情况、选点埋石单位、日期、 实埋墩标剖面图, 标石类型 、点位概略坐标、保管情况、占地类型等。 第15页，共34页。2.点之记绘制的要素次要要素：是否需联测坐标与高程、

12、建议联测等级与方法、 起始水准点及距离、 GPS点环视图 、地质概要、构造背景、地形地质构造图、地类、土质、临近点情况、所在图幅等。第16页，共34页。2.点之记绘制的要素特殊要素：特殊工程所需要的一些说明，比如：供电情况、最近住宿、通讯情况、原材料来源、地下水深度、后续作业要做的准备和处理方法等。第17页，共34页。3.点之记绘制的原则点之记绘制的原则： 总结起来一句话：突出重点、叙述简洁、图形明了、 数据正确第18页，共34页。突出重点： 抓住点之记的主要要素，把重点的要素描述清楚。 点名选取准确，能表述点的大概位置，在新埋点时点名要选择好，老点不管原来的点取名是否合理，都要延用老点名，这

13、也是为了成果的延续性。3.点之记绘制的原则第19页，共34页。张庄E09001李庄2km虽然E09001的所在地为张庄，但是点离张庄有2km,而离李庄只有一条路的距离，所以此点的点名选“李庄西”比选用“张庄东”合适 第20页，共34页。点之记绘制原则和技巧点名选取时还要注意： GPS点名可以按村名、单位名、建筑物名来命名 ，水准点按线路顺序编码，老点在绘制时尽量查清点的出处、用途、埋石情况、等级等相关情况。第21页，共34页。点之记绘制原则和技巧二、叙述简洁 叙述简洁就是在描述时用最通俗易懂的话来介绍点的情况。 比如在叙述所在地时就是告诉别人点的大方位，一般的叙述“*市*镇*村”，而在点位说明

14、时我们一般用“*村*方向*米的*处”，给人一种由浅入深的感觉。第22页，共34页。点之记绘制原则和技巧三、图形明了 我们在绘图时要简单明了，该表示的不能少，多于的不要绘。 在画交通图时：我们一般从汽车站、镇区等容易找到的地方开始画，画到自然村，然后在到点，第23页，共34页。点之记绘制原则和技巧三、图形明了 在画点位略图时：要从点位的所在位置从明显地物开始，局部放大和缩小，做到明显地物不能丢失。第24页，共34页。点之记绘制原则和技巧四、数据准确 在图上的数据要准确：包括标石断面图、到地物的相关尺寸等，一定要实地量取，不能以老的点之记照搬，地形有变化的要及时的改正。第25页，共34页。点之记绘

15、制原则和技巧下面是我对绘制点之记的一些技巧： 1）在绘制图形时要注意方向，在绘图和点位描述时要多花点时间，跑到村里问问当地的居民，主要是了解自然村名、镇名、合并的村名。第26页，共34页。点之记绘制原则和技巧下面是我对绘制点之记的一些技巧： 2）在量距离时要注意：最好量三个方向，而且三个方向成一定角度，不能量同一固定地物。 3）在描述点时最好用自然村名，而不是用行政村名。第27页，共34页。点之记绘制原则和技巧下面是我对绘制点之记的一些技巧： 4）标志类型一定要实地查看，特别是有明暗标的情况，不然到时破坏一个点另外一个就不敢用了。 5）概略坐标一定要测准，在用GPS手持机测时，最好是测两次。保证成果的可靠性第28页，共34页。点之记绘制原则和技巧下面是我对绘制点之记的一些技巧： 6）为了图形的美观，比例不要太失真。 7）在房屋地屋主调查时最好填写年轻一点的，而且最好问两家，单位也是。第29页，共34页。点之记绘制原则和技巧下面是我对绘制点之记的一些技巧： 8）方向说明应加距离，如“往北”应加“往北约多少米” 。 9）居民房应加住户姓名，单位