手持GPS坐標系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換與應(yīng)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(tǒng)的轉(zhuǎn)換

1、目前全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）技術(shù)應(yīng)用已十分廣泛，無論是靜態(tài)測量型、動態(tài)（RTK）還是手持導航等機型在測繪、地質(zhì)調(diào)查、土地調(diào)查、森林普查等專業(yè)的應(yīng)用已十分普遍。近幾年，隨著技術(shù)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(jīng)有了大大的提高。但由于GPS測量系統(tǒng)與常規(guī)大地測量系統(tǒng)所采用的橢球參數(shù)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(zhì)心坐標系）、即WGS——84世界坐標系。而經(jīng)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(shù)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(tǒng)普遍為1954年北京坐標系或1980西安坐標系，這兩種坐標系統(tǒng)均屬于參心坐標系。所以手持GPS接收機的坐標系統(tǒng)與我們常用的地形圖分屬于不同的坐標系統(tǒng)，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(yīng)用范圍，發(fā)揮其應(yīng)有的作用、同時消除因橢球參數(shù)的不同而產(chǎn)生的定位誤差，必須對其各種參數(shù)進行重新設(shè)置和調(diào)整，進而才能提高觀測精度，使其能夠真正地應(yīng)用到我們的實際工作中去。

2、要想對手持GPS 進行坐標轉(zhuǎn)換，首先必須搞清楚兩種坐標系統(tǒng)所采用的橢球參數(shù)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(shù)：

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(yè)中的實際應(yīng)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(guān)說明書及操作手冊進行校正。
1、
第一步： 測區(qū)范圍內(nèi)，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(yīng)盡量分布在工作區(qū)的四周），先將GPS接收機內(nèi)部的參數(shù)全部設(shè)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(tǒng)三維坐標差值，DA為兩種坐標系統(tǒng)長半軸差值，DF為兩種坐標系統(tǒng)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(jù)觀測結(jié)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(chǎn)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(shè)為0，也可將DZ設(shè)為其改正數(shù)，改正與否對其它參數(shù)設(shè)置均沒有影響），此時上述改正數(shù)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(shù)DX、DY、DZ設(shè)為已經(jīng)取得的改正數(shù)，將DA、DF設(shè)為相應(yīng)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(jù)觀測結(jié)果對DX、DY、DZ加入第二次新的改正數(shù)。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(shù)，上述操作一般循環(huán)到第二次即可得到理想的改正數(shù)。
三、參數(shù)的設(shè)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(shè)置
按輸入鍵進入設(shè)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(shè)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(jīng)，緊隨其后輸入測區(qū)所在的三度帶或六度帶中央子午線度數(shù)、在SCALE欄中輸入1.0000000,代表比例系數(shù)、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(shù)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(shù)設(shè)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(wèi)星接收狀態(tài)，此時如已收到四顆以上衛(wèi)星并且信號良好，即可長按輸入鍵獲取定點坐標。應(yīng)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(yīng)用范圍：
上述各種參數(shù)經(jīng)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(yè)工作中的新增地物補測，區(qū)域地質(zhì)填圖中的地層界線的定位、物探專業(yè)各種工作方法測網(wǎng)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(qū)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(zhì)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(zhì)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(qū)內(nèi)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(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/moonvan/archive/2011/10/12/2208463.html

總結(jié)

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(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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