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手持GPS三参数计算及各地坐标转换经验参数...pdf
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手持GPS三参数计算及各地坐标转换经验参数...pdf
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如何设置手持GPS 相关参数及全国各地坐标转换参数
一、如何设置手持GPS相关参数
〔一〕手持GPS的主要功能
手持GPS,指全球移动定位系统,是以移动互联网为支撑、以GPS智能手机
为终端的GIS系统,是继桌面Gis、WebGis之后又一新的技术热点。目前功能最
强的手持GPS,其集成GPRS通讯、蓝牙技术、数码相机、麦克风、海量数据存
储、USB/RS232端口于一身,能全面满足您的使用需求。
主要功能:移动GIS数据采集、野外制图、航点存储坐标、计算长度、面积
角度〔测量经纬度,海拔高度〕等各种野外数据测量;有些具有双坐标系一键转
换功能;有些置全国交通详图,配各地区地理详图,详细至乡镇村落,可升级细
化。
〔二〕手持GPS的技术参数
因为GPS卫星星历是以WGS84坐标系为根据建立的,手持GPS单点定位的坐
标属于WGS84坐标系。WGS84坐标系所采用的椭球根本常数为:地球长半轴
a=6378137m;扁率F=1/298.257223563。
常用的54、80及国家2000公里网坐标系,属于平面高斯投影坐标系统。54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:地球长半轴
a=6378245m;扁率F=1/298.2。80坐标系,其椭球的参数为:地球长半轴
a=6378140m;扁率F=1/298.257。国家2000坐标系,其椭球的参数为:地球长半
轴a=6378137m;扁率F=1/298.298.257222101。
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〔三〕手持GPS的参数设置
要想测量点位的54、80及国家2000公里网高精度坐标数据,必须学习坐标转
换的根底知识,并分别科学设置手持GPS的各项参数。
首先,在手持式GPS接收机应用的区域(该区域不宜过大),从当地测绘部门
收集1至两个点的54、80或国家2000坐标系统的坐标值;然后在对应的点位上读
取WGS84坐标系的坐标值;之后采用?万能坐标转换?软件,可计算出DX、DY、
DZ的值。
将计算出的DX、DY、DZ三个参数与DA、DF、中央经线、投影比例、东西
偏差、南北偏差等六个常数值输入GPS接收机。将GPS接收机的网格转换为
“UserGrid〞格式,实际测量点的公里网纵、横坐标值,并与对应的公里网纵、
横坐标值进展比拟,二者相差较大时要重新计算或查找出现问题的原因。详细过
程可查看?万能坐标转换?软件的【手持GPS参数设置】界面。
〔四〕自定义坐标系统〔User〕投影参数确实定
1、自己观测计算
新机拿到手之后,供给商都给提供一个投影参数,这对于要求不高的一般用
户来说根本可以满足工作需要,而对于一些专业用户来说,就要自己来测算参数。
一般型号的导航型手持GPS自定义坐标系统〔User〕投影参数设置界面都提供了
五个变量〔△X、△Y、△Z、△A、△F〕需要设置,而实际工作中,后两个参
数〔△A、△F〕针对某一坐标系统来说为固定参数〔54坐标系△A=-108、△
F=0.0000005〕,无需改动,需要自己测算的参数主要为前三个〔△X、△Y、△
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Z〕,一般称为三参数。
手持 GPS 三参数计算
目前,手持 GPS 的定位精度较之以前已经有了很大的提高,多数已到达 10
米以,有的甚至到达 5 米以,其在地质勘查中的应用也已经十分普遍。手持 GPS
所使用的坐标系统根本都是 WGS-84 坐标系统,而我们使用的地图资源大局部都
属于 1954 年坐标系〔54〕或 1980 年国家坐标系〔80〕,如不对手持 GPS 进展相
应参数设置,就会使其的定位数据产生较大误差,在我国,其误差围为 50-100
米,此误差围无法满足当前地勘工作的需要。
所谓参数,就是运用于转换同一地点不同椭球坐标系的坐标值的一组数据。
严密的坐标转换,一般是用七参数布尔莎模型〔即 X 平移,Y 平移,Z 平移,X
旋转〔WX〕,Y 旋转〔WY〕,Z 旋转〔WZ〕及尺度变化〔DM〕〕,但手持 GPS
一般用五参数转换,即 dx、dy、dz、da、df。不同地点 dx、dy、dz 是不同的,da
和 df 却相对固定,与要进展相互转换的两个椭球的长半轴及扁率有关。
DA,DF 是两个参考椭球长半轴长度的偏导数,简单的理解就是数值之差。
WGS-84 转换为 54 坐标系时:
da=a
WGS84
-a
54
=-108,df=f
WGS84
-f
54
=0.00000048〔通常都取 0.0000005〕;
WGS-84 转换为 80 坐标系时:
da=a
WGS84
-a
80
=-3,df=f
WGS84
-f
80
=-0.000000003〔通常都取 0〕。
WGS-84、54 和 80 坐标系的长半轴和扁率主要参数见表 1。
表 1WGS-84、54 和 80 坐标系主要参数
坐标系 椭球体 长半轴 a 短半轴 b 扁率 f
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54
80
Krassovsky
IAG1975
6378245
6378140
6378137
6356863.018773
6356755.2881575
6356752.3142451
1/298.3
1/298.257
1/298.257223563WGS-84 WGS-84
因此,手持 GPS 实际需要计算的只有 dx、dy 和 dz。这三个参数可以到测绘
部门收集,假设收集不到,那么需要在坐标点〔如三角点、四等点等〕上进展调
试测算。下面介绍在两个不同坐标系的点上进展的三参数计算,两个点坐标见表
2。
表 2A 点标准坐标
点
A
坐标系
80
X〔m〕
2557540.317
Y〔m〕
36361247.46
h〔m〕
838.885
中央经线
108
首先把手持 GPS 坐标格式调整为度分秒格式,坐标系统调到 WGS-84,如图
1。假设 GPS 长期不开机使用,应先进展初始化。
第二步将 GPS 放在点上,待精度显示或接近机器本身能到达的最优水平时,
记录下该点的经纬度坐标和高程。
第三步那么根据点的坐标和该点上 GPS 记录的经纬度来计算该点处 GPS 的
三参数。
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图 1 调整 GPS 坐标系统为 WGS84
目前已有许多网友编制了有关软件来计算这三参数,并提供免费分享。如
软件。我们使用 COORD4.1(在此,感软件的 Jerry,
注意网上有其它版本的软件,某些功能可能有错误,如 4.2 版本)软件来自己求三
参数。翻开软件如图
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