【正文】 ，可知本測區(qū)高程異常ξ值變化趨勢呈西北向東南逐漸變大，在沿海一帶ξ值變化緩慢。經(jīng)過反復(fù)多次試算分析，最后全網(wǎng)GPS高程擬合計(jì)算以其中17座水準(zhǔn)點(diǎn)作為高程起算點(diǎn)，其余5座水準(zhǔn)點(diǎn)作為檢核點(diǎn)。，相對大范圍長邊網(wǎng)而言，該GPS高程擬合成果精度應(yīng)該算較好的?！　“?座水準(zhǔn)檢核點(diǎn)新、舊高程值進(jìn)行較差分析，如下表(7)?！　　　　　　　　　　　　　”?7)　　　　　新、舊高程值較差表點(diǎn)名 較差(m) 備注 點(diǎn)名 較差(m) 備注Ⅲ西郁80 +.015 Ⅲ 蝴蝶地 +.004 ⅣⅢ平欽33 +.059 Ⅲ 付南橋 ⅣⅠ南廉33 +.050 Ⅰ 4.體會(huì)　　　應(yīng)用GPS技術(shù)施測大范圍、高等級控制網(wǎng)，效率高，精度好。　　　出測前，應(yīng)進(jìn)行衛(wèi)星可見預(yù)報(bào)分析，做好GPS網(wǎng)測量方案?！　　?nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理時(shí)，用相對質(zhì)量指標(biāo)、半相對半絕對質(zhì)量指標(biāo)、絕對質(zhì)量指標(biāo)來評定基線解算質(zhì)量，要徹底解好基線，然后才能進(jìn)行整網(wǎng)平差計(jì)算和GPS高程擬合計(jì)算?！　　∈yGPS控制網(wǎng)時(shí)，常會(huì)遇到所聯(lián)測已知點(diǎn)之間不兼容的情況，應(yīng)該對已知控制點(diǎn)進(jìn)行分析，避免因?yàn)槠鹚泓c(diǎn)不兼容而引起GPS網(wǎng)變形，降低GPS網(wǎng)平差成果精度?！　　≡诟叱坍惓Ｗ兓^緩慢的測區(qū)，采用聯(lián)測幾何水準(zhǔn)方法進(jìn)行GPS高程擬合計(jì)算，GPS高程擬合成果是可達(dá)到等外水準(zhǔn)測量成果精度；　　　施測長邊GPS控制網(wǎng)，應(yīng)選用雙頻GPS接收機(jī)。雙頻GPS接收機(jī)可以有效削弱電離層折射影響，同時(shí)能有效探測和修復(fù)整周跳變。附圖　　㈠參考文獻(xiàn)：[1]　徐紹銓《GPS測量原理及應(yīng)用》，武漢大學(xué)出版社，2002[2]　《4000SSEGEODETICSYSTEMSURVEYOROPERATIONMANUAL》TrimbleNavigation,1992[3]　劉大杰，《全球定位系統(tǒng)（GPS）原理與數(shù)據(jù)處理》，同濟(jì)大學(xué)出版社，1996手持GPS坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換參數(shù)的求解方法廣西壯族自治區(qū)基礎(chǔ)地理信息中心林國技覃趙行【摘　要】　GPS衛(wèi)星星歷是以WGS84大地坐標(biāo)系為根據(jù)而建立的，所以手持GPS使用的坐標(biāo)系統(tǒng)是WGS84坐標(biāo)系統(tǒng)。我國目前使用的是1954年北京坐標(biāo)系或1980年國家大地坐標(biāo)系，因此必須求出WGS84坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到54北京坐標(biāo)系或80國家坐標(biāo)系的參數(shù)。本文介紹的就是我們在實(shí)際工作中求解該參數(shù)的方法?！娟P(guān)鍵詞】　手持GPS　坐標(biāo)系統(tǒng)　轉(zhuǎn)換參數(shù) 概述　　目前，市面上出售的手持GPS所使用的坐標(biāo)系統(tǒng)基本都是WGS84坐標(biāo)系統(tǒng)，而我們使用的地圖資料大部分都屬于1954年北京坐標(biāo)系或1980年西安國家大地坐標(biāo)系。不同的坐標(biāo)系統(tǒng)給我們的使用帶來了困難，于是就出現(xiàn)了如何把WGS84坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到1954北京坐標(biāo)系或1980西安國家大地坐標(biāo)系上來的問題。大家知道，不同坐標(biāo)系之間存在著平移和旋轉(zhuǎn)的關(guān)系，要使手持GPS所測量的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為自己需要的坐標(biāo)，必須求出兩個(gè)坐標(biāo)系（WGS84和北京54坐標(biāo)系或西安80坐標(biāo)系）之間的轉(zhuǎn)換參數(shù)。兩坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換有七參數(shù)法、五參數(shù)法、和三參數(shù)法。七參數(shù)法一般用于轉(zhuǎn)換精度要求較高的計(jì)算，而手持GPS接收機(jī)內(nèi)部設(shè)置的是五參數(shù)法，因此只要用戶計(jì)算出五個(gè)參數(shù)（DX、DY、DZ、DA、DF）并按提示輸入即可在儀器上進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換?！　∠旅嬉?954北京坐標(biāo)系為例，求手持GPS接收機(jī)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換五個(gè)參數(shù)的方法。計(jì)算流程見下圖： 　　一．收集測區(qū)高等級控制點(diǎn)資料　　在應(yīng)用手持GPS接收機(jī)觀測的區(qū)域內(nèi)找出三個(gè)以上分布均勻的等級點(diǎn)（精度越高越好）或GPS“B”級網(wǎng)網(wǎng)點(diǎn)，點(diǎn)位最好是周圍無電磁波干擾，視野開闊，衛(wèi)星信號強(qiáng)。并到測繪管理部門抄取這些點(diǎn)的54北京坐標(biāo)系的高斯平面直角坐標(biāo)(x、y)，大地經(jīng)緯度（B、L），高程h，高程異常值ξ和WGS84坐標(biāo)系的大地經(jīng)緯度（B、L），大地高H。　　二．直接用手持GPS測定已知點(diǎn)B、L、H值　　若同時(shí)收集到北京坐標(biāo)系x、y、B、L、h、ξ值和WGS84坐標(biāo)系B、L、H值，則不需此步驟。用戶如果收集到的只是54北京坐標(biāo)，必須進(jìn)行此步工作。由于WGS84坐標(biāo)系與我國坐標(biāo)系之間的平面差異較大，要消除這個(gè)誤差，應(yīng)借助收集到的控制點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行轉(zhuǎn)換參數(shù)的計(jì)算，此時(shí)應(yīng)在收集到的高等級控制點(diǎn)上分別測量B、L、H值（即WGS84坐標(biāo)），供計(jì)算轉(zhuǎn)換參數(shù)時(shí)使用?！　∪?jì)算三維直角坐標(biāo)X、Y、Z　　大地坐標(biāo)系與空間直角坐標(biāo)系之間的關(guān)系如下圖。對于同一空間點(diǎn)，大地坐標(biāo)系與空間直角坐標(biāo)系有下列轉(zhuǎn)換關(guān)系式：（31） 其中，N=A/（1E2sin2B）1/2，1954北京坐標(biāo)系的大地高H=h+ξ，X、Y、Z為大地坐標(biāo)系中的三維直角坐標(biāo)，A為大地坐標(biāo)系對應(yīng)橢球之長半軸，E為大地坐標(biāo)系對應(yīng)第一偏心率，F(xiàn)為大地坐標(biāo)系對應(yīng)之扁率，N為該點(diǎn)的卯酉圈曲率半徑?！　「鶕?jù)測量到的大地坐標(biāo)值BWGS8LWGS8HWGS84和收集到的BBJ5LBJ5HBJ54分別代入公式（31）求得三維直角坐標(biāo)XYZ1和XYZ2?！　∪绻占降闹皇歉咚蛊矫嬷苯亲鴺?biāo)（x,y），則應(yīng)把平面直角坐標(biāo)（x,y）代入高斯投影反算公式（32）求出大地坐標(biāo)值（B，L）再代入式（31）求XYZ2，此時(shí)（32）式中　　不同坐標(biāo)系對應(yīng)的橢球參數(shù)見下表：項(xiàng)　目 WGS84 北京54 西安80長半軸A 6378137M 6378245M 6378140M第一偏心率平方E2 扁率F 1/ 1/ 1/　　四．求五個(gè)轉(zhuǎn)換參數(shù)DX、DY、DZ、DA、DF（41）　　上述函數(shù)模型是把WGS84坐標(biāo)系的空間直角坐標(biāo)原點(diǎn)平移到1954北京坐標(biāo)系的原點(diǎn)，用1954北京坐標(biāo)系的橢球參數(shù)重算以達(dá)到兩坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的方法。(注：手持GPS存儲(chǔ)的是WGS84大地坐標(biāo)，轉(zhuǎn)換到用戶坐標(biāo)系后顯示的是經(jīng)過轉(zhuǎn)換后的坐標(biāo)值)　　把第三步求得的兩組三維直角坐標(biāo)值分別代入（41）式，求出DX、DY、DZ、DA、DF值?！　∫坏┬柁D(zhuǎn)換的兩個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)確定以后，DA、DF是常值，但是DX、DY、DZ對于不同地區(qū)有不同的值。　　五．參數(shù)檢驗(yàn)　　DX、DY、DZ、DA、DF五個(gè)轉(zhuǎn)換參數(shù)求出后，必須按提示分別輸入手持GPS，同時(shí)輸入測區(qū)中央子午線經(jīng)度。E代表東經(jīng)，東西偏差為500000m，南北偏差為0，并設(shè)單位為米。輸入這些參數(shù)后，應(yīng)拿到實(shí)地檢測，檢驗(yàn)這五個(gè)參數(shù)是否正確。方法是，在野外選定視野開闊、GPS接收信號強(qiáng)的特征點(diǎn)（如線狀地物交叉點(diǎn)、獨(dú)立地物等），最好是埋石控制點(diǎn)進(jìn)行測量，然后找出這些點(diǎn)的理論坐標(biāo)與之比較。如比較結(jié)果超過儀器標(biāo)稱精度，則應(yīng)重新測算轉(zhuǎn)換參數(shù)?！　∠旅媸俏覀冊诤映厥袊H疫苗研究所“DOMI傷寒Vi疫苗國際合作項(xiàng)目研究”項(xiàng)目中，測量GIS基礎(chǔ)數(shù)據(jù)圖時(shí)，對手持GPS進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換后，進(jìn)行實(shí)地檢測的結(jié)果。　　檢測坐標(biāo)比較表：特征點(diǎn) 實(shí)測Y 實(shí)測X 已知Y 已知X △Y △X √△△1 3051 1948 3052 1946 2 3044 1956 3044 1954 3 3039 1952 3038 1949 4 3045 1942 3047 1942 5 3196 2058 3200 2053 6 3001 2232 3103 2229 7 3139 2196 3142 2193 　　從上表可以看出，，點(diǎn)位誤差并不大，以目前市面上出售的手持GPS（標(biāo)稱的單機(jī)定位精度一般為1015米）來說，在沒有進(jìn)行差分的情況下，達(dá)到這種精度，應(yīng)該說還是比較高的。而我們上述轉(zhuǎn)換參數(shù)的求解結(jié)果僅是在圖根點(diǎn)上進(jìn)行，如果在GPSB級網(wǎng)點(diǎn)上進(jìn)行求解，相信精度會(huì)更高。主要參考文獻(xiàn)[1]　GARMIN.《eTrexVentureowner’smanualandreferenceguide》.[2]　徐紹銓,張華海,楊志強(qiáng),王澤民編著.《GPS測量原理及應(yīng)用》.武漢測繪科技大學(xué)出版社.[3]　孔祥元，梅是義主編.《控制測量學(xué)》.武漢測繪科技大學(xué)出版社GPS水準(zhǔn)擬合方式的統(tǒng)計(jì)分析及擬合方式的選擇 鐘連琨黃發(fā)秀(廣西國土測繪院)摘要根據(jù)實(shí)測資料采用各種擬合方式所得的成果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)同一個(gè)測區(qū)、同一組起算數(shù)據(jù)采用不同的擬合方式獲得的結(jié)果，與水準(zhǔn)測得的成果有著顯著的差異。據(jù)此，提出通過選擇擬合方式來獲得較可靠成果的方法。關(guān)鍵詞GPS水準(zhǔn)；擬合方式；統(tǒng)計(jì)分析；選擇國國內(nèi)外許多試驗(yàn)和實(shí)測成果業(yè)已表明，GPS測量方法可以替代傳統(tǒng)的地面平面控制測量，但用來替代常規(guī)幾何水準(zhǔn)測量尚有待進(jìn)一步研究解決。如何利用GPS給出的大地高，有效地將其轉(zhuǎn)換成我國采用的正常高系統(tǒng)，既是問題之一。筆筆者所在單位在1996年底引進(jìn)了4臺(tái)套美國CMT公司生產(chǎn)的MarchⅡGPS多功能全球定位系統(tǒng)，在城鄉(xiāng)建立了不少的D、E級GPS控制網(wǎng)，這些網(wǎng)的平面精度都較高，其高程大部分采用了四等幾何水準(zhǔn)方式施測。在對成果進(jìn)行再整理中發(fā)現(xiàn)，對同一個(gè)測區(qū)的觀測成果，采用不同數(shù)量的起算數(shù)據(jù)或同樣的一組起算數(shù)據(jù)，采用不同的擬合方式所得到的GPS水準(zhǔn)高程，輸出的高程評定精度都較高，而與幾何水準(zhǔn)測量所得的高程相比則有著顯著的差異。欲在聯(lián)測的重合起算高程點(diǎn)極其有限或僅僅滿足起算點(diǎn)數(shù)要求的情況下，通過對各種擬合方式所得的平差結(jié)果進(jìn)行分析檢驗(yàn)，選擇GPS水準(zhǔn)最佳擬合方式，使所得成果更為可靠，是一項(xiàng)十分有意義的工作。在此，筆者提出一個(gè)檢驗(yàn)選擇的方法，以供參考。1GPS水準(zhǔn)的原理及擬合方式的數(shù)學(xué)模型由GPS所測得的高程是測站相對于WGS84橢球面的大地高，而我國所采用的高程系統(tǒng)是相對于似大地水準(zhǔn)面的正常高系統(tǒng)。地面點(diǎn)大地高，正常高，如圖1所示，存在以下關(guān)系：H=Hg△ξ（1）式中，H為正常高，Hg為GPS測得的大地高，△ξ為高程異常。從從上式可知：Hg可以由GPS相位測量精確測定，如何求得正常高，關(guān)鍵在求解各點(diǎn)的高程異?！鳓巍榱饲蠖ň_的高程異?！鳓沃?，可以在GPS網(wǎng)中選擇一定數(shù)量均勻分布的點(diǎn)，采用幾何水準(zhǔn)方式測定其高程，然后利用這些重合點(diǎn)進(jìn)行數(shù)值擬合，以求得各待定點(diǎn)的正常高。根據(jù)擬合方式的不同，有不同的擬合方程式，它們分別為：式中a、b、c、d、e、f分別為多項(xiàng)式系數(shù)為相對GPS網(wǎng)重心的平面坐標(biāo)分量。從上面四個(gè)數(shù)字模型的擬合方程式中的待定系數(shù)可知，要求解方程，GPS網(wǎng)中至少要聯(lián)測6個(gè)重合己知高程點(diǎn)。利用這些重合已知高程點(diǎn)的高程異常值Δξ和坐標(biāo)值，即可按最小二乘法求出擬合方程的待定系數(shù)及待定點(diǎn)正常高。2GPS水準(zhǔn)的擬合方式統(tǒng)計(jì)近年來，我院在貴港覃塘、來賓廖平等測區(qū)先后采用了GPS全球定位系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行控制測量。首級控制網(wǎng)均按D級精度布設(shè)，為了滿足1：500、1：1000地形測繪的需要，在此基礎(chǔ)上采用E級GPS進(jìn)行加密。這兩級的控制點(diǎn)在測區(qū)內(nèi)都聯(lián)測了四等幾何水準(zhǔn)。D、E級GPS平面精度相當(dāng)高，點(diǎn)位中誤差都在3cm以內(nèi)，邊長相對中誤差都優(yōu)于1/8萬。圖根控制的高程閉合差亦很理想。這些測區(qū)既有平地也有丘陵，現(xiàn)以已收集的數(shù)據(jù)，對原用于平面控制平差的基線解算成果，按高程起算點(diǎn)分布相對均勻的原則，對覃塘和廖平兩個(gè)測區(qū)在原起算數(shù)據(jù)不變的情況下逐漸增加起算點(diǎn)數(shù)，或同一組起算數(shù)據(jù)采用不同的擬合方式所得的平差結(jié)果，與用四等幾何水準(zhǔn)測量獲得的同一個(gè)點(diǎn)的高程進(jìn)行比較。即：式中、分別為同一點(diǎn)擬合的GPS水準(zhǔn)高程與實(shí)測幾何水準(zhǔn)高程，為兩者之差?，F(xiàn)分別對兩個(gè)測區(qū)的結(jié)果、max、擬合平差輸出的mh平均值m及有關(guān)網(wǎng)形的基本情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，分別列于表表2。表中以A、B、C、D分別表示（2）、（3）、（4）、（5）式的數(shù)學(xué)模型擬合方式。3GPS水準(zhǔn)擬合方式結(jié)果的分析從上面兩個(gè)測區(qū)擬合方式的統(tǒng)計(jì)結(jié)果中，發(fā)現(xiàn)有如下幾個(gè)規(guī)律：1）隨著起算數(shù)據(jù)的增加，同一種擬合方式的擬合結(jié)果越來越好，當(dāng)起算數(shù)據(jù)達(dá)到一定量的時(shí)候，擬合精度在某一數(shù)值擺動(dòng)。2）平差結(jié)果所輸出的高差中誤差不能反映該網(wǎng)的擬合精度，其數(shù)值反映的往往是假象。3）若起算數(shù)據(jù)剛好達(dá)到某種擬合方式數(shù)字模型所需的個(gè)數(shù)時(shí)，由于沒有多余的檢核條件，往往會(huì)產(chǎn)生較大的粗差。4）同一組數(shù)據(jù)，采用不同的擬合方式，其擬合結(jié)果有著顯著的差異，關(guān)于擬合結(jié)果的優(yōu)劣，應(yīng)以平差結(jié)果值與幾何水準(zhǔn)的方差的大小來衡量。在此我們采用科克倫（Cochran）法檢驗(yàn)。GPS設(shè)備工程測量的優(yōu)點(diǎn)：。動(dòng)態(tài)測量一般采集一點(diǎn)僅需幾秒。缺點(diǎn)：。