浅析GPS—RTK测量中的坐标转换

　　近年来，随着我国市场经济的高速发展，我国逐渐把土地及空间的位置的应用与开发放在其工作的重要的位置上，这也使得对工程项目的测绘工作的要求也是越来越高，尤其是表现在对工程测绘的测量精准度的要求之上，这使得工程测量学科的重要性以及应用性增大。

而当前的GPS 技术的出现以及应用，这使得我国的工程的野外测量以及实时测量精度能够控制在cm的级别，而且GPS测量还具有实时性和精度高以及速度快等常规测量方式所无法比拟的，但由于当前的GPS其主要接收的为通用的WGS-84地心坐标系，而在测量中所应用坐标不仅仅只有WGS-84地心坐标，因此坐标转换也成为当前工程测量中的重要工作，也成为当前测量企业需要解决的问题。

1 国内GPS测量中常用的坐标系统

　　对于目前我国的GPS测量中的坐标系统的分析而言，其主要是由WGS-84坐标系，1954年北京坐标系和1980年西安大地坐标系，下面就对这三种坐标系统进行简单的分析。

　　其一，WGS-84坐标系。就WGS-84坐标系统而言，，而以BIH 1984.0的启始子午面与赤道的交点作为X轴方向，以BIH 1984.0定义的协议地球极方向Z轴方向，另外Y轴与X轴和Z轴构成右手系的坐标系统。而且WGS-84坐标系不仅是当前GPS其基本的的坐标系统，而且GPS其发布的所有的星历、历书参数等等都是以此坐标系统为基础的。

　　其二，1954年北京坐标系。1954年北京大地测量坐标系是当前我国采用极其广泛的坐标系统。而该坐标系的发展主要是基于原苏联的1942年普尔科夫坐标系。而且克拉索夫斯基椭球是该坐标系的参考椭球采用的椭球。

　　其三，1980年西安大地坐标系。20世纪80年代天文大地网的施行整体平差是势在必行，而我国政府决定去建立适用与我国的地域情况的国家大地坐标系统。此坐标系统在1980正式做成而命名为1980年西安大地坐标系统。其能够使得整体平差在系统中进行，而且其采用的地球椭球参数为四个。

2 RTK技术原理与坐标转换

　　对于GPS-RTK测量中坐标转换技术而言最重要的即是对目前RTK的应用中的转换参数分析，而其参数主要由三参数、四参数和七参数以及拟合参数等等构成，下面就对其的简单计算以及输入等等进行简单分析和探讨。

2.1 三参数的求法

　　对于三参数的分析，首先就是对其的计算，其主要是以一个已知点为基础进行校正，而求出△X、△Y、△H，也即是基于WGS84坐标系统的坐标值和实际应用坐标值的三维差值。其次，对于三参数的校正而言，其从原理而言，每次开机参考站都应该重新校正，但当参考站的架设地点不便，而且其开机每次发射的WGS84坐标都是设置固定的，这种情况下的三参数那就可以不用重新校正计算。另外，对于系统的操作软件而言，其可以使得参考站发射坐标固定，但这种只能用于参考站架设的同一地点。

2.2 四参数和七参数的求法

　　对于四参数以及七参数而言，四参数主要指的是在同椭球间不同的坐标系间的转换参数，对其的表示可用△X、△Y、A(旋转角)、K(尺度比)，而七参数其主要指的是两个不同椭球之间的坐标的转换参数，可以用△X、△Y、△Z、△α、△β、△γ、△K，也即是指的平移(3个)、旋转(3个)以及尺度参数(1个)对其进行表示。而其中要值得注意的是，四参数和七参数在系统的测量中是不够能同时使用的，也就是在使用中只能对两者择其一，这使得工程的具体测量时对这两种参数的确定也成为一个重要的问题。就GPS-RTK测量而言，其直接测量坐标的基础是WGS84坐标系，但就目前我国而言，其采用的是国家标准坐标系统，如1954年北京坐标系，当两者不是一个椭球，那么原则基本而言是应该采用七参数而对两个椭球的实现转换。

　　而具体对于四参数以及七参数的计算而言：第一，求取四参数的方法主要有两种：其一，利用工程测量的室内点进行校正，也即是利用软件的校正，首先应该选取测量数据库中的控制点，然后输入相应的WGS84坐标，这样软件就能够自动的计算四参数以及其点位的精度;其二，利用现场的点校正，具体操作就是通过指定的现场的控制点而对坐标的进行联测，这样就能够利用联测的点进而能够求出四参数。第二：七参数的求解方法。其主要方法是通过控制静态测量来进行技术。具体操作是将静态测量的数据输入到专业的平差软件中，通过软件的自动处理，而求出七参数，而且这在做RTK测量时是能够直接的输入使用。

　　其中值得注意的是，七参数比四参数准确性以及精度高，因此，在条件允许的情况下应该尽可能的去选用七参数。

2.3 拟合参数的求法

　　对于拟合参数而言，主要指的高程拟合参数，也就是在高精度的正常高程值下，RTK测量应该做到能够合理地求解其高程的拟合面。对于GPS静态测量而言，其最高在三等的水准的精度，而做RTK时其主要为四等以及四等以上，因此，这也是的其必须在高精度的高程拟合面的前提下才能求取的原因。

　　而拟合参数的求取，主要就是求去某区域的高程异常的过程，这主要可以利用相关软件对高程拟合参数的进行计算，具体而言也就是利用控制点的坐标库求四参数，当其拥有高程的已知点个数在六个以上是，软件就能够自动的计算高程拟合参数而且自动启用。

3 结语

　　总而言之，随着我国经济的高速发展以及社会科学的飞速前进，工程测绘技术只会越来越精准越现代化。从当前工程测绘技术的应用程度以及科学性看，现代的工程测量工作的发展趋势必然首要的就是测量工程的内外作业一体，使得整体工作更加协调。随着技术水平的进步，当前的工程测量的坐标转换也会进行更新换代而使得其简捷以及精确。就RTK测量技术而言，其不仅操作简单方便。RTK的测量能够高精度、快速地测定地图中的图根控制点以及地形点和地物点等的坐标。因此，对于GPS-RTK测量中坐标转换的研究分析对于工程的测量以及社会的前进发展都是具有重要意义。

文/《科技资讯》,安汝斌， 2013(20):48-49

整理：陈柳林

审核：高冲

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