1、福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓1 RTK技術培訓 2010.09.04福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓2主要內容什么是GNSS傳統RTK以及儀器的操作網絡RTK以及儀器的操作點校正重置當地坐標RTK精度福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓3GNSSGNSS理論部分理論部分 GNSS(Global Navigation Satellite System)是全球導航衛(wèi)星系統的英文縮寫，它是所有全球導航衛(wèi)星系統及其增強系統的集合名詞，是利用全球的所有導航衛(wèi)星所建立的覆蓋全球的全天侯無線電導航系統。目前可供利用的全球衛(wèi)星導航系統有美國的GPS和俄羅斯的GL

2、ONASS以及未來歐洲的Galileo。1. GNSS的現狀及未來的現狀及未來GNSS：福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓4軍事軍事 測繪測繪 林業(yè)林業(yè) 農業(yè)農業(yè) 地質地質 電力電力 水利水利 交通交通 環(huán)保環(huán)保 氣象氣象 地震地震 石油石油 通訊通訊 海洋海洋 城建城建 科研院所科研院所 院校院校 醫(yī)療醫(yī)療 消防消防 國土國土 4. GNSS的應用行業(yè)的應用行業(yè)GNSSGNSS理論部分理論部分福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓5 OEMOEM板卡板卡 Trimble （美國天寶） 天寶 Leica（瑞士萊卡） NovAtel Magellan( 美國麥哲倫） As

3、htech TOPCON（日本拓普康） Javad 5. 國內外國內外GNSS產品產品 GNSSGNSS理論部分理論部分福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓6華測華測 南方南方中海達中海達易測易測（合眾思壯） 5. 國內外國內外GNSS產品產品 GNSSGNSS理論部分理論部分光譜中緯博飛蘇光福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓7RTKRTK的發(fā)展：的發(fā)展： 傳統的傳統的RTKRTK技術技術 電臺、電臺、GPRS/CDMAGPRS/CDMA 網絡網絡RTKRTK技術技術 天寶的天寶的VRSVRS、LeicaLeica的主輔站技術的主輔站技術6. 衛(wèi)星定位技術的發(fā)展衛(wèi)星定

4、位技術的發(fā)展GNSSGNSS理論部分理論部分福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓8二、傳統二、傳統RTKRTK以及儀器的操作以及儀器的操作 傳統RTK的含義 RTK的定位原理 RTK數據鏈 電臺模式及具體操作 網絡模式及具體操作福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓9 常規(guī)的GPS測量方法，如靜態(tài)、快速靜態(tài)、動態(tài)測量都需要事后進行解算才能獲得厘米級的精度，而RTK是能夠在野外實時得到厘米級定位精度的測量方法，它采用了載波相位動態(tài)實時差分（Real - time kinematic）方法，是GPS應用的重大里程碑，它的出現為工程放樣、地形測圖，各種控制測量帶來了新曙光，極大

5、地提高了外業(yè)作業(yè)效率。 1. 傳統傳統RTK的含義的含義傳統傳統RTKRTK以及儀器操作以及儀器操作福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓10 RTK的工作原理是將一臺接收機置于基準站上，另一臺或幾臺接收 機置于載體（稱為流動站）上，基準站和流動站同時接收同一時間、同一GPS衛(wèi)星發(fā)射的信號，基準站所獲得的觀測值與已知位置信息進行比較，得到GPS差分改正值。然后將這個改正值通過無線電數據鏈電臺及時傳遞給共視衛(wèi)星的流動站精化其GPS觀測值，從而得到經差分改正后流動站較準確的實時位置。RTKRTK的工作原理的工作原理2. 傳統傳統RTK的工作原理的工作原理傳統傳統RTKRTK以及儀器操作以

6、及儀器操作福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓11 prealionTdddNddctropt其中： 差分的數據類型有偽距差分、坐標差分（位置差分）和載波相位差分三類。前兩類定位誤差的相關性，會隨基準站與流動站的空間距離的增加而迅速降低。故RTK采用第三類方法 RTK的觀測模型為：2. 傳統傳統RTK的工作原理的工作原理傳統傳統RTKRTK以及儀器操作以及儀器操作福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓12數據鏈通訊：數據鏈通訊： 電臺模式： 3. 傳統傳統RTK的數據鏈的數據鏈傳統傳統RTKRTK以及儀器操作以及儀器操作UHF(Ultra High Frequency)超

7、高頻率，頻率300MHz-300KMHz（波長屬微波： 波長1M-1MM，空間波，小容量微波中繼通信 ）410-430MHz /450-470MHzVHF(Very High Frequency)甚高頻（3MHz30MHz屬短波： 波長100M-10M，空間波 ）220-240MHz2. 網絡模式：GPRS（General Packet Radio Service）中文是通用分組無線業(yè)務，是在現有的GSM系統上發(fā)展出來的一種新的分組數據承載業(yè)務 ；CDMA為碼分多址數字無線技術 福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓134. 電臺模式及具體操作電臺模式及具體操作傳統傳統RTKRTK以

8、及儀器操作以及儀器操作基準站基準站移動站移動站福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓14作業(yè)距離一般距離為：0-28公里，特別是山區(qū)或城區(qū)傳播距離就會受到影響；電臺信號容易受干擾，所以要遠離大功率干擾源；電臺的架設對環(huán)境有非常高的要求，一般選在比較空曠，周圍沒有遮擋，且要基站架設的越高距離越遠；對于電瓶的電量要求較高，出外業(yè)之前電瓶一定要充滿或有足夠的電量；4. 電臺模式及具體操作電臺模式及具體操作傳統傳統RTKRTK以及儀器操作以及儀器操作福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓15一、基準站的架設：一、基準站的架設：對于任意架站，選擇環(huán)境相對空曠的地方，地勢相對較高的地

9、方且周圍沒有干擾的地方架設；架設儀器，架設時，注意儀器的安裝以及各種線的連接；發(fā)射天線最好遠離基準站主機3米以上；4. 電臺模式及具體操作電臺模式及具體操作傳統傳統RTKRTK以及儀器操作以及儀器操作福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓16二、基準站的啟動：二、基準站的啟動：如果是自啟動，則開機即可（主機搜完星后便可發(fā)射，最后電臺接上電瓶，注意正負極的連接）如果用手簿去啟動，具體操作如下： 打開測地通軟件，通過藍牙或串口線與基準站主機連接； 新建并保存任務； 在“配置” “基準站選項”，天線高度，天線類型，測量到的位置要根據具體的情況更改，其他默認；1. 在“測量” “啟動基準站接

10、收機” ，如果是任意點架站，輸入點名，點“此處”即可，如果架在已知點上則直接選擇這個點坐標即可，最后點擊確定。 4. 電臺模式及具體操作電臺模式及具體操作傳統傳統RTKRTK以及儀器操作以及儀器操作福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓17自啟動的設置自啟動的設置對于自啟動的方式可以通過對于自啟動的方式可以通過Download（“文件下載文件下載”軟件）來設置：軟件）來設置： 1. 首先通過數據線把主機根電腦連接上（可以是USB或者串口）； 2. 打開Download，連上主機后，點擊“設置” 原始數據輸出+自啟動+Port1；正常模式+自啟動+Port2 正常模式+自啟動+Port

11、2+CDMA/GPRS 電臺發(fā)射電臺發(fā)射： 網絡發(fā)射網絡發(fā)射： 正常模式+自啟動+Port2+CDMA/GPRS 正常模式+自啟動+CDMA/GPRS3. 設置完后，點擊“應用”，然后斷開與電腦的連接，用手簿測地通進行“接收機復位”。返回返回知識點知識點福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓18三、查看基準站是否已經正常發(fā)射三、查看基準站是否已經正常發(fā)射查看DL3電臺的電臺燈是否一秒閃爍一次；注意DL3電臺面板上的電壓是否在跳動，發(fā)射功率越大，電壓跳動的幅度也越大；如果顯示“太低”，注意更換電瓶或降低發(fā)射功率；查看流動站電臺燈是否閃爍，能否差分；4. 電臺模式及具體操作電臺模式及具體

12、操作傳統傳統RTKRTK以及儀器操作以及儀器操作福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓19四、流動站的啟動：四、流動站的啟動：移動站與手簿測地通通過串口線或藍牙進行連接；移動站電臺燈如果一秒鐘閃爍一次表示收到電臺信號，在“單點定位”的情況下，直接點“測量” “啟動移動站接收機”即可，大約十多秒后就可差分，達到固定解；固定后可進行其他測量了。注意：注意： 在基準站正常發(fā)射時，但移動站沒有信號，注意頻率是否統一，對移動站進行讀寫頻率4. 電臺模式及具體操作電臺模式及具體操作傳統傳統RTKRTK以及儀器操作以及儀器操作福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓20五、測量或放樣：五、

13、測量或放樣：4. 電臺模式及具體操作電臺模式及具體操作傳統傳統RTKRTK以及儀器操作以及儀器操作福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓21X90DX90FX91等型號的儀器發(fā)式如下：對移動站進行讀寫頻率對移動站進行讀寫頻率 可直接在測地通里的“內置電臺和 GPRS”直接設置模式和頻率； 也可以用手簿上的或電腦上的HCGPRS進行設置，改寫頻率。內置電臺和內置電臺和GPRS手簿上的手簿上的HCGPRS福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓221. 網絡通訊模式：網絡通訊模式：GPRS或或CDMA Internet互聯網Internet互聯網GPRS/CDMA撥號上網Inte

14、rnet 服務器 Internet GPRS/CDMA撥號上網服務器服務器5. 網絡模式及具體操作網絡模式及具體操作傳統傳統RTKRTK以及儀器操作以及儀器操作福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓23外掛模塊內置模塊通過串口直接接入Internet互聯網 基準站基準站 流動站流動站外掛模塊內置模塊手簿CF卡（手簿網絡） 藍牙手機2. 網絡通訊方式：網絡通訊方式：5. 網絡模式及具體操作網絡模式及具體操作傳統傳統RTKRTK以及儀器操作以及儀器操作福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓243. 網絡通訊模式特點網絡通訊模式特點距離遠攜帶方便優(yōu)點：缺點： 容易造成差分數據延遲

15、2-5秒在沒有手機信號的地方無法使用需要一定的費用、手機卡一般一個月都要流量100200元費用5. 網絡模式及具體操作網絡模式及具體操作傳統傳統RTKRTK以及儀器操作以及儀器操作福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓251. 要設置成自啟動，模式為： 正常模式+自啟動+Port2+CDMA/GPRS 正常模式+自啟動+CDMA/GPRS2. 對內置GPRS模塊進行設置： 通過電腦上的HCGPRS進行設置 通過手簿上的HCGPRS進行設置 X90D/X90F/ X91也可直接在測地通里的 “內置電臺和GPRS”進行設置4. 基準站設置基準站設置 X90G/ X90D/X90F/ X9

16、1(內置GPRS）5. 網絡模式及具體操作網絡模式及具體操作傳統傳統RTKRTK以及儀器操作以及儀器操作福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓26 首先在計算機上安裝華測RTK軟件，在計算機：開始菜單 程序HUACE RTK 工具下的 HCGPRS 然后把主機跟計算機連上，就可以設置了！上海華測服務器地址為：上海華測服務器地址為： 222.44.183.12 UDP協議端口選9902； TCP協議端口選9901 通訊協議選UDP一對多；服務器IP：222.44.183.12端口9902；APN接入點名稱：CMNET；移動服務商號碼：*99*1#；用戶名、密碼不用添；模式選基準站；PC

17、端口號是主機與電腦連接的端口；選擇X90G；原始協議不打勾（它是針對外置模塊的）最后點擊全部更新或更新。具體設置：具體設置：對內置對內置GPRS模塊進行設置模塊進行設置福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓27 打開手簿，可以在手簿桌面上直接雙擊 圖標，也可以通過開始菜單打開HCGPRS軟件，然后進行設置。手簿 HCGPRS 軟件1、首先通過藍牙或數據線連 上主機，點擊獲取參數， 然后點擊下腳”拼”打開 軟鍵盤,輸入IP、端 口和 APN接入點名稱，具體 設置與用電腦的方式一樣，參 考上一頁；2、點擊“更新”注：注：HCGPRS可以從資源管理器里打開。對內置對內置GPRS模塊進行設置

18、模塊進行設置福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓28 它是基于連接的協議,也就是在正式發(fā)送數據前先建立可靠連接。一個TCP連接必須要經過三次“對話”才能建立起來。過程復雜，簡單的說：第一次對話：A向B發(fā)送請求包“我可以與你連接嗎？”第二次對話：B向A發(fā)送“同意連接”第三次對話：A向B發(fā)送“我現在與你連接 接受”。在建立連接后A才可以向B發(fā)送數據，比較安全適用對數據量大的環(huán)境。 它是與TCP相對應的協議，面向非連接的協議，它不與對方建立連接，而是直接就把數據包發(fā)送過去。UDP適用于一次只傳送少量數據、對可靠性要求不高的應用環(huán)境 知識點知識點UDP（User Data Protocol

19、，用戶數據協議）：，用戶數據協議）：TCP （ Transmission Control Protocol，傳輸控制協議），傳輸控制協議） ：福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓295. 基準站設置基準站設置 外置模塊的設置外置模塊的設置GPS基準站主機連接線華測GPRS外置模塊 外置模塊的設置可以通過計算機上的HCGPRS來設置的，將模塊通過串口與計算機相連，打開HCGPRS，具體的設置與內置的設置是一樣的，請參考內置的具體設置。注：注：原始協議要打勾后，直接進入GPRS里面，直接進行設置5. 網絡模式及具體操作網絡模式及具體操作傳統傳統RTKRTK以及儀器操作以及儀器操作福州市

20、福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓306. 移動站的設置移動站的設置 外置模塊的設置外置模塊的設置 對于移動站的如果也用外置模塊，其設置方法同上，具體參數的設置如下圖，其中，基準站ID是：基準站模塊的S/N號，如果是華測內置的基準站，則輸入基準站主機的S/N號即可。模塊設置好就直接連接到主機上，啟動移動站即可。5. 網絡模式及具體操作網絡模式及具體操作傳統傳統RTKRTK以及儀器操作以及儀器操作福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓311. 測地通的具體操作 內置GPRS 對于內置的GPRS的，如果已經設置好了，開機即可自動上線并獲取基準站數據，直接點啟動移動站接收機即可。達

21、到固定解后，便可開始測量。福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓32三、網絡三、網絡RTKRTK以及儀器的操作以及儀器的操作 網絡RTK技術 CORS系統 CORS系統組成 網絡模式及具體操作福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓33 傳統傳統RTKRTK技術有著一定局限性技術有著一定局限性, ,使得其在應用中受使得其在應用中受到限制到限制, ,主要表現為：主要表現為： 1. 用戶需要架設本地的參考站； 2. 誤差隨距離增長； 3. 誤差增長使流動站和參考站距離受到限制， 距離越遠初始化時間越長； 4. 可靠性和可行性隨距離降低。1. 網絡RTK技術網絡網絡RTKRTK以及

22、儀器操作以及儀器操作福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓34 網絡RTK技術實際上是一種多基站技術，它在處理上利用了多個參考站的聯合數據。該系統不僅僅是GPS產品，而是集internet技術，無線通訊技術，計算機網絡管理和GPS定位技術于一身的系統，包括，通訊控制中心，固定站，用戶部分。 1. 網絡RTK技術網絡網絡RTKRTK以及儀器操作以及儀器操作1. 天寶的VRS( 2. 萊卡的MAX(主輔站技術)（SpiderNET軟件）3. 拓普康的TOPnet4. 華測的APIS福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓35網絡RTK的優(yōu)勢無需架設參考站，省去了野外工作中的值守人

23、員和架設參考站的時間，降低了作業(yè)成本，提高了生產效率；傳統“1+1”GNSS接收機真正等于2，生產效率雙倍提高 ；不需要在四處找控制點；擴大了作業(yè)半徑，網絡覆蓋范圍內能夠得到均等的精度；在CORS覆蓋區(qū)域內，能夠實現測繪系統和定位精度的統一，便于測量成果的系統轉換和多用途處理；1. 網絡RTK技術網絡網絡RTKRTK以及儀器操作以及儀器操作福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓362. CORS系統網絡網絡RTKRTK以及儀器操作以及儀器操作 連續(xù)運行參考站(cors)也稱為臺站網，可定義為：一個或若干個固定的、連續(xù)運行的GNSS參考站，利用現代計算機、數據通信和互聯網(LANWAN

24、)技術組成的網絡，實時地向不同類型、不同需求、不同層次的用戶自動地提供經過檢驗的不同類型的GNSS觀測值(載波相位，偽距)，各種改正數、狀態(tài)信息，以及其他有關GNSS服務項目的系統。不同的地區(qū)CORS系統采用不同的網絡RTK技術：天寶天寶VRS：深圳，北京，天津，上海，廣東，成都，杭州，長沙，青島萊卡萊卡MAX：江蘇，昆明TOPCON：福州、西安、合肥、汶川福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓37 目前，國內外多CORS的研究主要集中在基礎設施建設、系統自動化管理、數據采集域分發(fā)、基于網絡的GNSS定位技術的開發(fā)等方面。先后出現了大量的CORS工程項目。 一、一、其中具有代表性的全

25、球和國家的項目包括： IGS跟蹤站網絡 美國NGS CORS 歐洲EPN永久性連續(xù)網等 二、二、國內主要有： 中國地殼運動觀測網絡CMONOC 中國沿海無線電指向標差分定位系統(RBN-DGPS)等項目 2. CORS系統網絡網絡RTKRTK以及儀器操作以及儀器操作福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓383. CORS系統組成網絡網絡RTKRTK以及儀器操作以及儀器操作參考站 + 控制中心 + 用戶部分福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓39參考站及控制中心參考站及控制中心3. CORS系統組成網絡網絡RTKRTK以及儀器操作以及儀器操作福州市福州市 GNSS 綜合應用

26、培訓綜合應用培訓40CORS綜合應用3. CORS系統組成網絡網絡RTKRTK以及儀器操作以及儀器操作福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓41CORS流動站外掛模塊對老儀器的CORS升級手簿CF卡藍牙手機內置模塊. 網絡模式及具體操作網絡網絡RTKRTK以及儀器操作以及儀器操作CORS流動站配置：福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓42GPS基準站主機連接線藍牙或或藍牙. 網絡模式及具體操作網絡網絡RTKRTK以及儀器操作以及儀器操作CORS流動站配置圖：福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓43. 網絡模式及具體操作網絡網絡RTKRTK以及儀器操作以及儀器操

27、作4.1具體操作內置GPRS 首先要對內置GPRS進行設置，用電腦上 的HCGPRS或者手簿上的HCGPRS（設 置跟前面的GPRS通訊設置基本一樣； 手簿上測地通的操作。 注意：CORS的通訊協議要選TCP的。福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓44電腦上的電腦上的HCGPRS手簿上的手簿上的HCGPRS. 網絡模式及具體操作網絡網絡RTKRTK以及儀器操作以及儀器操作4.2具體操作內置GPRS設置福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓45. 網絡模式及具體操作網絡網絡RTKRTK以及儀器操作以及儀器操作4.3具體操作手簿測地通的操作 主機開機后，打開測地通，通過藍牙或

28、數據線連上，打開“配置移動站參數內置VRS移動站，輸入源列表（注意大小寫）、用戶名、密碼等，如果下面顯示”連上TCP服務端“，直接點”設置“，5秒后，如果登陸成功會有提示，然后”確定“點啟動移動站接收機（對于X90D不需要點 )福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓46四、點校正四、點校正1. 各種坐標系統各種坐標系統2. 點校正點校正3. 重值當地坐標重值當地坐標4. RTK的精度的精度5. 任意架站的優(yōu)勢任意架站的優(yōu)勢福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓47點校正點校正1. 各種主要坐標系統各種主要坐標系統257223563.298/13 .298/1257.298/

29、1常用的坐標系統福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓481、1980西安坐標系西安坐標系 開始定義為 “1980國家大地坐標系”。 1982 年，經天文大地網整體平差建立，全網共48433點。 屬參心坐標系， IAG-75橢球（IAG國際大地測量學協會），長半軸 a=6378140m; 扁率 =1/298.257，原點在陜西省涇陽縣。 橢球定位：橢球定位：1橢球短軸平行于地球地軸（由地球質心指向1968.0JYD方向）；2起始子午面平行于格林威治天文臺平均子午面；3橢球面與似大地水準面在我國境內密合得最佳。1各種坐標系統各種坐標系統福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓4

30、92、1954年北京坐標系年北京坐標系 50年代從前蘇聯引入（1942年普爾科夫坐標系），未進行整體平差，屬參心坐標系, 克拉索夫斯基橢球體，長半軸 a=6378245m; 扁率=1/298.3。原點在普爾科夫天文臺。 主要缺點： 1長半軸約大了108m ； 2橢球定位西高東低，東部高程異常達67m； 3不同區(qū)域接邊處大地點坐標差達12m。 1各種坐標系統各種坐標系統福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓503、WGS-84大地坐標系大地坐標系 美國國防部研制確定的大地坐標系，Z軸指向BIH（國際時間局）1984.0定義的協議地球極（CTP）方向，X軸指向零子午面與CTP赤道交點，Y

31、軸與X、 Z軸構成右手坐標系。 長半軸 a=6378137m; 扁率 =1/298.257223563。 屬地心坐標系，原點在地球質心。1各種坐標系統各種坐標系統福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓514、新、新1954年北京坐標系（新年北京坐標系（新54系）系） 屬于參心大地坐標系，橢球的幾何參數同“54系”。 a=6378245m； =1/ 298.3 大地原點及橢球軸向同“80系”； 高程基準面為1956年黃海平均高程面； 點的坐標與“54系”接近，精度同“80系” 。5、獨立坐標系（地方坐標系）、獨立坐標系（地方坐標系） 為了減少投影變形或滿足保密需要，也可使用獨立（地方）

32、坐標系，坐標原點一般在測區(qū)或城區(qū)中部，投影面多為當地平均高程面當地平均高程面。1各種坐標系統各種坐標系統福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓52高程基準高程基準1、1956年黃海高程系年黃海高程系 水準原點設在觀象山，采用19501956年7年的驗潮結果 計算的黃海平均海水面，推得水準原點高程為72.289m。2、1985國家高程基準國家高程基準 水準原點同 1956年黃海高程系，采用19521979年共28年的驗潮結果，并顧及了海平面18.6年的周期變化及重力異常改正，計算的黃海平均海水面，推得水準原點高程為72.260m。1各種坐標系統各種坐標系統福州市福州市 GNSS 綜合應

33、用培訓綜合應用培訓53 在測量中常用的高程系統有大地高系統、正高系統和正常高系統 。 大地高系統大地高系統是以參考橢球面為基準面的高程系統。某點的大地高是該點到通過該點的參考橢球的法線與參考橢球面的交點間的距離。大地高也稱為橢球高，大地高一般用符號H表示。大地高是一個純幾何量，不具有物理意義，同一個點，在不同的基準下，具有不同的大地高。 高程系統高程系統正高系統正高系統是以大地水準面為基準面的高程系統。某點的正高是該點到通過該點的鉛垂線與大地水準面的交點之間的距離，正高用符號H。正常高系統正常高系統是以似似大地水準面為基準的高程系統。某點的正常高是該點到通過該點的鉛垂線與似大地水準面的交點之間

34、的距離，正常高用HY ，我國采用似大地水準面。1各種坐標系統各種坐標系統福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓54大地水準面差距大地水準面差距，即大地水準面到參考橢球面的距離，記為 hg hg= H Hg高程異常高程異常，即似大地水準面到參考橢球面的距離，記為 = H - HY 高程系統高程系統1各種坐標系統各種坐標系統福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓55 點校正點校正就是求出WGS-84和當地平面直角坐標系統之間的數學轉換關系（轉換參數）。 在工程應用中使用GPS衛(wèi)星定位系統采集到的數據是WGS-84坐標系數據,而目前我們測量成果普遍使用的是以1954年北京坐標系或

35、是地方（任意|當地）獨立坐標系為基礎的坐標數據。因此必須將WGS-84坐標轉換到BJ-54坐標系或地方(任意)獨立坐標系。點校正的含義點校正的含義2點校正點校正福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓56把GPS坐標系統轉換到我們的當地平面坐標系統包括基準轉換、投影、 水平 & 垂直平差GPS點校正點校正WGS-84平面坐標系平面坐標系注注：此獨立坐標系是以北京54橢球為參考橢球的坐標系統。2點校正點校正福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓57 1、（B、L）84（X、Y、Z）84，空間大地坐標到空間直角坐標的轉換。 2、（X、Y、Z）84（X、Y、Z）54，坐標基

36、準的轉換，即Datum轉換。通 常有三種轉換方法：BursaWolf(布爾莎模型)七參數、簡化三參數、 Molodensky 3、（X、Y、Z）54（B、L）54，空間直角坐標到空間大地坐標的轉換。 4、（B、L）54（x、y）54， 高斯(Gauss)投影正算。 5、 高斯坐標系轉換為當地坐標系(獨立坐標系)WGS84與當地坐標系與當地坐標系(北京北京54橢球橢球)的轉換即參數轉換的的轉換即參數轉換的,具體過程：具體過程：2點校正點校正福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓58 要使一個坐標系統和另一個坐標系統產生關系，需要一組具有這兩套坐標系統下坐標的地面點。因此，就需要一組WG

37、S-84坐標和一組當地平面坐標：北, 東和高程。WGS-84當地平面坐標 2點校正點校正福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓592.點校正點校正直接求直接求“四參數四參數+高程擬合高程擬合”；1.利用現有參數，如：七參數、三參數利用現有參數，如：七參數、三參數2點校正點校正福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓60WGS-84當地兩個橢球間的坐標轉換一般而言比較嚴密的是用七參數法，即X平移，Y平移，Z平移，X旋轉，Y旋轉，Z旋轉，尺度變化K。要求得七 參數就需要在一個地區(qū)需要3個以上的已知點；如果區(qū)域范圍不大，最遠點間的距離不大于30Km(經驗值)，這可以用三參數，即X平

38、移，Y平移，Z平移，而將X旋轉，Y旋轉，Z旋轉，尺度變化K視為0，所以三參數只是七參數的一種特例。七參數50平方公里以上，大到一個地區(qū)，一個市，如上海、北京等。3 參數7 參數1.利用現有參數利用現有參數2點校正點校正福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓611.利用現有參數利用現有參數七參數七參數czxz2點校正點校正福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓62全國全國北京北京三參數三參數2點校正點校正福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓63坐標投影： 橢球參數(長半軸和扁率) 中央子午線 投影面如何求解中央子午線？ 3度帶 L中= 3n 6度帶 L中 = 6n

39、-3 當地自定義中央子午線2點校正點校正福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓64水平 & 垂直平差四參數高程擬合將高斯坐標系轉換成當地坐標系，得到當地坐標 2點校正點校正福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓65一、水平平差至少2個水平控制點 下面以5個點為例= GPS 觀測值觀測值= 控制點控制點2點校正點校正福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓66旋轉旋轉2點校正點校正福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓67平移平移2點校正點校正福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓68比例系數比例系數2點校正點校正福州市福州市 GNSS 綜

40、合應用培訓綜合應用培訓69校正后的結果包含了校正殘差. 為了理解我們校正結果的好壞，我們需要理解這些殘差的含義。殘差殘差殘差：殘差： 校正執(zhí)行后的格網平面坐標和GPS坐標的差值。校正結果（水平殘差）校正結果（水平殘差）2點校正點校正福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓70 殘差越小，說明校正的參數越精確殘差越小，說明校正的參數越精確-GPS (WGS-84 co-ordinates)和當地平面坐標之間的相對關系越好。和當地平面坐標之間的相對關系越好。殘差殘差校正結果（水平殘差）校正結果（水平殘差） 理想的殘差應該小于理想的殘差應該小于 20mm，殘差將被均殘差將被均勻的分布在各個校

41、正點之間。勻的分布在各個校正點之間。 因此，我們最終坐標的最小精度應該因此，我們最終坐標的最小精度應該是：是： 標準標準RTK 測量的誤差加上最大的校正測量的誤差加上最大的校正殘差。殘差。2點校正點校正福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓71二、垂直平差二、垂直平差2點校正點校正福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓72二、垂直平差二、垂直平差橢球面橢球面似大地水準面似大地水準面地球表面地球表面HHYHHYHHYHHYHHY = H - HY = 高程異常高程異常2點校正點校正福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓73HYHH地球表面地球表面似大地水準面似大地水

42、準面橢球面橢球面 = H - Hg HHYHY斜面或曲面斜面或曲面二、垂直平差二、垂直平差2點校正點校正福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓74二、垂直平差二、垂直平差 高程處理的介紹；高程處理的介紹； 從理論上而言，平面坐標從理論上而言，平面坐標XY使用四使用四參數是最精確的方法，高程使用高程擬合是最精確的方法參數是最精確的方法，高程使用高程擬合是最精確的方法 。 所以，在參數轉換中，用四參數轉換平面坐標，用高程所以，在參數轉換中，用四參數轉換平面坐標，用高程擬合的方法轉換高程是精度最好的方法。擬合的方法轉換高程是精度最好的方法。 2點校正點校正福州市福州市 GNSS 綜合應用培

43、訓綜合應用培訓751 1、加權均值法、加權均值法2 2、多項式曲線擬合、多項式曲線擬合3 3、多項式曲面擬合、多項式曲面擬合4 4、多面函數曲面擬合、多面函數曲面擬合5 5、線性移動擬合法、線性移動擬合法6 6、神經網絡法、神經網絡法 高程擬合計算的方法：高程擬合計算的方法：其中其中GPS水準利用水準利用多項式曲面擬合法多項式曲面擬合法應用最廣。應用最廣。2點校正點校正福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓761單點的高程異常與坐標( x，y) 之間函數關系如下： = f ( x，y) + 其中, f ( x , y) 為中趨勢值，似大地水準面；為模型誤差2 當有多個點時， 寫成矩陣

44、形式如下： = XB+ f ( x , y) = a 0 + a 1 x + a 2 y + a 3 x2 + a 4 xy + a 5 y2 + 對于每個已知點， 在最小二乘準則條件下，解出各a i , 求出測區(qū)范圍內任何插值點的高程異常值，進而計算出GPS 點的正常高。 注：兩個已知點以下即為加權平均；三個已知點以上六個已知點以下為平面擬合；六個已知點以上為曲面擬合。= f ( x，y) + 2點校正點校正福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓772點校正點校正福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓781對于平面：對于平面： 旋轉為零，比例因子為1。2對于高程：對于高程

45、： 相當于只加常數。2點校正點校正福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓792點校正點校正福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓80在不知道當地坐標系統的旋轉，比例因子情況下：單點校正： 1. 精度無法保障 2. 控制范圍更無法確定 建議：盡量不要用這種方式。2點校正點校正福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓812點校正點校正福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓82兩點校正注意：兩點校正注意： 1可求出選轉，比例因子從而了解當地坐標系統的大體情況 2. 控制范圍與兩點的長度有關，注意避免短邊控制長邊。 3注意比例因子至少在0.9999*至1.0000

46、*之間，超過此數 值，精度容易出問題或者已知點有問題。 4如果控制點高程的精度可以全部參與校正。 5注意旋轉的角度，一般都比較小，都在度以下，如果旋轉 上百度，就要注意是不是已知點有問題2點校正點校正福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓83三點校正注意：三點校正注意：注：三個點做點校正，有水平殘參，無垂直殘差2點校正點校正福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓84四點校正注意：四點校正注意：注：四個點做點校正，即有水平殘參，也有垂直殘差。2點校正點校正福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓85H 似大地水準面似大地水準面斜面或曲面殘差殘差二、垂直平差（校正殘差）

47、二、垂直平差（校正殘差）2點校正點校正福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合應用培訓86校正點的選取校正點的選取 1. 盡量避免單點校正,因為坐標系統中存在旋轉,如果一定要用單點校正,一定要注意旋轉大小,根據旋轉大小,控制作業(yè)范圍； 2. 注意控制范圍,在一個測區(qū)要有足夠的控制點,并避免短邊控制長邊； 3. 對于高程要特別注意控制點的線性分布(幾個控制點分布在一條線上),特別是做線路工程，參與校正的高程點建議不要超過2個點（既在校正時，校正方法里不要超過兩個點選垂直平差的）； 4. 注意坐標系統,中央子午線,投影面(特別是海拔比較高的地方),控制點與放樣點是否是一個投影帶； 5. 如果一個區(qū)域比較大,控制點比較多,要分區(qū)做校正,不要一個區(qū)域十幾個點或更多的點全部參與校正； 6注意所有殘差，不要超過2厘米以上，否則檢查控制點是否有誤。2點校正點校正福州市福州市 GNSS 綜合應用培訓綜合