RTK使用中参数的使用.doc

.RTK 使用中参数的应用随着 RTK 的广泛应用，在 RTK 使用过程中的问题众多，但最多的问题还是参数搞错时出的，这里就参数问题做简单说明。一、椭球的影响我们经常碰到的工地坐标椭球无非北京 54 和西安 80，即使一些独立坐标大多也是在 54 和 80 的椭球基础上做的改变。但 54 和80 的椭球都是参心系坐标，属二维坐标，即平面和高程是分开测量得到的，这样的测量大多没有考虑椭球的变形，平面坐标在地球表面都是直线，通过角度和长度应用导线闭合的方法计算出来的，这样的坐标累积误差也大，准确程度也大受影响。因此，国家需建立一套高精度、三维、动态的坐标系统，也就是 2008 年 7 月 1 日启用的地心坐标系统，由于 RTK 直接测量可获取到实时三维坐标，属地心系，因此在整体方面而言，RTK 精度还是较高的。椭球的基本参数为长半轴 a、短半轴 b，扁率 e，54 椭球由俄罗斯人克拉索夫斯基建立起的数学模型，建立较早，与后来建立的 80和 2000 坐标系偏差较大，因此，54 的坐标求完参数以后，最容易出现较大的残差的，如果在山区高程异常也比较明显，因为 54 的长半轴 a 与 2000 差 108 米，短半轴 b 与 2000 差 111 米，经度方向间距 1 度扩大 1.88 米，纬度方向 1 度缩小 1.94 米，高程问题下面再来.展开说明，因此，在求参数时，54 和 80 的椭球选择上是很重要的。在短距离内可能显示不出来，但是超过 10km 后，差距还是较为明显的。下面用数据来说明：下图是在中央子午线为 111 度，84 经纬度 a1 和 a2 个点在 54 和 80 椭球的坐标表现和相对位置关系点 名 B L 54椭 球 x y 80椭 球 x ya1 37.33333333 111.33333333 4158797.228 549414.687 4158728.159 549413.867a2 37.33333333 111.39333333 4158854.504 558250.519 4158785.435 558249.552 x y x y-57.276 -8835.832 -57.276 -8835.685从图上可以看出，在纬度不变时，54 和 80 椭球相对位置关系在大概 9 公里时，Y 方向就有 15cm 左右的差距。同理，在经度不变时，X 方向也有不同的差值，具体可以自己尝试。最后，再说下 2000 坐标系统与 WGS84 的关系，其实，WGS84 与2000 坐标系统定义上是一致的，基本可以认为 84 即 2000，当然，也有细微的差别，就是扁率有点细微的差别，不过影响不大，可以认为 84 即 2000，因此在使用网络连接省网的的状况下，固定解高精度下测量的经纬度，可以认为是该点的 84 或者 2000 的经纬度，可以作为一个 2000 或者 84 已知经纬度去使用。.二、中央子午线的影响中央子午线在参数中对精度的影响也较大，中央子午线的书面解释就不多说了，主要是中央子午线的影响，以及简单的应用中央子午线。首先，中央子午线分 3 度带和 6 度带，3 度带公式是 3n（n 代表带号） ，6 度带公式是 6n-3（n 代表带号） ，怎么去理解呢？这里我简单举个例子，例如：当前 RTK 上显示的经度是 113 度 40 分 40 秒，那么他的 3 度带中央子午线就是 114，他的 6 度带中央子午线就是111。因为，根据公式计算 3 度带中央子午线 114 控制的是 112 度30 分到 115 度 30 分，左右各 1 度 30 分，正好 3 度；6 度带中央子午线 111 控制的是 108 度到 114 度，左右各 3 度，正好 6 度。再如，RTK 当前经度是 111 度 30 分 30 秒，那么无论是 3 度带还是 6 度带，他的中央子午线都是 111 度，而且在同一椭球、没有任何参数的情况下，投影坐标是一样的，只是东坐标前面的带号不同而已，3 度带前面带号是 37，6 度带前面带号是 19，后面的坐标是一样的。也就是在 111 的 3 度带控制范围内是没有换带计算的，只有在 114 的3 度带控制范围内才有换带计算。其次，上面是国家标准中央子午线的分法，也有很多城市自己建立的坐标系统，这就是城市独立坐标系统了。例如：某个城市独立坐标系统是：椭球北京 54、子午线 112 度 30 分、北平移 100000米、东平移 100000（一般标准的是 500000 米）米、投影面 800。这就是一种独立的坐标系统，它不是按照大的标准来的，而是根据当.地情况自己制定的标准而已，因此，自己不根据国家的标准而订立的子午线都属独立的标准。再次，独立的坐标系统与国家坐标系统的差别在那里？相对位置还相同么？我认为主要表现在以下：2.1 坐标表现形式不同所谓的坐标表现形式是这样的，一般标准形式的坐标是：北坐标小数点前 7 为，东坐标小数点前 6 位或者 8 位；而独立坐标系统可能北坐标、东坐标是小数点前 5 位、4 位都有可能。2.2 相对位置关系有大不同所谓的不同就平面而言，就有较大的差距，这里就以实例来说明：下图是 84 经纬度在椭球选 84 时，G1 和 G2 两个点分别在中央子午线为 111 度和 112 度 30 分时的相对位置关系从图上可以看出，在椭球相同时，G1 和 G2 两点分别在子午线111 和 113 度 30 分的平面距离为 11100.577 和 11098.576，也就是说，在大概 11km 时，相对平面位置差 2 米，这样求出的参数平面精.度根本达不到。综上所述，中央子午线还是非常重要的一点，一般要根据工程方提供的标准来执行，如果没有提供标准，则自己来订立这个标准，但是必须在测量报告上必须得体现。三、其它投影参数的影响其它投影参数包括了投影面，北加常数，东加常数，投影比例等。由于其它投影参数测量中涉及的较少，只有投影高偶尔用到，只需按照提供的标准来输入就行。四、四参数、七参数、高程拟合、矫正参数四参数是由北平移、东平移、旋转角、投影比例四个参数构成的。七参数是由三个平移参数、三个旋转参数、一个比例参数组成的。高程拟合是由 6 个高程参数组成。矫正参数是三个平移参数组成的。在我们的工程之星 3.0 里面这些参数是混和使用的，但是也有一些注意要点，比如 7 参数是不能和高程拟合配合使用，4 参数不能和 7 参数配合使用， 7 参数可以和矫正参数配合使用等等。在我们工程之星 3.0 里面矫正参数是最灵活的参数，可以和任意参数配合使用。从 2008 年推出地心系坐标以后，各地纷纷建立 2000 坐标系统.控制网，从各个省做的控制网平差报告可以看出（如需看各省 2000系统建立报告请到网上查询） ，七参数基本使用率比较低，原因就是七参数在高程方面毫无优势可言，只有在高程异常值不大的小范围内可以使用，我们常用的七参数是布尔沙模型，这个模型在高程方面非常差，在山区大一点的范围，可明显看出其劣势，即使有使用的省份也大多是平原地区，而且从没用于高程方面，也是使用的二维七参数，顾名思义，就是用的平面而已，平面是没有问题的，高程是分开来计算的。各省大都是用的格网点内插的方式来进行 54和 80 转换 2000 坐标的，这种方法类似我们的四参数+高程拟合的方式来处理，因此，在使用 RTK 时，建议用四参数 +高程拟合的方式来进行测量工作为较好，如果使用电台则还需要矫正参数来配合，如果是网络则四参数+高程拟合就可以了。下面用一组数据来说明一下：下图 4.1 是使用静态解算软件在 80 椭球上并且是选用了曲面拟合以后的内复核高程残差，差值较大的是 3 号点的 5cm 左右，该次静态跨度为 70km 左右，整体平差所得，属山区。图 4.1.如果将解算所得的 80 坐标已知点和三维自由（约束）网平差所得经纬度配对输入工程之星求转换参数功能里面，会得到下图 4.2图 4.2上图为工程之星 cot 文件转换到 excel，可以看出高程残差显示一致，经过山西已做出 2 不同地方控制网的 RTK 实地测试已知点，得出结论如下：高程最大残差不会超过 15cm，经过 20 多个联测点的实地测试，高程大多在 5cm 之内，只有个别 23 个点，会略微超过 10cm，当然如果要求过高，可以做大地水准面精化，做水准模型，一般需要大量的人力和物力。如果不选用曲面拟合会得到如下图 4.3图 4.3.上图可以看出，不选用曲面拟合所看到的差值最大的有 20cm 多，通过工具箱使用七参数内复核高程的残差与上图类似，在工程之星 3.0 里面输入 7 参数实地测试已知点，发现最大的差值可达到1 米！综上所述，网络状况，使用 RTK 还是使用四参数+高程拟合的方式更优；电台还是四参数+高程拟合+矫正参数。最后，再说说电台和网络切换的问题，比如，起初求转换参数时，还是先用网络去求，为什么呢？这是因为网络求出转换参数有很多好处，好处在：网络求出的转换参数，四参数和高程拟合参数已经定死（再进行校正向导不会发生改变） ，而矫正参数里面，x、y 两个平移参数为 0，如果有拟合参数（大于等于 4 个已知点） ，那么 h 也为 0；如果没有拟合参数（小于 4 个已知点） ，那么高程不会为 0，只需要记住这个高程（一定要记住）就好了。接下来，如果你网络在山区没有信号，你可以在有信号的地方放个点，然后去切换成电台去矫正网络放的该点（注：有累计误差，精度要求较高者，可去正规已知点去校正） ，然后，电台切换网络呢？这里可以先把你的接收机切换成网络，收到信号固定以后，新建一个工程，在配置-坐标系统设置-选中网络求参数的坐标系统名-编辑-水平，把校正参数里面(各个厂家大同小异)，x,y 该为 0，如果有拟合参数，h 也改为 0；如果没有就输入当初网络求参数时的高程值，这样就不.需要再去校正已知点了。此文仅供参考 本人邮箱 slwlulu163.com