RTK使用中参数的使用.doc

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1、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XX80,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20XX7月1日启用的地心坐标系统,由于RTK直接测量可获取到实

2、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

3、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。

4、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3nn代表带号,6度带公式是6n-3n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3

5、0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

6、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G

7、2两点分别在子午线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

8、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20XX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

9、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

10、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XX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

11、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,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。