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所屬欄目:電子技術論文 發布日期:2012-06-07 09:52 熱度:
摘要:本文探討了基于廣東CORSS的網絡RTK測量中影響精度的幾個問題,著重分析了基于廣東CORSS的區域坐標轉換參數的測定方法,施例驗證了基于該方法的坐標轉換精度,旨在為基于CORSS的網絡RTK的使用者提供參考。
關鍵詞:坐標轉換、參數、精度
近年來,隨著廣東連續運行衛星基準站網(廣東CORSS)的建成使用,南方測繪儀器公司適時推出了價廉物美的測量型GPS衛星接受機,基于廣東CORSS及省似大地水準面精化成果的網絡RTK作業、GPS靜態項目越來越使用頻繁。廣東CORSS的網絡RTK成果是基于ITRF2000框架2006.9歷元,而用戶往往所需要的是1980西安坐標系成果或地方坐標系成果,因此在使用基于廣東CORSS的絡RTK進行作業時如果先測定了業區域內的坐標轉換參數,則在以后的作業中只要套用參數文件就可以實現單機作業了,方便、快捷、省時、省力。
一、 坐標轉換原理、方法、轉換模型和坐標轉換精度估計
不同坐標系的轉換主要是根據同時擁有兩套坐標的重合點的情況,選折適當的重合點,利用所選重合點的兩套坐標,采用適當的坐標轉換模型計算坐標系之間的轉換參數,常用方法有整體轉換法和分區轉換法。不同坐標系之間的轉換通常有兩種模型:一類是二維坐標轉換模式,一類是三維坐標轉換模式。二維坐標轉換模式通常采用平面四參數轉換模型,主要是因為數值穩定可靠,對較小區域的轉換精度較高。模型公式為:
其中,x,為平移參數,a為旋轉參數,m為尺度參數
精度估計:依據計算坐標轉換參數的重合點的殘差中誤差評估坐標轉換精度。
二、 重合點的選取和坐標測定
重合點的選取和重合點坐標的測量精度對坐標轉換精度具有重要影響。一般要求重合點能夠有效覆蓋整個測區,對測區典型地形要有代表性;重合點位置要能滿足進行GPS測量必備的條件:比如有效觀測衛星數,衛星高度角,選擇最佳觀測時間、方便進行水準聯測和具有較好的圖形強度等。某測區155平方公里,西北面為高山地,東南面為平地、海灘地,地面最低海拔3.5米左右,最高380米左右。我們在測區四周東西南北選折了8個點,中間區域選了2個點作為重合點。所選既能有效覆蓋測區,又有典型地形的代表性。
1、重合點坐標測量。所選重合點已經具有地方坐標系下的坐標,1985國家高程基準。首先對重合點進行穩定、可靠性檢查。使用一臺南方S86型GPS接受機,基于廣東CORSS測量其WGS-84坐標。觀測時各項條件均滿足GPS觀測要求。
先設定工作文件,顯示固定解時數據采樣間隔120〞保存觀測數據。
2、數據處理和參數計算。全部重合點數據采集完成以后,選折四參數轉換模型,輸入重合點的地方坐標,就可以自動進行參數計算了,計算中機器自動進行迭代運算直至尺度變形系數小于0.99999。文獻①認為提高GPS高程擬合精度可以顯著提高抗初差能力,因此在數據處理之前進行GPS高程擬合,可以借高程異常模型定位初差的功能達到剔除含有初差的重合點的目的。
三、坐標轉換參數精度估計
選取沒有參與參數計算的已知坐標點(不少于20個)作為檢驗點,在檢驗點上進行基于廣東CORSS的網絡RTK測量,套用上述參數文件,直接測出檢驗點的地方坐標。計算坐標殘差=,=,M=√「vv」x/(n-1),=√「vv」y/(n-1),M=,具體統計見下表。
點號 X0 Xi vx Y0 Yi vy
1 GE69 2490594.487 2490594.476 -0.011 513271.221 513271.209 -0.012
2 GD32 2492043.785 2492043.775 -0.010 520647.935 520647.945 +0.010
3 GE74 2488646.313 2488646.324 +0.011 522071.901 522071.911 +0.010
4 GE44 2485948.047 2485948.055 -0.008 518535.313 518535.300 -0.013
5 I439 2482160.842 2482160.856 +0.014 516575.328 516575.339 +0.011
6 I418 2482929.247 2482929.267 +0.020 515908.123 515908.135 +0.012
7 I430 2482651.453 2482651.439 -0.014 514548.386 514548.373 -0.013
8 I420 2481505.282 2481505.266 -0.016 513484.389 513484.369 -0.020
9 I414 2483785.691 2483785.675 -0.016 516342.290 516342.298 +0.008
10 I410 2484983.892 2484983.898 +0.006 517135.796 517135.816 +0.020
11 I401 2486879.540 2486879.522 -0.018 517560.810 517560.800 -0.010
12 I478 2487674.451 2487674.473 +0.022 518260.063 518260.073 +0.010
13 GE31 2489722.234 2489722.225 -0.009 517778.429 517778.441 +0.012
14 I382 2490991.930 2490991.943 +0.013 519837.344 519837.357 +0.013
15 GE16 2494262.257 2494262.242 -0.015 519742.987 519742.971 -0.016
16 GE23 2491403.712 2491403.734 +0.022 517231.899 517231.891 -0.008
17 I324 2489085.629 2489085.638 +0.009 513285.348 513285.336 -0.012
cm
35.94 cm
27.88
Mx= ±1.5cm My= ±1.32cm Mo= ±2.0
從上表可以看出本次求測的坐標轉換參數的精度較高,可以滿足測區加密控制點布設的要求。
四、參數邊界問題
實驗中發現,在模型參數范圍以內套用原參數精度較高,而在范圍以外,套用原參數驗證控制點常出現較大差異,在某一區域確定的參數往往不能深入到另一區域。因此實用中一要力求避免參數外推,二是分區求定參數,區域之間要有足夠的坐標重合點。
五、結束語
由于基于CORSS的網絡RTK測量方便、快捷,在工程測量領域得到了廣泛使用。實際使用中常出現以下問題,需要引起重視:
1、 注意選擇工作時間。晴朗天氣中午11點至下午3點時間段內往往長時間得不到固定解。
2、 重視參數的使用范圍。遠離原參數控制范圍測量應該重新確定新范圍內的轉換參數。
3、 經常檢查卡中是否有足夠現金余額。工作中常會出現不明原因的網絡連接不上,機器又正常,此時不妨檢查一下卡。
參考文獻:
1、一種適用于RTK/水準的抗差技術!稖y繪時空》2009-5,嚴新生
2、一種有效的坐標轉換殘差處理方法!測繪通報》2008-11,嚴新生
3、一種有效的WGS-84坐標系與地方坐標系轉換方法!稖y繪通報》2008-3,廖超明等
4、基于DEBP的GPS高程擬合!稖y繪通報》2008-12,楊敏
文章標題:基于廣東CORSS的網絡RTK測量探討
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