GPS常用术语测绘科学_2009

GPS常用术语测绘科学 2009-10-10 13:52:50 阅读45 评论0 字号：大中小 GPS常用术语测绘科学 2009-10-10 13:52:50 阅读45 评论0 字号：大中小 1.全球定位系统(GPS ) Global Position System GPS 是由美国研制的导航、授时和定位系统。它由空中卫星、地面跟踪监控站、和用户站三部分组成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力。GPS 系统的特点是高精度、全天候、高效率、多功能、操作简便、应用广泛等。 2.实时动态测量(RTK) Real Time Kinematic RTK 定位技术是基于载波相位观测值的实时动态定位技术，它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果，并达到厘米级精度。在RTK作业模式下，基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据，还要采集GPS 观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理。流动站可处于静止状态，也可处于运动状态。RTK 技术的关键在于数据处理技术和数据传输技术。 3. 观测时段 Observation 测站上开始接收卫星信号到停 接收，连续观测的时间长度。 4. 同步观测 Simultaneous Observation 两站或两站以上接收机同时对同一组卫星进行观测。 5. 天线高 Antenna Height 观测时接收机相位中心到测站中心标志面的高度。 6. 参考站 Reference Station 在一定的观测时间内，一台或几台接收机分别在一个或几个测站上，一直保持跟踪观测卫星，其余接收机在这些测站的一定范围内流动作业,这些固定测站就称为参考站。 7. 流动站 Roving Station 在参考站的一定范围内流动作业，并实时提供三维坐标的接收机称流动接收机。 8. 世界大地坐标系1984 （WGS1984） World Geodetic System 1984 由美国国防部在与WGS72 相关的精密星历NSWC –9Z-2 基础上，采用 1980大地参考数和BIH1984.0 系统定向所建立的一种地心坐标系。 9. 国际地球参考框架ITRFYY InternationalTerrestrial Refference Frame 由国际地球自转服务局推荐的以国际参考子午面和国际参考极为定向基准，以IERS YY 天文常数 基础所定义的一种地球参考系和地心 （地球）坐标系。 10. 永久性跟踪站Permanent Tracking Station 长期连续跟踪接收卫星信号的永久性地面观测站。 11. 广域增强差分系统（WAAS） WideArea Augmentation Differential GPS System WAAS 系统是将主控站所算得的广域差分信号改正信息，经过地面站传输至地球同步卫星，该卫星以GPS 的L1 频率 载波，将上述差分改正信息当作GPS 导航电文转发给用户站，从而形成广域GPS 增强系统。美国已计划将WAAS 发展成国际标准,是美国GPS现代化计划的一部分。 12. 局域增强差分系统（LAAS） LocalArea AugmentationDifferential GPS System 将基准站所算得的伪距差分和载波相位差分改正值、C/A码测距信号，一起由地基播发站 制在L1 频道上传输给用户站。 13. 在航初始化 （OTF） On The Flying 是整周模糊度的在航解算方法。 14. 高度截止角 Elevation Mask Angle 为了屏蔽遮挡物 （如建筑物、树木等）及多路径效应的影响所设定的角度阀值，低于此角度视野域内的卫星不予跟踪。 GPS RTK点校正求坐标转换参数的方法2010-02-26 16:23RTK实时测量以其高精度、高效率、宽广的应用范围极受业界的亲眯，得到了空前的关注。结合目前GPS定位在民用的技术水平，如何将上述优势淋漓尽致的体现出来，其中一个重要的技术环节就是正确、实时地求取地方坐标转换参数。 我们知道，GPS定位提供的WGS84大地坐标在大多数工程应用中没有太大意义。实际需要将GPS观测的84坐标转换为国家平面坐标（如BJ54）或者工程坐标。对于WGS84到BJ54的转换，我们可以采用高斯投影的方法，这时需要确定WGS84与BJ54两个大地测量基准之间的转换参数（三参数或七参数），需要定义三维空间直角坐标轴的偏移量和（或）旋转角度并确定尺度差。但通常情况下，对于一定区域内的工程测量应用，我们往往利用以往的控制点成果求取“区域性”的地方转换参数。其前提条件是： 1、 控制点的数量应足够。一般来讲，平面控制应至少三个，高程控制应根据地形地貌条件，数量要求会更多（比如4个或以上）以确保拟合精度要求。 2、 控制点的控制范围和分布的合理性。控制范围应以能够覆盖整个工区为原则，一般情况下，相邻控制点之间的距离在3km~5km，所谓分布的合理性主要是指控制点分布的均匀性，当然控制点是越多越好。 3、 控制点之间应具备相互位置关系精确的WGS84大地坐标BLH和地方坐标XYZ，以确保转换关系的正确性。 事实上，具体到我们的测量工作，遇到的情况可能有以下几种： 1、 宽广的测区只有有限等级控制点的地方坐标XYZ。在这种情况下，我们要根据实地情况做加密的控制测量，将静态数据进行整体网统一平差，给出相对精度准确的WGS84坐标和地方坐标。 2、 测区已经有足够控制点的WGS84坐标和地方坐标，并且有精确的相对位置关系。 3、 测区只有足够控制点的地方坐标，相对位置关系精确，但没有WGS84坐标。在这种情况下，我们可以利用RTK测量方法，以基准站为起算位置（这个起算位置的坐标由GPS接收机观测确定，是一个精度有限的大地坐标，但它不影响RTK观测的相对位置关系），确定各控制点之间相对精确的位置关系，并实时测定WGS84大地坐标。该方法具体实施时可能会遇到难处，比如控制点的距离太远，而RTK的作用距离有限。 需要说明的是，上面三种情况中，不管是那一种情况，控制点的地方坐标必须是相对准确的，同时控制点的大地坐标也应该是相对准确的。在这里就要提醒同仁，静态数据平差得到的大地坐标，不能同RTK实时观测的大地坐标混合在一起来求地方坐标转换参数，因为他们起算的基准可能不一样。另外，如果有两个静态控制网，没有进行统一平差，分别给出的大地坐标，也可能不能混合在一起来求地方坐标转换参数，因为一个网中的点和另一个网中的点的大地坐标，其位置关系可能不准确。对于WGS84坐标，我们应该保留至少十万分之一秒。 不管测量工作遇到的是那种情况，区域性的地方转换参数，总可以利用点校正来求取。点校正的方法在实践中是可靠的。点校正必须知道每个控制点的WGS84坐标和地方坐标。点校正的广泛应用，在于它有以下几个显著的特点： 1、 点校正可以为RTK测量提高平面精度； 2、 点校正可以检验控制点的平面相对精度和高程相对精度； 3、 足够的点参与点校正，RTK就可以进行高程测量； 4、 点校正可以求取区域地方坐标转换参数； 至于怎样进行点校正的操作，请参阅《控制器中点校正求区域地方坐标转换参数》和《TGO中点校正求区域地方坐标转换参数》。 CORS 简介2010-01-18 16:24随着GPS技术的飞速进步和应用普及，它在城市测量中的作用已越来越重要。当前，利用多基站网络RTK技术建立的连续运行卫星定位服务综合系统（Continuous Operational Reference System，缩写为CORS）已成为城市GPS应用的发展热点之一。CORS系统是卫星定位技术、计算机网络技术、数字通讯技术等高新科技多方位、深度结晶的产物。 　　CORS系统由基准站网、数据处理中心、数据传输系统、定位导航数据播发系统、用户应用系统五个部分组成，各基准站与监控分析中心间通过数据传输系统连接成一体，形成专用网络。 　　基准站网：基准站网由范围内均匀分布的基准站组成。负责采集GPS卫星观测数据并输送至数据处理中心，同时提供系统完好性监测服务。 　　数据处理中心：系统的控制中心，用于接收各基准站数据，进行数据处理，形成多基准站差分定位用户数据，组成一定的数据文件，分发给用户。数据处理中心是CORS的核心单元，也是高精度实时动态定位得以实现的关键所在。中心24小时连续不断地根据各基准站所采集的实时观测数据在区域内进行整体建模解算，自动生成一个对应于流动站点位的虚拟参考站（包括基准站坐标和GPS观测值信息）并通过现有的数据通信网络和无线数据播发网，向各类需要测量和导航的用户以国际通用格式提供码相位/载波相位差分修正信息，以便实时解算出流动站的精确点位。 　　数据传输系统：各基准站数据通过光纤专线传输至监控分析中心，该系统包括数据传输硬件设备及软件控制模块。 　　数据播发系统：系统通过移动网络、UHF电台、Internet等形式向用户播发定位导航数据。 　　用户应用系统：包括用户信息接收系统、网络型RTK定位系统、事后和快速精密定位系统以及自主式导航系统和监控定位系统等。按照应用的精度不同，用户服务子系统可以分为毫米级用户系统，厘米级用户系统，分米级用户系统，米级用户系统等；而按照用户的应用不同，可以分为测绘与工程用户（厘米、分米级），车辆导航与定位用户（米级），高精度用户（事后处理）、气象用户等几类。 　　CORS系统彻底改变了传统RTK测量作业方式，其主要优势体现在：1）改进了初始化时间、扩大了有效工作的范围；2）采用连续基站，用户随时可以观测，使用方便，提高了工作效率；3）拥有完善的数据监控系统，可以有效地消除系统误差和周跳，增强差分作业的可靠性；4）用户不需架设参考站，真正实现单机作业，减少了费用；5）使用固定可靠的数据链通讯方式，减少了噪声干扰；6）提供远程INTERNET服务，实现了数据的共享；7）扩大了GPS在动态领域的应用范围，更有利于车辆、飞机和船舶的精密导航；8）为建设数字化城市提供了新的契机。 　　CORS系统仅是一个动态的、连续的定位框架基准，同时也是快速、高精度获取空间数据和地理特征的重要的城市基础设施，CORS可在城市区域内向大量用户同时提供高精度、高可靠性、实时的定位信息，并实现城市测绘数据的完整统一，这将对现代城市基础地理信息系统的采集与应用体系产生深远的影响。它不仅可以建立和维持城市测绘的基准框架，更可以全自动、全天候、实时提供高精度空间和时间信息，成为区域规划、管理和决策的基础。该系统还能提供差分定位信息，开拓交通导航的新应用，并能提供高精度、高时空分辨率、全天候、近实时、连续的可降水汽量变化序列，并由此逐步形成地区灾害性天气监测预报系统。此外，CORS系统可用于通信系统和电力系统中高精度的时间同步，并能就地面沉降、地质灾害、地震等提供监测预报服务、研究探讨灾害时空演化过程。 　　连续运行参考站系统（CORS）可以定义为一个或若干个固定的、连续运行的GPS参考站，利用现代计算机、数据通信和互联网(LAN／WAN)技术组成的网络，实时地向不同类型、不同需求、不同层次的用户自动地提供经过检验的不同类型的GPS观测值(载波相位，伪距)、各种改正数、状态信息以及其他有关GPS服务项目的系统。与传统的GPS作业相比连续运行参考站具有作用范围广、精度高、野外单机作业等众多优点。 　　1、国内外现状及背景 　　1.1国外CORS发展概况 　　国际大地测量发展的一个特点是建立全天候、全球覆盖、高精度、动态、实时定位的卫星导航系统。在地面则建立相应的永久性连续运行的GPS参考站。目前世界上较发达的国家都建立或正在建立连续运行参考站系统（CORS）。 　　美国的GPS连续运行参考站系统（CORS）。它由美国国家大地测量局（NGS）负责，该系统的当前目标是:①使全部美国领域内的用户能更方便地利用该系统来达到厘米级水平的定位和导航；②促进用户利用CORS来发展GIS；③监测地壳形变；④支持遥感的应用；⑤求定大气中水汽分布；⑥监测电离层中自由电子浓度和分布。 　　至2001年5月，CORS已有160余个站。美国NGS宣布,为了强化CORS，从即日起，以每个月增加3个站的速度来改善该系统的空间覆盖率。CORS的数据和信息包括接收的伪距和相位信息、站坐标、站移动速率矢量、GPS星历、站四周的气象数据等，用户可以通过信息网络，如Internet很容易下载而得到。 　　英国的连续运行GPS参考站系统（COGRS）的功能和目标类似于上述CORS，但结合英国本土情况,多了一项监测英伦三岛周围海平面的相对和绝对变化的任务。目前已有近60个GPS连续运行站。 　　德国的全国卫星定位网由100多个永久性GPS跟踪站组成。它也提供4个不同层次的服务：①米级实时DGPS（精度为±1～3 m）；②厘米级实时差分GPS（精度为1～5 cm）；③精度为1cm的准实时定位；④高精度大地定位（精度优于1 cm）。 　　其他欧洲国家，即使领土面积比较小的芬兰、瑞士等也已建成具有类似功能的永久性GPS跟踪网，作为国家地理信息系统的基准，为GPS差分定位、导航、地球动力学和大气提供科学数据。 　　在亚洲，目前日本已建成近1200个GPS连续运行站网的综合服务系统———GeoNet。它在以监测地壳运动地震预报为主要功能的基础上，目前结合大地测量部门、气象部门、交通管理部门开展GPS实时定位、差分定位、GPS气象学、车辆监控等服务。 　　1.2国内CORS发展概况 　　随着国家信息化程度的提高及计算机网络和通信技术的飞速发展，电子政务、电子商务、数字城市、数字省区和数字地球的工程化和现实化，需要采集多种实时地理空间数据，因此，中国发展CORS系统的紧迫性和必要性越来越突出。几年来，国内不同行业已经陆续建立了一些专业性的卫星定位连续运行网络，目前，为满足国民经济建设信息化的需要，一大批城市、省区和行业正在筹划建立类似的连续运行网络系统，一个连续运行参考站网络系统的建设高潮正在到来。 　　深圳市建立了我国第一个连续运行参考站系统（SZCORS），目前已开始全面地测量应用。全国部分省、市也已初步建成或正在建立类似的省、市级CORS系统，如：广东省、江苏省、北京、天津、上海、广州、东莞、成都、武汉、昆明、重庆等。 　　四川地震局建立的CDCORS，已经运行三年多，原本主要目的是用来做监控四川地区地震灾害，但是通过对其潜在功能的挖掘，在GPS大地测量方面开发利用，通过授权拨号登录，对外开放网络使用权，实现用户GPS实时高精度差分定位，取得了一定的收益。 　　2、建立CORS的必要性和意义 　　“空间数据基础设施”是信息社会、知识经济时代必备的基础设施。城市连续运行参考站系统（CORS）是“空间数据基础设施”最为重要的组成部分，可以获取各类空间的位置、时间信息及其相关的动态变化。通过建设若干永久性连续运行的GPS基准站，提供国际通用各式的基准站站点坐标和GPS测量数据，以满足各类不同行业用户对精度定位，快速和实时定位、导航的要求，及时地满足城市规划、国土测绘、地籍管理、城乡建设、环境监测、防灾减灾、交通监控，矿山测量等多种现代化信息化管理的社会要求。建立CORS的必要性和意义主要体现在以下几个方面： 　　(1) CORS的建立可以大大提高测绘精度、速度与效率, 降低测绘劳动强度和成本, 省去测量标志保护与修复的费用, 节省各项测绘工程实施过程中约30% 的控制测量费用。由于城市建设速度加快，对GPS-C、D、E级控制点破坏较大，一般在5-8年需重新布设，至于在路面的图根控制更不用说，一二年就基本没有了，各测绘单位不是花大量的人力重新布设，就是仍以支站方式，这不但保证不了精度，还造成了人力物力财力的大量浪费。随着CORS基站的建设和连续运行，就形成了一个以永久基站为控制点的网络。所以，可以利用已建成的CORS系统对外开发使用，收取一定的费用，收费标准可以根据各地的投入和实际情况制定，当然这一点上更多的是社会效益。 　　(2) CORS的建立，可以对工程建设进行实时、有效、长期的变形监测, 对灾害进行快速预报。CORS项目完成将为城市诸多领域如气象、车船导航定位、物体跟综、公安消防、测绘、GIS 应用等提供精度达厘米级的动态实时GPS 定位服务, 将极大地加快该城市基础地理信息的建设。 　　(3) CORS将是城市信息化的重要组成部分, 并由此建立起城市空间基础设施的三维、动态、地心坐标参考框架, 从而从实时的空间位置信息面上实现城市真正的数字化。CORS建成能使更多的部门和更多的人使用GPS 高精度服务,它必将在城市经济建设中发挥重要作用。由此带给城市巨大的社会效益和经济效益是不可估量的, 它将为城市进一步提供良好的建设和投资环境。 CORS为Continuously Operating Reference Stations的英文缩写，翻译为中文为“连续运行参考站”。CORS是利用全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System，以下简称GNSS）、计算机、数据通信和互联网络等技术，在一个城市、一个地区或一个国家根据需求按一定距离建立长年连续运行的若干个固定GNSS 参考站组成的网络系统。连续运行参考站系统是网络RTK（Real-Time Kinematic）系统的基础设施，（网络RTK也称多参考站RTK，是近年来在常规RTK、计算机技术、通讯网络技术的基础上发展起来的一种实时动态定位新技术。）在此基础上就可以建立起各种类型的网络RTK 系统。 　连续运行参考站系统有一个或多个数据处理中心，各个参考站点与数据处理中心之间具有网络连接，数据处理中心从参考站点采集数据，利用参考站网软件进行处理，然后向各种用户自动地发布不同类型的卫星导航原始数据和各种类型RTK改正数据。连续运行参考站系统能够全年365 天，每天24 小时连续不间断地运行，全面取代常规大地测量控制网。用户只需一台GNSS 接收机即可进行毫米级、厘米级、分米级、米级的实时、准实时的快速定位或事后定位。全天候地支持各种类型的GNSS 测量、定位、变形监测和放样作业。可满足覆盖区域内各种地面、空中和水上交通工具的导航、调度、自动识别和安全监控等功能，服务于高精度中短期天气状况的数值预报、变形监测、地震监测、地球动力学等。连续运行参考站系统还可以构成国家的新型大地测量动态框架体系和构成城市地区新一代动态参考站网体系。它不仅能满足各种测绘参考的需求，还能满足环境变迁动态信息监测等多种需求。 高斯投影2010-01-27 10:03高斯-克吕格投影性质 　　高斯-克吕格(Gauss-Kruger)投影简称“高斯投影”，又名"等角横切椭圆柱投影”，地球椭球面和平面间正形投影的一种。德国数学家、物理学家、天文学家高斯（Carl FriedrichＧauss，1777一 1855）于十九世纪二十年代拟定，后经德国大地测量学家克吕格（Johannes Kruger，1857～1928）于 1912年对投影公式加以补充，故名。该投影按照投影带中央子午线投影为直线且长度不变和赤道投影为直线的条件，确定函数的形式，从而得到高斯一克吕格投影公式。投影后，除中央子午线和赤道为直线外， 其他子午线均为对称于中央子午线的曲线。设想用一个椭圆柱横切于椭球面上投影带的中央子午线，按上述投影条件，将中央子午线两侧一定经差范围内的椭球面正形投影于椭圆柱面。将椭圆柱面沿过南北极的母线剪开展平，即为高斯投影平面。取中央子午线与赤道交点的投影为原点，中央子午线的投影为纵坐标x轴，赤道的投影为横坐标y轴，构成高斯克吕格平面直角坐标系。 　　高斯-克吕格投影在长度和面积上变形很小，中央经线无变形，自中央经线向投影带边缘，变形逐渐增加，变形最大之处在投影带内赤道的两端。由于其投影精度高，变形小，而且计算简便（各投影带坐标一致，只要算出一个带的数据，其他各带都能应用），因此在大比例尺地形图中应用，可以满足军事上各种需要，能在图上进行精确的量测计算。 　　高斯投影：它是一种横轴等角切圆柱投影。它把地球视为球体,假想一个平面卷成一个横圆柱面并把它套在球体外面,使横轴圆柱的轴心通过球的中心,球面上一根子午线与横轴圆柱面相切。这样,该子午线在圆柱面上的投影为一直线,赤道面与圆柱面的交线是一条与该子午线投影垂直的直线。将横圆柱面展开成平面,由这两条正交直线就构成高斯-克吕格平面直角坐标系。为减少投影变形,高斯-克吕格投影分为3o带和6o带投影。 　　高斯－克吕格投影是设想用一个椭圆柱横套在地球椭球的外面,并与设定的中央经线相切。 　　高斯－克吕格投影分带规定:该投影是国家基本比例尺地形图的数学基础,为控制变形,采用分带投影的方法,在比例尺 1:2.5万-1:50万图上采用6°分带,对比例尺为 1:1万及大于1:1万的图采用3°分带。 　　6°分带法:从格林威治零度经线起,每6°分为一个投影带,全球共分为60个投影带,东半球从东经0°-6°为第一带,中央经线为3°,依此类推,投影带号为1-30。其投影代号n和中央经线经度L0的计算公式为:L0=(6n-3)°;西半球投影带从180°回算到0°,编号为31-60,投影代号n和中央经线经度L0的计算公式为L0=360-(6n-3)°。 　　3°分带法:从东经1°30′起,每3°为一带,将全球划分为120个投影带,东经1°30′-4°30′,...178°30′-西经178°30′,...1°30′-东经1°30′。 　　东半球有60个投影带,编号1-60,各带中央经线计算公式:L0=3°n ,中央经线为3°、6°...180°。西半球有60个投影带,编号1-60,各带中央经线计算公式:L0=360°-3°n ,中央经线为西经177°、...3°、0°。 　　我国规定将各带纵坐标轴西移500公里,即将所有y值加上500公里,坐标值前再加各带带号以18带为例,原坐标值为y=243353.5m,西移后为y=743353.5,加带号通用坐标为y=18743353.5 。 高斯坐标2010-01-27 10:02高斯坐标即高斯-克吕格坐标系 　　（1）高斯-克吕格投影性质 　　高斯-克吕格(Gauss-Kruger)投影简称“高斯投影”，又名"等角横切椭圆柱投影”，地球椭球面和平面间正形投影的一种。德国数学家、物理学家、天文学家高斯（Carl FriedrichGauss，1777一 1855）于十九世纪二十年代拟定，后经德国大地测量学家克吕格（Johannes Kruger，1857～1928）于 1912年对投影公式加以补充，故名。该投影按照投影带中央子午线投影为直线且长度不变和赤道投影为直线的条件，确定函数的形式，从而得到高斯一克吕格投影公式。投影后，除中央子午线和赤道为直线外， 其他子午线均为对称于中央子午线的曲线。设想用一个椭圆柱横切于椭球面上投影带的中央子午线，按上述投影条件，将中央子午线两侧一定经差范围内的椭球面正形投影于椭圆柱面。将椭圆柱面沿过南北极的母线剪开展平，即为高斯投影平面。取中央子午线与赤道交点的投影为原点，中央子午线的投影为纵坐标x轴，赤道的投影为横坐标y轴，构成高斯克吕格平面直角坐标系。 　　高斯-克吕格投影在长度和面积上变形很小，中央经线无变形，自中央经线向投影带边缘，变形逐渐增加，变形最大之处在投影带内赤道的两端。由于其投影精度高，变形小，而且计算简便（各投影带坐标一致，只要算出一个带的数据，其他各带都能应用），因此在大比例尺地形图中应用，可以满足军事上各种需要，能在图上进行精确的量测计算。 　　（2）高斯-克吕格投影分带 　　按一定经差将地球椭球面划分成若干投影带,这是高斯投影中限制长度变形的最有效方法。分带时既要控制长度变形使其不大于测图误差，又要使带数不致过多以减少换带计算工作，据此原则将地球椭球面沿子午线划分成经差相等的瓜瓣形地带,以便分带投影。通常按经差6度或3度分为六度带或三度带。六度带自0度子午线起每隔经差6度自西向东分带，带号依次编为第 1、2…60带。三度带是在六度带的基础上分成的，它的中央子午线与六度带的中央子午线和分带子午线重合，即自 1.5度子午线起每隔经差3度自西向东分带，带号依次编为三度带第 1、2…120带。我国的经度范围西起 73°东至135°，可分成六度带十一个，各带中央经线依次为75°、81°、87°、……、117°、123°、129°、135°，或三度带二十二个。六度带可用于中小比例尺（如 1：250000）测图，三度带可用于大比例尺（如 1：10000）测图，城建坐标多采用三度带的高斯投影。 　　（3）高斯-克吕格投影坐标 　　高斯- 克吕格投影是按分带方法各自进行投影，故各带坐标成独立系统。以中央经线投影为纵轴(x), 赤道投影为横轴(y),两轴交点即为各带的坐标原点。纵坐标以赤道为零起算，赤道以北为正，以南为负。我国位于北半球，纵坐标均为正值。横坐标如以中央经线为零起算，中央经线以东为正，以西为负，横坐标出现负值，使用不便，故规定将坐标纵轴西移500公里当作起始轴，凡是带内的横坐标值均加 500公里。由于高斯-克吕格投影每一个投影带的坐标都是对本带坐标原点的相对值，所以各带的坐标完全相同，为了区别某一坐标系统属于哪一带，在横轴坐标前加上带号，如(4231898m,21655933m)，其中21即为带号。 　　（4）高斯-克吕格投影与UTM投影 　　某些国外的软件如ARC/INFO或国外仪器的配套软件如多波束的数据处理软件等，往往不支持高斯-克吕格投影，但支持UTM投影，因此常有把UTM投影坐标当作高斯-克吕格投影坐标提交的现象。 　　UTM投影全称为“通用横轴墨卡托投影”，是等角横轴割圆柱投影（高斯-克吕格为等角横轴切圆柱投影），圆柱割地球于南纬80度、北纬84度两条等高圈，该投影将地球划分为60个投影带，每带经差为6度，已被许多国家作为地形图的数学基础。UTM投影与高斯投影的主要区别在南北格网线的比例系数上，高斯-克吕格投影的中央经线投影后保持长度不变，即比例系数为1，而UTM投影的比例系数为0.9996。UTM投影沿每一条南北格网线比例系数为常数，在东西方向则为变数，中心格网线的比例系数为0.9996，在南北纵行最宽部分的边缘上距离中心点大约 363公里，比例系数为 1.00158。 　　高斯-克吕格投影与UTM投影可近似采用 Xutm=0.9996 * X高斯，Yutm=0.9996 * Y高斯进行坐标转换。 手持GPS上设置WGS84和北京54,西安80转换参数以及计算软件(免费哦) 找了很长时间,终于找到一个可以使用的简单软件,可以实现用WGS84和理论大地坐标求转换的DX\DY\DZ参数,而且里面有详细的说明文件,咱是从网上下载来的,所以免费奉献给大家,看了很多好朋友的留言，感觉大家对这个软件的精度预期太高了，其实按照平差软件来说至少要有4个以上的点，3个用来校准参数，一个用于检验校准参数，而且要求4个点大概的能够包围测区，就我本人使用的感受来讲，实际上用一个点计算出来的参数也是一个大概齐，在实际的使用中要在已知点上一点一点的校准，因为地球是椭圆的，调整XY任何一个数值都会引起两个数值的变化，比如X差了50米，你先输进去30米，然后再看XY值的变化情况，再去调整，这样能够在一个点上调整的比较准，如果马上放样的话，误差大概在2米之内，可是你第二天再去这个位置的话就可能误差10米了，所以一般情况之下我都是先在需要工作的地区先找一个放过的点看一下，并记录下误差值，然后在放样的时候按照这个有误差的数据去放，这样差别就不大了，这是个人的一点经验之谈 手持GPS坐标系统的转换与应用 一、为什么要进行坐标系统的转换 1、目前全球卫星定位系统（GPS）技术应用已十分广泛，无论是静态测量型、动态（RTK）还是手持导航等机型在测绘、地质调查、土地调查、森林普查等专业的应用已十分普遍。近几年，随着技术的不断完善以及美国SA政策的解除，手持导航型GPS接收机的定位精度较之以前已经有了大大的提高。但由于GPS测量系统与常规大地测量系统所采用的椭球参数及坐标系的原点不同，因此手持GPS观测的三角点坐标值与已知的坐标值相差甚远。其原因是：GPS测量采用的是球心坐标系（也称质心坐标系）、即WGS——84世界坐标系。而经典大地测量采用的是参心坐标系、即以参考椭球体的中心为原点。另外其椭球参数也相差很大，因此造成了观测值与已知值相差甚多。目前我国各种基本比例尺地形图所采用的坐标系统普遍为1954年北京坐标系或1980西安坐标系，这两种坐标系统均属于参心坐标系。所以手持GPS接收机的坐标系统与我们常用的地形图分属于不同的坐标系统，因此手持GPS接收机观测的坐标值不能直接展绘于1954年北京坐标系或1980西安坐标系的地形图上。基于上述种种原因，为了扩大手持GPS 的应用范围，发挥其应有的作用、同时消除因椭球参数的不同而产生的定位误差，必须对其各种参数进行重新设置和调整，进而才能提高观测精度，使其能够真正地应用到我们的实际工作中去。 2、要想对手持GPS 进行坐标转换，首先必须搞清楚两种坐标系统所采用的椭球参数有什么不同。 以下列出了WGS—84坐标系与1954年北京坐标系及1980西安坐标系椭球参数： 一：项目 WGS——84坐标系（m） 1954年北京坐标系(m) 长半轴 （a） 6378137 6378245 短半轴 (b) 6356752.3142 6356863.0188 扁 率 (α) 1/298.257223563=0.003352811 1/298.3=0.00335233 表二： 项 目 WGS——84坐标系（m） 1980西安坐标系(m) 长半轴 （a） 6378137 6378140 短半轴 (b) 6356752.3142 6356755.2882 扁率(α)1/298.257223563=0.003352811 1/298.257=0.003352813 二、 野外作业中的实际应用： （以GARMIN公司的小博士系列为例，其他型号的基本类似），对于其它品牌的接收机本人没有接触过，对其标称精度和操作方法可参考相关说明书及进行校正。 1、第一步： 测区范围内，在均匀分布的不少于三个已知三角点上（此时选择的三角点应尽量分布在工作区的四周），先将GPS接收机内部的参数全部设为“0”，即DX=0、DY=0、DZ=0、DA=0、DF=0，其中DX、DY、DZ为同一点两种坐标系统三维坐标差值，DA为两种坐标系统长半轴差值，DF为两种坐标系统扁率的差值。上述操作完成后，用GPS接收机分别观测已知三角点的坐标，根据观测结果与已知坐标值求出各自的差值，并取其平均值作为DX、DY、DZ的改正值（因GARMIN公司所产系列手持定位仪目前市面上除桂冠、展望两种型号具有气压测高功能外，其余几种型号均为GPS测高、其精度较低，无法利用，因此可将DZ设为0，也可将DZ设为其改正数，改正与否对其它参数设置均没有影响），此时上述改正数只作为参考。 2、第二步： 在已进行观测的三角点上将接收机的参数DX、DY、DZ设为已经取得的改正数，将DA、DF设为相应的差值，即a(84)－a(54)=DA=-108、α（84）-α（54）=DF=0.0000005，或a(84)—a(80)=-3、α（84）-α（80）=0.00000003。再在相同的三角点上观测已知点坐标，根据观测结果对DX、DY、DZ加入第二次新的改正数。此时，再用GPS接收机第二次观测所有已知点的坐标进行第二次改正，直到GPS接收机观测的坐标值接近已知点坐标，其差值一般小于5米时，取其各点的观测值与已知坐标的差值的平均值作为DX、DY、DZ的最终改正数，上述操作一般循环到第二次即可得到理想的改正数。 三、参数的设置及具体操作方法： 1、打开电源 按翻页键进入菜单画面 按上下键至设置 按输入键进入设置 按上下键至单位 按输入键进入单位菜单 按输入键进入（位置 距离） 按输入键进入（位置格式） 位置格式设为（User Grid） 按输入键进入User Grid菜单。 2、USER UTM GRID格式中，将LONGITUDE ORIGN栏中第一位改为“E”，代表东经，紧随其后输入测区所在的三度带或六度带中央子午线度数、在SCALE栏中输入1.0000000,代表比例系数、在FALSE E栏中输入500000.0，代表东偏的距离、以米为单位，在FALSE N中输入0.0，代表北偏为零。 3、数值输入编辑完成后，按上下键至存储按钮，按输入键存储完成编辑并返回单位菜单。 4、按上下键至地图基准 按输入键进入地图基准菜单 按上下键至WGS 84 再按输入键进入单位菜单 按上下键至User（用户自定义），按输入键进入（WGS84——LOCAL）菜单，然后进行二款中各个步骤的操作，各项改正数设置完毕后，不要忘记按输入键进行存储。 5、逐次按翻页键返回卫星接收状态，此时如已收到四颗以上卫星并且信号良好，即可长按输入键获取定点坐标。应该注意的是：到达某一位置，不要急于测定其坐标，而要等手持GPS静止1—2分钟然后再测定，这样求得的坐标较为准确，其他操作在此不再赘述。 四、 应用范围： 上述各种参数经过校正后，如方法正确，其定位精度一般≤±5米，完全可满足1∶10000、1∶25000、1∶50000、1∶100000、1∶200000等各种比例尺的地形图航测外业工作中的新增地物补测，区域地质填图中的地层界线的定位、物探专业各种工作方法测网中的平面定位测量（如：磁法、电法、充电法、地震勘探、重力勘探、及区域化探中的采样点定位）。大大地减轻了野外工作中的劳动强度、提高了工作效率和定位精度，使用起来十分方便。 五、 注意事项： 1、校正后的误差如大于5米时，一般不宜用于大于1∶10000比例尺的各种地质工作。即使校正后，其定位误差≤5米，也不能在≥1∶5000比例尺的各种地质工作中作为定位使用。当然，如果某些工作对野外定位精度要求不高，也可在1∶5000比例尺的工作中使用。 2、区内如果没有已知三角点或低等级的测量控制点可供校正，手持GPS接收机只能用于导航，而不能用于定位。 3度带和6度带2009-12-08 10:15三度带与六度带的概念源于高斯平面直角坐标 ，高斯平面直角坐标适用于：测区范围较大，不能将测区曲面当作平面看待。 　　当测区范围较大，若将曲面当作平面来看待，则把地球椭球面上的图形展绘到平面上来，必然产生变形，为减小变形，必须采用适当的方法来解决。测量上常采用的方法是高斯投影方法。 　　高斯投影方法是将地球划分成若干带，然后将每带投影到平面上。 1．我国采用6度带和3度带： 1∶2.5万及1∶5万的地形图采用6度分带投影，即经差为6度，从零度子午线开始，自西向东每个经差6度为一投影带，全球共分60个带，用1，2，3，4，5，……表示．即东经0～6度为第一带，其中央经线的经度为东经3度，东经6～12度为第二带，其中央经线的经度为9度。 1∶1万的地形图采用3度分带，从东经1.5度的经线开始，每隔3度为一带，用1，2，3，……表示，全球共划分120个投影带，即东经1.5～ 4.5度为第1带，其中央经线的经度为东经3度，东经4.5～7.5度为第2带，其中央经线的经度为东经6度．我省位于东经113度－东经120度之间，跨第38、39、40共计3个带，其中东经115.5度以西为第38带，其中央经线为东经114度；东经115.5～118.5度为39带，其中央经线为东经117度；东经118.5度以东到山海关为40带，其中央经线为东经120度。 地形图上公里网横坐标前2位就是带号，例如：1∶5万地形图上的横坐标为20345486，其中20即为带号，345486为横坐标值。 2．当地中央经线经度的计算 六度带中央经线经度的计算：当地中央经线经度＝6°×当地带号－3°，例如：地形图上的横坐标为20345，其所处的六度带的中央经线经度为：6°×20－3°＝117°（适用于1∶2．5万和1∶5万地形图）。 三度带中央经线经度的计算：中央经线经度＝3°×当地带号（适用于1∶1万地形图）。 例如在河北境内大部分地区： 三度带中央经线经度的计算：114°=3°×38 （横坐标为38******） 六度带中央经线经度的计算：117°=6°×20-3°（横坐标为20******） 而在张家口附近属于6度带和3度带中央子午线重合地带，既当地的3、6度带的X坐标及Y坐标的后6位数值都一样，即在转换时只须把各度带的Y坐标的前2位改过来即可，那里的6度带和3度带划分为： 三度带中央经线经度的计算：117°=3°×39 （横坐标为39******） 六度带中央经线经度的计算：117°=6°×20-3°（横坐标为20******）