RTK使用者必看测量知识,事关坐标,值得收藏

发布时间:2022-03-21 10:55:51
  作为RTK使用者的测量人,对于坐标相关的知识是必须要了解的,比如RTK测得平面坐标与图纸平面坐标为什么会不一致?转换参数的原因及其中包含的原理是什么?小编收集整理了相关信息,下面我们就一起来看看吧。
  RTK测得平面坐标与图纸平面坐标为什么会不一致?
大部分都是因为图纸所用坐标系与RTK采集的坐标系不一致导致的,此时就需要我们计算坐标系之间的转换参数,目的在于坐标系的转换,计算/转换的方法有两种:
  1?利用已知的转换参数进行转化。
  2?利用目标坐标系中的高精度已知控制点进行转化参数反算,然后进行坐标系的转换。
  今天我们就来简单解释下要做转换参数的原因及其中包含的原理。
  1、RTK中的椭球参数
  我们常见的CORS所播发的北京54、西安80、wgs84、国家2000坐标都是大地坐标系坐标,也就是通常说的经纬度坐标,如下图所示,由于我们的地球是一个两极稍扁、赤道略鼓的椭球体,选取不同的坐标系对应的椭球体也有差异,其椭球参数也有不同。
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  根据上图我们可以理解不同坐标系采用椭球体其长短半轴不同会导致坐标差异,所以要选择合适的目标椭球,常用的坐标系采用的椭球参数如下:
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  ▲表中长度单位为米(m)
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  2、RTK中的投影参数
  为使测量计算绘图更方便直观,需要选择合适的投影参数将椭球面投影到平面上,地球椭球表面是一种不可能展开的曲面,要把这样一个曲面投影到平面上,就会发生裂隙或褶皱。
  地图投影的变形通常有:长度变形、面积变形和角度变形。针对不同的场景需求及使用地图的目的,限定某种变形。根据不同的需要,选择不同的投影组合!
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  我国常用的投影方式是高斯-克吕格投影,又名"等角横切椭圆柱投影",假想有一个圆柱与地球椭球体上某一经线相切,其椭圆柱的中心轴与赤道平面重合,将地球椭球面有条件地投影到圆柱面上,高斯克吕格投影条件:(1)中央经线和赤道投影为互相垂直的直线,且为投影的对称轴;(2)具有等角投影的性质;(3)中央经线投影后保持长度不变。
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  将此圆柱展开得到如下图,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。通常我们会将Y坐标轴向西平移500000米以保证东坐标均为正值,手薄软件坐标投影参数东向加长数加500000也就是这个原因。
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  3、转换模型选择
  根据需求选择对应的的椭球、投影方式后,若现场使用地方坐标系,还需要通过七参数或者四参数将不同空间直角坐标系实现坐标转换。那么什么时候选择四参数,什么时候选择七参数呢?
  (1)两个不同的二维平面直角坐标系之间转换时,通常现场作业范围小于10KM,我们几乎可以忽略因采用不同椭球参数对转换精度的影响,可以采用四参数来完成两种坐标系的转换。
  四参数模型中有四个未知参数,即:
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  两个坐标平移量(△X,△Y),即两平面坐标系的坐标原点之间的坐标差值。平面坐标轴的旋转角度A,通过旋转一个角度使两个坐标系的X和Y轴重合在一起。尺度因子K,即两个坐标系内的同一段直线的长度比值,实现尺度的比例转换,通常K值几乎等于1。
  (2)如果地面上两点的距离超过了15km,那么我们就必须考虑两种不同坐标系所采用的椭球参数,避免因椭球参数的差异,导致点位换算后的精度过低,此时就必须采用七参数来完成两种坐标系的转换。
  七参数模型中有七个未知参数,即:
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  三个坐标平移量(△X,△Y,△Z),即两个空间坐标系的坐标原点之间坐标差值。三个坐标轴的旋转角度(α,β,γ)),通过按顺序旋转三个坐标轴指定角度,可以使两个空间直角坐标系的XYZ轴重合在一起。尺度因子K,即两个空间坐标系内的同一段直线的长度比值,实现尺度的比例转换。通常K值几乎等于1。
  4、RTK坐标设置
  理解以上的原理后,使用RTK时我们应当如何设置呢?
  (1)新建工程项目,根据工程需要选择需要的椭球参数。
  (2)核实输入当地中央子午线、投影面高程及投影方式。
(3)若为常用的坐标系即可直接校核使用了,若为当地的独立坐标系,还需要多一步,即根据图纸提供的已知控制点计算转换参数,若没有控制点,需要联系当地测绘局放控制点或提供当地转换参数,或使用当地CORS账号服务。
以上就是关于专业测量人需要掌握的RTK坐标转换知识以及坐标设置步骤的全部内容了,大家都清楚了吗?
  文章内容来源参考:CORS