RTK使用者必看測量知識，事關坐標，值得收藏
發(fā)布時間：2022-03-21 10:55:51
作為RTK使用者的測量人，對于坐標相關的知識是必須要了解的，比如RTK測得平面坐標與圖紙平面坐標為什么會不一致?轉(zhuǎn)換參數(shù)的原因及其中包含的原理是什么?小編收集整理了相關信息，下面我們就一起來看看吧。
RTK測得平面坐標與圖紙平面坐標為什么會不一致?
大部分都是因為圖紙所用坐標系與RTK采集的坐標系不一致導致的，此時就需要我們計算坐標系之間的轉(zhuǎn)換參數(shù)，目的在于坐標系的轉(zhuǎn)換，計算/轉(zhuǎn)換的方法有兩種：
1?利用已知的轉(zhuǎn)換參數(shù)進行轉(zhuǎn)化。
2?利用目標坐標系中的高精度已知控制點進行轉(zhuǎn)化參數(shù)反算，然后進行坐標系的轉(zhuǎn)換。
今天我們就來簡單解釋下要做轉(zhuǎn)換參數(shù)的原因及其中包含的原理。
1、RTK中的橢球參數(shù)
我們常見的CORS所播發(fā)的北京54、西安80、wgs84、國家2000坐標都是大地坐標系坐標，也就是通常說的經(jīng)緯度坐標，如下圖所示，由于我們的地球是一個兩極稍扁、赤道略鼓的橢球體，選取不同的坐標系對應的橢球體也有差異，其橢球參數(shù)也有不同。
根據(jù)上圖我們可以理解不同坐標系采用橢球體其長短半軸不同會導致坐標差異，所以要選擇合適的目標橢球，常用的坐標系采用的橢球參數(shù)如下：
為使測量計算繪圖更方便直觀，需要選擇合適的投影參數(shù)將橢球面投影到平面上，地球橢球表面是一種不可能展開的曲面，要把這樣一個曲面投影到平面上，就會發(fā)生裂隙或褶皺。
地圖投影的變形通常有：長度變形、面積變形和角度變形。針對不同的場景需求及使用地圖的目的，限定某種變形。根據(jù)不同的需要，選擇不同的投影組合!
我國常用的投影方式是高斯-克呂格投影，又名"等角橫切橢圓柱投影"，假想有一個圓柱與地球橢球體上某一經(jīng)線相切，其橢圓柱的中心軸與赤道平面重合，將地球橢球面有條件地投影到圓柱面上，高斯克呂格投影條件:(1)中央經(jīng)線和赤道投影為互相垂直的直線，且為投影的對稱軸;(2)具有等角投影的性質(zhì);(3)中央經(jīng)線投影后保持長度不變。
將此圓柱展開得到如下圖，為控制變形，采用分帶投影的方法，在比例尺1：2.5萬—1：50萬圖上采用6°分帶，對比例尺為1：1萬及大于1：1萬的圖采用3°分帶。通常我們會將Y坐標軸向西平移500000米以保證東坐標均為正值，手薄軟件坐標投影參數(shù)東向加長數(shù)加500000也就是這個原因。
3、轉(zhuǎn)換模型選擇
根據(jù)需求選擇對應的的橢球、投影方式后，若現(xiàn)場使用地方坐標系，還需要通過七參數(shù)或者四參數(shù)將不同空間直角坐標系實現(xiàn)坐標轉(zhuǎn)換。那么什么時候選擇四參數(shù)，什么時候選擇七參數(shù)呢?
(1)兩個不同的二維平面直角坐標系之間轉(zhuǎn)換時，通?，F(xiàn)場作業(yè)范圍小于10KM，我們幾乎可以忽略因采用不同橢球參數(shù)對轉(zhuǎn)換精度的影響，可以采用四參數(shù)來完成兩種坐標系的轉(zhuǎn)換。
四參數(shù)模型中有四個未知參數(shù)，即：
兩個坐標平移量(△X，△Y)，即兩平面坐標系的坐標原點之間的坐標差值。平面坐標軸的旋轉(zhuǎn)角度A，通過旋轉(zhuǎn)一個角度使兩個坐標系的X和Y軸重合在一起。尺度因子K，即兩個坐標系內(nèi)的同一段直線的長度比值，實現(xiàn)尺度的比例轉(zhuǎn)換，通常K值幾乎等于1。
(2)如果地面上兩點的距離超過了15km，那么我們就必須考慮兩種不同坐標系所采用的橢球參數(shù)，避免因橢球參數(shù)的差異，導致點位換算后的精度過低，此時就必須采用七參數(shù)來完成兩種坐標系的轉(zhuǎn)換。
七參數(shù)模型中有七個未知參數(shù)，即：
三個坐標平移量(△X，△Y，△Z)，即兩個空間坐標系的坐標原點之間坐標差值。三個坐標軸的旋轉(zhuǎn)角度(α，β，γ))，通過按順序旋轉(zhuǎn)三個坐標軸指定角度，可以使兩個空間直角坐標系的XYZ軸重合在一起。尺度因子K，即兩個空間坐標系內(nèi)的同一段直線的長度比值，實現(xiàn)尺度的比例轉(zhuǎn)換。通常K值幾乎等于1。
4、RTK坐標設置
理解以上的原理后，使用RTK時我們應當如何設置呢?
(1)新建工程項目，根據(jù)工程需要選擇需要的橢球參數(shù)。
(2)核實輸入當?shù)刂醒胱游缇€、投影面高程及投影方式。
(3)若為常用的坐標系即可直接校核使用了，若為當?shù)氐莫毩⒆鴺讼?，還需要多一步，即根據(jù)圖紙?zhí)峁┑囊阎刂泣c計算轉(zhuǎn)換參數(shù)，若沒有控制點，需要聯(lián)系當?shù)販y繪局放控制點或提供當?shù)剞D(zhuǎn)換參數(shù)，或使用當?shù)谻ORS賬號服務。
以上就是關于專業(yè)測量人需要掌握的RTK坐標轉(zhuǎn)換知識以及坐標設置步驟的全部內(nèi)容了，大家都清楚了嗎？
文章內(nèi)容來源參考：CORS
RTK測得平面坐標與圖紙平面坐標為什么會不一致?
大部分都是因為圖紙所用坐標系與RTK采集的坐標系不一致導致的，此時就需要我們計算坐標系之間的轉(zhuǎn)換參數(shù)，目的在于坐標系的轉(zhuǎn)換，計算/轉(zhuǎn)換的方法有兩種：
1?利用已知的轉(zhuǎn)換參數(shù)進行轉(zhuǎn)化。
2?利用目標坐標系中的高精度已知控制點進行轉(zhuǎn)化參數(shù)反算，然后進行坐標系的轉(zhuǎn)換。
今天我們就來簡單解釋下要做轉(zhuǎn)換參數(shù)的原因及其中包含的原理。
1、RTK中的橢球參數(shù)
我們常見的CORS所播發(fā)的北京54、西安80、wgs84、國家2000坐標都是大地坐標系坐標，也就是通常說的經(jīng)緯度坐標，如下圖所示，由于我們的地球是一個兩極稍扁、赤道略鼓的橢球體，選取不同的坐標系對應的橢球體也有差異，其橢球參數(shù)也有不同。
根據(jù)上圖我們可以理解不同坐標系采用橢球體其長短半軸不同會導致坐標差異，所以要選擇合適的目標橢球，常用的坐標系采用的橢球參數(shù)如下：
▲表中長度單位為米(m)
2、RTK中的投影參數(shù)為使測量計算繪圖更方便直觀，需要選擇合適的投影參數(shù)將橢球面投影到平面上，地球橢球表面是一種不可能展開的曲面，要把這樣一個曲面投影到平面上，就會發(fā)生裂隙或褶皺。
地圖投影的變形通常有：長度變形、面積變形和角度變形。針對不同的場景需求及使用地圖的目的，限定某種變形。根據(jù)不同的需要，選擇不同的投影組合!
我國常用的投影方式是高斯-克呂格投影，又名"等角橫切橢圓柱投影"，假想有一個圓柱與地球橢球體上某一經(jīng)線相切，其橢圓柱的中心軸與赤道平面重合，將地球橢球面有條件地投影到圓柱面上，高斯克呂格投影條件:(1)中央經(jīng)線和赤道投影為互相垂直的直線，且為投影的對稱軸;(2)具有等角投影的性質(zhì);(3)中央經(jīng)線投影后保持長度不變。
將此圓柱展開得到如下圖，為控制變形，采用分帶投影的方法，在比例尺1：2.5萬—1：50萬圖上采用6°分帶，對比例尺為1：1萬及大于1：1萬的圖采用3°分帶。通常我們會將Y坐標軸向西平移500000米以保證東坐標均為正值，手薄軟件坐標投影參數(shù)東向加長數(shù)加500000也就是這個原因。
3、轉(zhuǎn)換模型選擇
根據(jù)需求選擇對應的的橢球、投影方式后，若現(xiàn)場使用地方坐標系，還需要通過七參數(shù)或者四參數(shù)將不同空間直角坐標系實現(xiàn)坐標轉(zhuǎn)換。那么什么時候選擇四參數(shù)，什么時候選擇七參數(shù)呢?
(1)兩個不同的二維平面直角坐標系之間轉(zhuǎn)換時，通?，F(xiàn)場作業(yè)范圍小于10KM，我們幾乎可以忽略因采用不同橢球參數(shù)對轉(zhuǎn)換精度的影響，可以采用四參數(shù)來完成兩種坐標系的轉(zhuǎn)換。
四參數(shù)模型中有四個未知參數(shù)，即：
兩個坐標平移量(△X，△Y)，即兩平面坐標系的坐標原點之間的坐標差值。平面坐標軸的旋轉(zhuǎn)角度A，通過旋轉(zhuǎn)一個角度使兩個坐標系的X和Y軸重合在一起。尺度因子K，即兩個坐標系內(nèi)的同一段直線的長度比值，實現(xiàn)尺度的比例轉(zhuǎn)換，通常K值幾乎等于1。
(2)如果地面上兩點的距離超過了15km，那么我們就必須考慮兩種不同坐標系所采用的橢球參數(shù)，避免因橢球參數(shù)的差異，導致點位換算后的精度過低，此時就必須采用七參數(shù)來完成兩種坐標系的轉(zhuǎn)換。
七參數(shù)模型中有七個未知參數(shù)，即：
三個坐標平移量(△X，△Y，△Z)，即兩個空間坐標系的坐標原點之間坐標差值。三個坐標軸的旋轉(zhuǎn)角度(α，β，γ))，通過按順序旋轉(zhuǎn)三個坐標軸指定角度，可以使兩個空間直角坐標系的XYZ軸重合在一起。尺度因子K，即兩個空間坐標系內(nèi)的同一段直線的長度比值，實現(xiàn)尺度的比例轉(zhuǎn)換。通常K值幾乎等于1。
4、RTK坐標設置
理解以上的原理后，使用RTK時我們應當如何設置呢?
(1)新建工程項目，根據(jù)工程需要選擇需要的橢球參數(shù)。
(2)核實輸入當?shù)刂醒胱游缇€、投影面高程及投影方式。
(3)若為常用的坐標系即可直接校核使用了，若為當?shù)氐莫毩⒆鴺讼?，還需要多一步，即根據(jù)圖紙?zhí)峁┑囊阎刂泣c計算轉(zhuǎn)換參數(shù)，若沒有控制點，需要聯(lián)系當?shù)販y繪局放控制點或提供當?shù)剞D(zhuǎn)換參數(shù)，或使用當?shù)谻ORS賬號服務。
以上就是關于專業(yè)測量人需要掌握的RTK坐標轉(zhuǎn)換知識以及坐標設置步驟的全部內(nèi)容了，大家都清楚了嗎？
文章內(nèi)容來源參考：CORS
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