RTK数据如何在手簿中实现坐标之间的转换

GNSS-RTK!"8換参+分析郭凯（自然资源部第四地形测量队,黑龙江哈尔滨150025）摘要由于GNSS-RTK测量得到的坐标为WGS-84地心坐标系下的大地坐标（B,L,H）,而我国工程建设使用的坐标为CGCS2000坐标系下的平面坐标或区域独立平面直角坐标，这就需要通过一定的方法实现两个坐标系间的转换;将WGS-84椭球下的坐标转为CGCS2000坐标系下的坐标一般采用“布尔莎七参数模型”或“莫洛登斯基三参数模型”;椭球之间或一个椭球下的两种不同平面坐标的转换通常采用“二维四参数模型”;GNSS测量得到的大地高转换为1985国家高程（正常高）一般使用“高程拟合法”完成。

文章阐述了坐标转换的相关理论并结合工程实际对GNSS-RTK坐标转换精度进行分析。

关键词GNSS-RTK；七参数；四参数；高程拟合;精度分析中图分类号P24文献标识码B文章编号2095-6319（2020）02-0025-030■引言GNSS-RTK测量方式采用载波相位差分实时动态相对定位技术，能够全天候快速地获取地球表面点的空间坐标，其定位精度能够达到厘米级。

相对传统的全站仪等测量仪器,GNSS-RTK作业方法测站间不需要通视，可以全天候作业，单人作业极大地提高了工作效率。

GNSS-RTK观测的三维坐标（B,L,H）为基于WGS-84地心坐标下的大地坐标，需要将其转换为当地坐标供工程用，测量业采用的参考椭球为CGCS2000地心椭球，所以WGS-84坐标向CGCS2000坐标转换是不同基准之间的转换。

#■坐标转换数学模型两种不球坐标间的转换范围较大时一般采用,范围较时采用基三参两种不面坐标（x,y）转换采用,GNSS测大地高（H）高（h）转换采用“高程 。

1.1布尔莎七参数模型用于大范围的不同地球椭球基准下的大地坐标统间点位坐标转换叭两空间坐标动点三T x,Ty, T z,的两空间坐标系坐标不同，三转参数R X,R,R Z,为了使两坐标统一,需乘以D。

坐标系统的坐标值与实际应用坐标值的三维差值 ，Ｏｘ △Ｙ、 。三 ｌ ｆ ／ｘ、 ＡＨ 这种作业时，在整个区域只需在参考站上求一次 ＷＧ ８ Ｓ４坐标值 ， 参数从原理上说参考站每次开机都需要重新校正 ，如果参考站架设在 以后再架在该点时， 直接调用上次存储 的 ＷＧ ８ Ｓ４坐标； 架在其他的点 同一地点，且每次开机发射的 ＷＧ ８ Ｓ４坐标都已经通过设置来固定 ， 那 上时 ， 必需要 有点 的 ＷＧ ８ 坐 标 ， 以是 通过 流动 站测 出后再 架 ， 已 Ｓ４ 可 或 么三参数就不需要再重新求 。手簿里 的操作软件可以设置为参考站发 知地方坐标和转换参数求出的 ， 这样就直接输入到参考站的仪器中。 输 射坐标固定 ， 这种方法因局限于参考站每次只能架设在同—个点上 ， 入 天线 高开 始工 作 。 因 此很少采用。 所以每次开机校正一次是最常用的方法， 这种方法参考站 情况 ｃ 若该区域不能提供任何控制点的坐标 ， ： 可以假设一个点的 可以在已知点上 ， 也可以在未知点上， 但每次都需要—个已知点 。 坐标， 用一步法求出这个独立坐标系的参数， 建立一个独立坐标系。 ２ ． ２四参数和七参数 的求法 ：四参数和七参数并不是一个概念 ， 四 （ 在去测量几个控制点时 ， 可以用几个流动站测量不同的点 ， 并将 参数是同一椭球不同坐标系之间的转换参数 ， 表示为ＡＸ、 Ａ 旋转 ＷＧ ８ Ａｙ、 （ Ｓ ４的坐标分别输入到其他的接收机内， 分别进行坐标转换参数计 角） （ 、 尺度比）七参数是两个不同椭球之间的转换参数 ， Ｋ ， 表示为 ＡＸ、 算 ， 其结果和在一 台接收机内计算的结果和通过 Ｐ ｃ卡传输的结果是一 △Ｙ、 、 ／△ ｐ、 ＡＺ △Ｏ、 ＿ △ 、 三个平移 、 △Ｋ， 三个旋转和一个尺度参数。 致 的 ） 。 四参数和七参数是不能同时使用的， 只能选其一 ， 两者 那么在具体测量 有关坐标转换的计算中， 通过几个点的相互对应的 ＷＧ ８ 坐标和 Ｓ４ 时怎么确定这两种参数是一个关键问题。 地方坐标 ， 来计算出转换参数（ 坐标系统 ） 。相反 ， 也可以通过由 ＷＧ ８ Ｓ４ Ｒ Ｋ直接测量的坐标是属于 ＷＧ ８ Ｔ Ｓ ４坐标系 ，我们通常用的是国 坐标和转换参数求出地方坐标 ； 另外已知地方坐标和转换参数 ， 也可以 家标准坐标系统， 比如 １５ 年北京坐标系 ， ９４ 两者并不是一个椭球 ， 那么 求出点的 ＷＧ ８ Ｓ４的坐标。即 ＷＧ ８ ； Ｓ４转换参数（ 坐标系统 ）地方坐标 ； 原则上讲需要七参数才可以实现两个椭球的转换 ，我们才有可能采集 三者只需要知道其中两个就可以求出另外一个。Ｒ Ｋ测量技术还有很 Ｔ 到 ５ 坐标。一般的手簿软件提供了两种求取四参数的方法 ： ４ 一是利用 大发展空间， 操作方法会越来越简单， 但是要更好 的应用 Ｒ Ｋ技术 ． Ｔ 还 室内点校正 ， 即在未到现场的情况下， 在点校正菜单中 ， 选取数据库 中 是要测量人员亲身体会其原理及 性能 ， 对各种隋况做到心中有数， 这样 的控制 点 ， 且输 入 对应 的 ＷＧ ８ 标 ， 件 就会 自动计 算 出四参 数 才能有效地保证 Ｒ Ｋ测量精度 ， 并 Ｓ４坐 软 Ｔ 提高作业效率。 并给出点位精度 ； 另一种方法就是利用现场 校正， 即在指定的控制点 结语 ： 我 国建 国以来 的工 程历 史上 ， 行业 毋庸 置疑 的被 指定 在 测绘 进行 坐标联 测 ， 联测两 个 以上点 就可 以求 出 四参 数 ， 自动启 用 。 为十大艰苦行业之一 。 一般 并 经过几代测绘中人的不懈努力， 已将光学仪器改 七参数的求解方法一般是靠做控制测量即静态测量。静态测量 的 变为卫星解算 ，坐标转换关联的不仅仅是 ５ ４和 ８ 的新老成果的无缝 Ｏ 数据导入平差软件进行处理后 ， 软件会 自 动求出七参数 ， Ｒ Ｋ测 交融 ， 在做 Ｔ 更是人们解读 Ｇ Ｓ Ｐ 地理信号的最强大武器。 随着人们技术水平 的 量时可以直接输入使用。 七参数相对于四参数来说可以认为是更准确、 不断进步 ， 坐标转换也会推陈出新 ， 变得越来越简捷 、 越来越精确。是人 精度更高， 有条件的话尽量使用七参数。 造卫星遥感技术使测量人迈出了改变命运的一步。是差分信号使不通 ２ 拟合参数的求法 ： ． ３ 拟合参数是指高程拟合参数 ， 在需要 高精度 视变为零距离。 本文所介绍的 Ｒ Ｋ测量技术与一些操作方法会给同行 Ｔ 的正常高高程值 时， Ｒ Ｋ测量必须合理地求解高程拟合面 ， 用 Ｔ 这样才 们一些启发与参考 ， 定会起到抛砖引玉的作用。 能满足一般作业要求 。Ｇ Ｓ静态测量高程最高可以达到三等水准的精 Ｐ 参 考文 献 度 ， Ｒ Ｋ时为四等或四等以外 ， 的前提是必须有高精度的高程拟 ｆ 李征航 ， 做 Ｔ 它 １ １ 黄劲松．Ｐ Ｇ Ｓ测量与数据处理『 武汉： ． 武汉大学出版社 ，０ ５ ２０ ． 合面。 求拟合参数实际上就是求—个区域高程异常的过程 ， 绝大多数的 ［刘璇．Ｔ ２ ］ Ｒ Ｋ技术原理与坐标转换［】 Ｃ． ： 北京 北京合众思壮科技股份有限 ２０． 手簿软件提供了计算 高程拟合参数的方法 ，在利用控制点坐标库求四 公 司 ，０ ７ ３ １ 郭英起 ， 易庆林．Ｐ Ｇ Ｓ在测量工程中的应用［． ０ ． ｚ２ ７ １０ 参数时 ， 如果带有高程的已知点个数达到六个或更多 ， 那么软件会另外 『黄 声享，

几种Rtk坐标转换方法的分析对比摘要：GPS测量得到的WGS84椭球的经纬度坐标，工程建设采用的一般为北京54坐标、西安80坐标或者地方独立坐标系。

本文从原理上介绍了坐标系转换的不同方法以及在Rtk中的应用，并简述了各种坐标系统转换方法的适用条件。

以方便测绘人员灵活合理的运用Rtk控制手簿自带的坐标转换模块在不同的测量条件下进行Rtk测量。

关键词:坐标转换；七参数；四参数法；多项式拟合近年来,随着Rtk (Real Time Kinematic)技术的成熟，其具有观测时间短、灵活方便、实时显示三维坐标及精度等特点，使得城市基础测绘、规划放线及地籍测量变得简单、快捷、可靠。

而GPS测量所得到的是基于WGS84椭球的大地经纬度坐标，我国工程建设多采用北京54坐标、西安80坐标或地方独立坐标系统。

因而GPS测量坐标不能直接应用于我们的工程建设测量，将测量所得的WGS84坐标转换为工程建设用的北京54坐标、80坐标或者地方独立坐标系是Rtk应用于工程建设的前题。

然而RTK仪器品牌繁多，转换方法各有不同，仪器架设方法也不尽相同。

1.Gps坐标转换为工程建设坐标的必要性Gps直接测量所得到的是基于WGS84椭球的实时的大地经纬度坐标，因每时每刻Gps测量的卫星方位及运行轨迹不同，其测量值同该点的WGS84坐标真值具有一个差值。

为方便距离、面积量算，规划、施工，工程建设一般采用通过其相应椭球的经纬度坐标正算而来的平面直角坐标，我国工程建设一般采用北京54、西安80平面坐标系或者地方独立坐标系。

按理论上讲Gps坐标要应用于工程建设，首先要将其改正为WGS84椭球的大地坐标真值，再求解WGS84坐标真值与工程建设采用的坐标系的转换参数。

通过转换参数将WGS84坐标转换为工程建设坐标（坐标转换包含“高斯投影”，“坐标系统转换”两个步骤）。

Rtk测量过程中经常把实时实测的WGS84坐标视为WGS真值，直接与地方坐标对应求解转换参数。

三大步骤轻松搞定RTK（求转换参数、测量及放样、数据传输）RTK技术在各种控制测量、地形测图、工程选线及工程放样中应用广泛，与其他常规仪器相比非常明显地提高了作业效率和作业精度。

但在整个GPS应用方面，测量知识的流通面还非常有限，再加上普通测量员或非测量专业人员普遍对新技术理解不深，在进行GPS测量时，往往会按照培训人员的要求机械化地去操作，这样时间一长就会对整个测量工作效率产生影响，GPS的优越性也不能完全被发挥出来。

因此，熟练操作RTK在实际应用中显得尤为重要。

一、求转换参数仪器连接好后，先要新建一个工程或者打开一个工程，然后就是求转换参数。

根据RTK的原理，参考站和移动站直接采集的都为WGS84坐标。

参考站一般以一个WGS84坐标作为起始值来发射，实时地计算点位误差并由电台发射出去。

移动站同步接收WGS84坐标并通过电台来接收参考站的数据，条件满足后就可达到固定解。

移动站就可实时得到高精度的相对于参考站的WGS84三维坐标，这样就保证了参考站与移动站之间的测量精度。

如果要符合到已有的已知点坐标系统上来，需要把原坐标系统和已知点坐标系统之间的转换参数求出。

在RTK应用中，转换参数大概分为校正参数、四参数、七参数和拟合参数，这些参数全部体现在手簿即工程之星里面。

四参数和七参数并不是一个概念，四参数是同一椭球不同坐标系之间的转换参数，表示为△X、△Y、A(旋转角)、K(尺度比)。

七参数是两个不同椭球之间的转换参数，表示为△X、△Y、△Z、△α、△β、△γ、△K，三个平移、三个旋转和一个尺度参数，是不严密的。

四参数和七参数是不能同时使用的，两者只能选其一，那么在具体测量时怎么确定这两种参数是一个关键问题。

RTK直接测量的坐标是属于WGS84坐标系，我们通常用的是国家标准坐标系统，比如1954年北京坐标系，两者并不是一个椭球，那么原则上讲需要七参数才可以实现两个椭球的转换，我们才有可能采集到54坐标。