实时动态(RTK)测量中坐标转换参数计算的几种方法

浅谈在工程测量中RTK测量坐标转换参数的选择作者：孙健来源：《城市建设理论研究》2013年第06期摘要：阐述实时动态GPS测量的原理，论述了实时动态GPS测量特点及参数选择，以便我们在实时动态GPS测量时，能够正确使用坐标转换参数。

关键词： GPS；实时动态GPS测量；转换参数中图分类号：O551文献标识码： A 文章编号：0引言实时动态GPS测量技术（RTK），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三维定位成果，并达到厘米级精度，加上轻便、灵活、精度高、全球性、全天候、实时性和高效性等特点，在工程测量中得到了广泛应用。

RTK测量不但缩短了外业作业时间，提高了工作效率，而且由于流动站可以直接掌握定位成果质量，避免测后返工问题。

本文阐述了RTK定位系统在高速公路测量中的应用。

1实时GPS测量原理;实时GPS测量以载波相位观测值为基础，需要在两台GPS接收机之间增加一套无线数字通讯系统(亦称数据链)，将两相对独立的GPS信号接收系统联成有机的整体。

基准站通过电台将观测信息和观测数据传输给流动站，流动站将基准站传来的载波观测信号与流动站本身的载波信号进行差分处理，解出两站间的基线值，同时输入相应的坐标转换和投影参数，实时得到测点坐标。

因此，实时GPS测量的关键除数据传输技术外，还需具有很强的数据处理能力。

实时GPS系统由以下3部分组成：（１）GPS信号接收系统。

（２）数据实时传输系统。

（３）数据实时处理系统。

2、实时GPS测量的特点（1）实时GPS测量保留了所有经典GPS功能。

动态测量数据后处理的方式，是高精度控制测量中的理想方法。

（2）实时GPS测量因具备实时性，放样精度可达到厘米级。

（3）实时GPS测量定位速度快。

如在未知点的初始化，约需1分钟；如在已知点上进行初始化，仅有几秒钟足够。

（4）实时GPS测量成果是在野外观测时实时提供，因此能在现场及时进行检核，避免外业工作返工。

如何进行参数计算（四参数高程拟合）？定义：四参数是指两个平面坐标系之间的平移（DX、DY），旋转（α），缩放参数（κ）。

四参数是RTK常用的一种坐标转换模式，通过四参数完成WGS84平面到当地平面的转换，通过高程拟合完成WGS84椭球高到当地水准的拟合。

要求：至少两个任意同一坐标系的坐标（通用方法）使用环境：适用于大部分的普通工程测量，工程放样简要步骤1）仪器工作模式设置2）采集控制点坐标3）求解参数4）坐标检核计算参数的详尽流程1、设置基站与移动站（可以选择手机卡或者电台模式），使移动台最终达到固定解；2、采集控制点坐标（如“交186”与“y265”为控制点）在碎部测量中，分别对控制点进行“交186”和“y265”采集坐标（使用平滑采集对控制点进行采集），分别保存为“交186”与“y265”。

3、求解参数1）进入参数求解界面2）、添加控制点对如图操作，分别添加“交186”与“y265”两个点对。

其中源点为刚才采集的坐标，目标点为控制点的已知坐标（需要自己手动添加，或者提前输到控制点库中，再调用）。

3）计算参数点击计算，得到“四参数+高程拟合”的结果点击应用后，即可完成操作。

A为高程固定差改正的差值。

注意：尺度的数据为0.999……或者1.000……4、进行坐标检核找一个控制点进行碎部测量（最好找第三个控制点），对比采集的（N,E,Z）与已知坐标（N,E,Z）检核坐标的正确性。

注意：1、这里的“四参数+高程拟合”计算是针对于基站而言的。

在计算“四参数+高程拟合”之前，必须保证坐标系统中的基准面的“转换模型”，平面转换的“转换模型”，高程拟合“转换模型”均为“无”；2、一个项目只能求解一次参数计算，或者说一个项目求参数前，必须满足前一点条件；3、计算参数的两个点数据必须是接收同一个基站信号采集的固定解坐标；用于计算参数的两个点的已知坐标必须是同一个坐标系统，即计算的尺度（k）为0.999……或者1.000……。

RTK测量的坐标转换与参数计算作者：亓斐鞠成勇来源：《科学与财富》2016年第10期摘要：RTK在城市测量和工程测量中的应用越来越广泛，其操作也越来越简单明了。

如何计算准确的转换参数需要通过一定的标准和经验来完成。

在计算转换参数时需要根据不同的实际情况利用不同的模型减弱或者消除其影响，才能求得符合实际的转换参数。

关键词：RTK；坐标转换；参数计算RTK技术近年来发展比较迅速，它在各种控制测量、地形测图、工程选线及工程放样中应用广泛，与常规仪器相比非常明显地提高了作业效率和作业精度。

在运用RTK进行测量的过程中，涉及到坐标系统的转换以及参数的计算，这对坐标的采集、放样以及数据的准确性至关重要，现结合自己使用过程中的心得，谈一下需要注意的问题。

RTK测量获得的是WGS-84坐标系下大地坐标，并不能直接在工程建设中使用。

要将其转换为独立坐标系坐标，有两种方法：（1）WGS-84大地坐标直接在WGS-84椭球上做高斯投影，得到WGS-84高斯平面坐标，然后通过平面坐标转换的方法，求得WGS-84平面坐标与独立坐标系的转换参数，进而将WGS-84高斯平面坐标转换为独立坐标系坐标。

（2）WGS-84大地坐标转换为WGS-84空间直角坐标，通过七参数方法将WGS-84空间直角坐标转换为目标椭球（BJ54对应的克氏椭球或西安80对应的1975国际椭球）空间直角坐标、目标椭球大地坐标，最后做高斯投影、平面四参数转换得到当地坐标。

相比之下，前一种方法虽然简单，但是忽略了不同参考椭球之间的差异，因此精度不高，而后一种方法虽然过程比较复杂，但是精度却较高。

根据RTK的原理，基准站和移动站直接采集的都为WGS84坐标，基准站一般以一个WGS84坐标作为起始值来发射，移动站同步接收WGS84坐标并通过电台来接收基准站的数据，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基准站的WGS84三维坐标，这样就保证了基准站与移动站之间的测量精度。

用Pinnacle软件计算七参数一、准备工作1、安装Pinnacle（中文版）；2、计算资料：地面控制点坐标、控制点的WGS84坐标（格式：纬度：度.分.秒；经度：度.分.秒；大地高：m）、投影带中央子午线、参考椭球参数。

GZG01,2926881.7030,528098.4590,1220.2825GZG02,2926605.8250,527297.1190,1230.6305GZG03,2928717.5390,524969.5320,1238.6473GZG04,2929143.3280,524813.2080,1241.6120GZG05,2932349.2330,524667.4370,1261.6240GZG06,2932795.8280,524377.5080,1277.6013GZG07,2936501.0700,523889.8860,1258.9860GZG08,2937064.1040,523626.7760,1257.2130GZG11,2940649.6750,515220.6250,1254.4847GZG12,2940871.9810,514700.0510,1252.9020GZG13,2945223.8260,512149.3270,1318.8310GZG14,2945723.3570,511978.3605,1319.0530GZG15-1,2955096.6570,503940.5160,1251.3180GZG16-1,2954613.6390,503970.7910,1245.9370GZG17,2957600.5530,512140.5740,0.0000GZG18,2958093.3220,512145.9340,0.0000GZG25,2955528.0940,497193.6950,1277.4270WGS84坐标：GZG01,26.26.47.5872612,106.31.54.0306588,1191.172GZG02,26.26.38.6812572,106.31.25.0905828,1201.499GZG03,26.27.47.4366312,106.30.01.2422124,1209.466GZG04,26.28.01.2786996,106.29.55.6296648,1212.420GZG05,26.29.45.4349076,106.29.50.5908960,1232.385GZG06,26.29.59.9609868,106.29.40.1540928,1248.339GZG07,26.32.00.3588468,106.29.22.7983704,1229.658GZG08,26.32.18.6653328,106.29.13.3336068,1227.873GZG11,26.34.15.5606520,106.24.09.8817516,1224.996GZG12,26.34.22.8022716,106.23.51.0839988,1223.384GZG13,26.36.44.2623240,106.22.19.0811892,1289.169GZG14,26.37.00.4955880,106.22.12.9207216,1289.395GZG15-1,26.42.05.1545844,106.17.22.5217104,1221.346GZG16-1,26.41.49.4632968,106.17.23.6112432,1215.967GZG17,26.43.26.3253432,106.22.19.1922636,1185.226GZG18,26.43.42.3328224,106.22.19.4031804,1179.367GZG25,26.42.19.1797488,106.13.18.4954800,1247.258二、计算步骤打开Pinnacle（中文版），先建立项目施工椭球参数，具体步骤如下：1、建立转换参考椭球参数选择：坐标系统编辑器——新建椭球：基于WGS84椭球输入：名称、注释（便于区分）、椭球长半轴a=6378137、扁率1/f=298.257223563。

整周模糊度及有关技术摘要本文简要地论述了RTK测量中的整周模糊度求解、无线电数传及起算数据确定、实时质量监控及GPS高程等几个关键技术，并针对这些关键技术指出了RTK作业中应注意的问题和应采取的必要措施，以供作业时参考。

主题词整周模糊度数据传输转换参数实时质量GPS高程序言RTK 测量技术是在静态GPS定位技术的基础上发展起来的一种实时动态定位技术。

该项技术又以快速整周模糊度求解、无线电数传、实时质量监控等关键技术取得新的突破，才使RTK测量技术得以成功应用。

然而我们必须看到RTK测量技术毕竟是一门正在发展的高新技术，它的优越性令人瞩目，应用前景十分广阔，但在现场环境不佳的情况下也会遇到一些困难，其表现特点是在复杂地区进行RTK 测量，往往因外界环境影响造成卫星失锁，使放样速度减慢，数据链通讯困难，难以定位。

特别是卫星信号和数据信号因某种原因中断时，将无法进行工作。

有效卫星颗数不够时，也将影响正常工作。

又由于电台功能限制，加之外界电磁波的干扰和测站周围的障碍物产生的反射波影响，使得数据信号必将产生干涉时延效应，由此必然影响RTK 的工作效率和工作质量。

但是，我们坚信随着RTK技术的进一步深入发展，求解整周模糊度取得新的突破，短波数据通讯技术有了进一步的改善，抗多路径效应干扰有了明显的提高，测区有了精确的大地水准面资料的条件下，RTK测量技术将会得到更加广泛的应用。

1、整周模糊度求解及恢复周期RTK技术实现的关键和难点，是在运动中实现整周模糊度的求解。

要实时处理载波相位观测值，应根据最小二乘原理来解算每一个历元的观测值。

其关键之处在于实时地搜索并唯一地判定相位观测值的初始整周模糊度，这就叫动态初始化。

由于在动态环境下作业，接收机不一定具备以静态方式完成整周模糊度求解的条件，RTK作业过程中，也往往不可能随时随地停下来重新进行静态初始化。

同时，在作业过程中不可避免地存在种种干扰因素，包括障碍物遮挡来自卫星的信号，各种无线电干扰源造成信号的失锁或信号质量出现严重下降，还有数据通讯的频繁中断等等。

RTK坐标参数转换，图文教程！一、求重合点参数转换的主要工作就是测定重合点。

重合点是指的同时有两种坐标系坐标的大地点（或各等级控制点）。

重合点的成果获取又可以分为两种：一、通过实测得到；二、通过收集获取已有控制点成果获得。

下面就是两种成果的列子：假设我们在一个地方要加密图根或者测图、放样：我们有四个地面点的1980西安坐标。

点名 X 坐标值 Y 坐标值 1985高程(m) (m) (m)D05 3372824.402 35 564413.221 359.523D10 3371097.742 35 567824.123 355.942D13 3370286.806 35 564590.361 274.045D15 3370077.975 35 562012.967 276.000我们来利用这两种方法求取参数：1、实测点2、已有控制点成果点名纬度 B 经度 L 大地高H(°′ ″ ) ( °′ ″ ) (m)D05 30 28 25.54978 105 40 14.84791 317.676D10 30 27 28.80871 105 42 22.30994 314.169D13 30 27 03.11715 105 40 20.92242 232.224D15 30 26 56.82404 105 38 44.27925 234.140你看几个点的经纬度坐标都有了，就不需要实地测量了，直接输入到坐标管理库求转换参数就行了。

（GPS控制点经纬度在严密平差计算后会得到，并会随计算成果一并上交，收集测区控制资料时注意收取）在求取参数之前大家先看下面的说明：无论什么牌子的GPS 接收机输出的数据都是 WGS-84 经纬度坐标，需要转化到施工测量坐标，这就需要软件进行坐标转换参数的计算和设置，转换参数就是完成这一工作的主要工具。

求转换参数主要是计算四参数或七参数和高程拟合参数，可以方便直观的编辑、查看、调用参与计算四参数和高程拟合参数的校正控制点。

RTK 测量常用坐标转换方法RTK 测量获得的是WGS-84坐标系下大地坐标，并不能直接在工程建设中使用。

要将其转换为独立坐标系坐标，有两种方法：（1）WGS-84大地坐标直接在WGS-84椭球上做高斯投影，得到WGS-84高斯平面坐标，然后通过平面坐标转换的方法，求得WGS-84平面坐标与独立坐标系的转换参数，进而将WGS-84高斯平面坐标转换为独立坐标系坐标。

（2）WGS-84大地坐标转换为WGS-84空间直角坐标，然后通过七参数方法将WGS-84空间直角坐标转换为目标椭球（BJ54对应的克氏椭球或西安80对应的1975国际椭球）空间直角坐标、目标椭球大地坐标，最后做高斯投影、平面四参数转换得到当地坐标。

相比之下，前一种方法虽然简单，但是忽略了不同参考椭球之间的差异，因此精度不高，而后一种方法虽然过程比较复杂，但是精度却较高。

本文着重介绍前一种方法。

高斯投影正算横轴墨卡托投影是一种正形投影，并且该投影可保持投影前后中央经线的长度不变。

该投影也被称为高斯正形投影、高斯-克吕格投影、高斯投影。

高斯投影中，中央经线的投影为x 轴，北方向为正；赤道的投影为y 轴，东方向为正。

目前，根据我国有关测绘方面的法规规定，在国内进行测量工作时，若需要进行球面坐标与平面坐标间的转换，应统一采用高斯投影。

由大地坐标计算高斯平面坐标的高斯投影正算公如下：(6.1) ⋯+-+-+-++-++-+=7642752224253223)17947961(cos 50401)5814185(cos 1201)1(cos 61cos l t t t B N l t t t B N l t B N Bl N y ηηη (6.2) ⋯+-+-+-+-+++-++=864286222264422422)54331111385(cos 40320)3302705861(cos 720)495(cos 24cos 2)(l t t t B N t l t t B N t l t B N tBl N t B l x ηηηη式中)(B l 为赤道到投影点的子午线弧长；Be a N 22sin 1-=为卯酉圈半径；B t tan =；0L L l -=为经差；L0为子午线经度。

GPR-RTK测绘技术略述基于全球科技水平的迅猛发展，GPS技术的应用也是越来越广泛，更是受到各行各业的重视。

特别是在土地测量、工程测量、航空摄影测量、城市测量等测绘领域中得到了大量广泛应用。

而在GPS定位技术下的RTK厘米级实时监测技术更是为工程放样、地行测土等多种控制测量行业带来了新的前景，根本上提高了测绘作业的工作效率和实践成果，为测绘工程的质量提供了相应保障。

一、GPS-RTK技术的原理分析RTK实时动态测量技术是一种实时差分技术，其以载波相位观测为技术根据，主要有基准站接收器、数据链、流动站接收器而组成的一个测绘系统。

其在规定的范围内为用户提供实时的厘米级的定位精度的三维坐标。

伴随着科学技术的不断提高，RTK技术有传统的一加一模式或一加二模式发展到了今天的广域差分系统，并建立起了CORS系统从而提高RTK的测量范围。

其数据的传输由原先的电台传输转变为现在的GPRS和GSM网络传输，提高了传输效率和范围，有了长足的进步。

而设备方面比传统的RTK系统简洁便利，更具操作性。

二、RTK图根控制测量分析在外业勘测中使用RTK技术能够随时对任意点进行三维坐标测量，避免处理负担，提高测绘效率，特别在复杂地形中难以采用传统方法测绘是，RTK技术就更能彰显其实时、快速、简洁的特点。

（一）测量结果GPS-RTK技术收集测区控制成果时包括其控制点的坐标、等级、中央子午线等信息，而做编辑控制点则是属于常规控制网和GPS控制网两部分。

（二）转换参数在RTK测量时，需要实时测出待测点在使用坐标系中的坐标点，那么就需要进行坐标转换。

实际测绘中，要将GPS观测出的84坐标换成国家平面坐标或是工程施工坐标。

而对于WGS-84的坐标和国家平面坐标的转换，就可以采用高斯投影法。

但是一般情况下，只要利用以往的控制点成果获取“区域性”地方转换参数即可。

（三）基准站设置GPS-RTK对于数据的定位处理过程其实就是其基准站和流动站之间的一个单线处理过程。

网络RTK七参数的求解方法与精度分析发布时间：2021-05-10T16:28:00.353Z 来源：《建筑科技》2021年2月下作者：李辉[导读] 目前，随着各地区省级CORS系统的建立，网络RTK技术的发展逐渐代替了传统的测绘方法和常规RTK技术，大大提高了测绘的速度与效率, 降低测绘劳动强度和成本，在工程领域中得到广泛应用。

本文结合上海某线路工程地形测图探讨坐标转换中的七参数求解与精度分析。

上海新地海洋工程技术有限公司李辉 200080摘要：目前，随着各地区省级CORS系统的建立，网络RTK技术的发展逐渐代替了传统的测绘方法和常规RTK技术，大大提高了测绘的速度与效率, 降低测绘劳动强度和成本，在工程领域中得到广泛应用。

本文结合上海某线路工程地形测图探讨坐标转换中的七参数求解与精度分析。

关键词：CORS系统网络RTK技术坐标转换七参数0.前言目前GPS能够测量得到较高精度的WGS-84坐标系下的大地坐标，我们在实际测量中应用的通常是采用地方坐标系，高程为正常高。

为了把WGS-84坐标系坐标转换为地方坐标系下坐标，施工前应首先求得两种坐标系间的转换参数。

由于不同区域的转换参数不完全相同，为了提高GPS-RTK的测量精度，就必须求出适合本区域内的坐标转换参数。

[1, 2]1.网络RTK技术及应用指在一定区域内建立多个基准站,对该地区构成网状覆盖,并进行连续跟踪观测,通过这些站点组成卫星定位观测值的网络解算,获取覆盖该地区和某时间段的RTK改正参数,用于该区域内RTK用户进实时改正的定位方式。

[3] 网络RTK技术的出现省去了传统测量中控制网的建立以及常规RTK基准站的设立，并且能快速、精确地获得地形地物点坐标，节省了大量的人力、物力。

目前网络RTK技术广泛应用于地形图测绘、水下测量、地籍测量、航空摄影测量、环境监测等多个领域。

2.工程概况及控制点收集本工程位于上海市浦东新区，线路长度约4公里，红线范围19米～34米。

RTK差分服务解算原理RTK（实时动态）差分服务是一种高效的实时定位技术，广泛应用于测量、导航等领域。

RTK差分服务基于实时载波相位差分和坐标转换技术，能够提供高精度、高效率的实时位置信息。

本文将详细介绍RTK差分服务解算原理，包括实时载波相位差分和坐标转换两个方面。

1. 实时载波相位差分实时载波相位差分是一种高效的定位技术，其基本原理是将基准站接收机和移动站接收机同时接收到的卫星信号进行比较，通过计算差分值得到移动站的位置信息。

在实时载波相位差分中，基准站接收机和移动站接收机同时接收到的卫星信号包括载波相位和伪距观测值。

通过对这些观测值进行差分处理，可以消除公共误差项，如卫星钟差、接收机钟差等，从而提高定位精度。

实时载波相位差分主要分为三个步骤：双差观测值求解、坐标转换和精度评估。

双差观测值求解是核心步骤，它通过对基准站和移动站接收到的卫星信号进行差分处理，得到双差观测值。

坐标转换则是将双差观测值转换为地面坐标系下的位置信息。

精度评估则是对解算出的位置信息进行评估，确定其精度水平。

2. 坐标转换坐标转换是将卫星定位结果转换为地面坐标系下的位置信息的关键步骤。

RTK差分服务中常用的坐标系包括WGS-84坐标系和地方独立坐标系。

坐标转换的过程通常包括两个步骤：首先是将卫星定位结果从卫星坐标系转换为地理坐标系（经度、纬度和高度），然后再将地理坐标系转换为地面坐标系（x、y和z）。

在RTK差分服务中，坐标转换主要依赖于卫星导航系统提供的转换参数，如七参数或者八参数等。

通过将转换参数应用到卫星定位结果中，可以得出高精度的地面位置信息。

3. 差分算法RTK差分服务的核心算法是差分算法，其基本原理是利用基准站接收机和移动站接收机接收到相同卫星信号的差异来消除公共误差项，从而提高定位精度。

差分算法可以分为位置差分、伪距差分和载波相位差分三种类型。

其中，位置差分是通过比较基准站和移动站接收到的卫星信号的位置信息来消除公共误差项；伪距差分是通过比较基准站和移动站接收到的卫星信号的伪距观测值来消除公共误差项；载波相位差分则是通过比较基准站和移动站接收到的卫星信号的载波相位观测值来消除公共误差项。

南方rtk 转换参数南方 RTK 转换参数详解坐标系与转换坐标系是用于描述地球表面位置的数学框架。

不同的坐标系使用不同的参考点、单位和参数。

南方 RTK 转换参数用于将南方坐标系中的坐标转换到另一个坐标系，如世界大地坐标系（WGS84）。

RTK 定位技术RTK（实时动态）定位是一种测量技术，它使用卫星和地面站进行高精度的定位。

RTK 接收机测量来自 GNSS 卫星的载波相位，并通过差分技术消除误差。

这种方法可以实现厘米级的定位精度。

南方坐标系南方坐标系是中国采用的国家坐标系，以北京54坐标系为基础。

它的参考椭球体为克拉索夫斯基椭球体，中央经线为东经105°，原点位于北京天文台。

世界大地坐标系世界大地坐标系（WGS84）是一种全球性的大地坐标系，被广泛用于 GPS 导航和地理空间应用。

它的参考椭球体为 GRS80 椭球体，原点位于世界大地测量局参考点 (ITRF)。

转换参数南方 RTK 转换参数是一组七个参数，用于将南方坐标系中的坐标转换到 WGS84 坐标系。

这些参数包括：平移参数 (X0, Y0, Z0)：分别表示在 X、Y、Z 轴上的平移量。

旋转参数(ωx, ωy, ωz)：分别表示绕 X、Y、Z 轴的旋转角度。

尺度因子 (m)：表示两坐标系之间的尺度差异。

转换公式南方坐标系到 WGS84 坐标系的转换公式如下：```x_WGS84 = m (x_南方 - X0) - ωz y_南方+ ωy z_南方 y_WGS84 = m (y_南方 - Y0) + ωz x_南方 - ωx z_南方 z_WGS84 = m (z_南方 - Z0) + ωx y_南方 - ωy x_南方 ```其中：(x_南方, y_南方, z_南方) 为南方坐标系中的坐标。

(x_WGS84, y_WGS84, z_WGS84) 为 WGS84 坐标系中的坐标。

m、X0、Y0、Z0、ωx、ωy、ωz 为南方 RTK 转换参数。