GPS七参数的计算??

GPS七参数的计算??,第1张

通过三个或三个以上已知点求解七参数模型中的参数:不同空间直角坐标系之间的变换,其参数有(ΔX0,ΔY0,ΔZ0,ωX,ωY,ωZ,m)七个,其中(ΔX0,ΔY0,ΔZ0)为坐标平移量,(ωX,ωY,ωZ)为坐标轴间的三个旋转角度(又称为欧拉角),m为尺度因子。七参数模型如图。

以WGS84坐标系转换为北京54坐标系为例:

为计算模型中的七个参数,至少需要三个已知点的北京54空间坐标(X,Y,Z)BJ54和WGS-84空间坐标(X,Y,Z)WGS84,利用最小二乘法求出七参数。

然而,我们已知的三个公共控制点的坐标成果,一种是GPS观测中可直接获得的WGS84椭球下的大地坐标经纬度(B,L,H),另一种是工程测量中使用的是高斯投影后的平面直角坐标(x,y,h)。即已知的三个公共控制点的坐标成果就是这两种形式的坐标表来表示的。首先,我们要把这两种形式的坐标都转换为七参数模型中的空间直角坐标。步骤如下:

1.将WGS84椭球下的大地坐标经纬度(B,L,H),采用WGS84椭球参数,转换为WGS84的空间直角坐标(X,Y,Z)

2.将北京54投影平面直角坐标(x,y,h),采用克拉索夫斯基椭球参数,转换为大地坐标((B,L,H)后,再转换为北京54的空间直角坐标(X,Y,Z)。

3.将转换得到的三个公共点的北京54空间坐标(X,Y,Z)BJ54和WGS-84空间坐标(X,Y,Z)WGS84代入七参数模型中,求解七个参数。

以上转换过程十分复杂,即涉及到大地坐标经纬度与空间直角坐标的换算,还涉及到空间直角坐标与平面直角坐标的投影。通常,我也使用已有的计算程序来求解七参数的,在很多这些求解七参数的程序中,直接采用的是WGS84的大地坐标和北京54大地坐标来计算,就是你只需输入三个已知点的一套WGS84的大地坐标和一套北京54大地坐标,即可为你求解出七参数。

在很多GPS基线解算与平差软件中,都提供了求解七参数/四参数的工具,你可以自己试试。

需要注意的是,在求解七参数前必须设置高斯投影参数:中央子午线,x坐标常数和y坐标常数,以及比例因子。

通常最大距离小于10公里的测区,使用四参数就可以了,很多论文的实验结论都证明了对于小范围的测区,使用四参数坐标转换的结果优于七参数坐标转换的结果。

就是在测区中心位置架设好基准站,然后使用流动站新建工程,设置基本的投影的参数,如西安80坐标系,高斯投影,中央子午线,Y坐标常数500km等。

七参数的应用范围一般大于50公里计算时需要知道三个已知点的地方坐标既用原有坐标转换成地方坐标的七个转换参数。

七参数的控制范围和精度虽然增加,但七个转换参数都有参考限制,x、y、z轴旋转一般必须都是秒级;x y z轴平移一般小于1000。若求出的七参数不在这个限制值以内,一般不能使用。这一限制比较苛刻。

四参数转换参数可根据测区控制点的两套坐标求得,两套坐标分别是WGS84大地坐标(B,L,H)或(X,Y,Z),和平面坐标、正常高(x,y,h)。一个测区中使用的已知控制点平面点不得少于3个,高程点不得少于4个,控制点应包围作业测区并均匀分布。

扩展资料:

RTK工作原理

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,同时给出厘米级定位结果,历时不足一秒钟。流动站可处于静止状态,也可处于运动状态。可在固定点上先进行初始化后再进入动态作业,也可在动态条件下直接开机,并在动态环境下完成整周模糊度的搜索求解。

在整周未知数解固定后,即可进行每个历元的实时处理,只要能保持四颗以上卫星相位观测值的跟踪和必要的几何图形,则流动站可随时给出厘米级定位结果。

参考资料:百度百科-RTK


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