RTK使用中参数的使用

RTK使用中参数的应用

随着RTK的广泛应用，在RTK使用过程中的问题众多，但最多的问题还是参数搞错时出的，这里就参数问题做简单说明。

一、椭球的影响

我们经常碰到的工地坐标椭球无非北京54和西安80，即使一些独立坐标大多也是在54和80的椭球基础上做的改变。但54和80的椭球都是参心系坐标，属二维坐标，即平面和高程是分开测量得到的，这样的测量大多没有考虑椭球的变形，平面坐标在地球表面都是直线，通过角度和长度应用导线闭合的方法计算出来的，这样的坐标累积误差也大，准确程度也大受影响。因此，国家需建立一套高精度、三维、动态的坐标系统，也就是2008年7月1日启用的地心坐标系统，由于RTK直接测量可获取到实时三维坐标，属地心系，因此在整体方面而言，RTK精度还是较高的。

椭球的基本参数为长半轴a、短半轴b，扁率e，54椭球由俄罗斯人克拉索夫斯基建立起的数学模型，建立较早，及后来建立的80和2000坐标系偏差较大，因此，54的坐标求完参数以后，最容易出现较大的残差的，如果在山区高程异常也比较明显，因为54的长半轴a及2000差108米，短半轴b及2000差111米，经度方向间距1度扩大1.88米，纬度方向1度缩小1.94米，高程问题下面再来展开说明，因此，在求参数时，54和80的椭球选择上是很重要的。在短距离内可能显示不出来，但是超过10km后，差距还是较为明显的。下面用数据来说明：下图是在中央子午线为111度，84经纬度a1和a2个点在54和80椭球的坐标表现和相对位置关系

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点名a1a2BL54椭球xy80椭球xy37.33333333111.333333334158797.228549414.6874158728.159549413.86737.33333333111.393333334158854.504558250.5194158785.435558249.552△x△y-57.276-8835.832△x△y-57.276-8835.685 从图上可以看出，在纬度不变时，54和80椭球相对位置关系在大概9公里时，Y方向就有15cm左右的差距。同理，在经度不变时，X方向也有不同的差值，具体可以自己尝试。

最后，再说下2000坐标系统及WGS84的关系，其实，WGS84及2000坐标系统定义上是一致的，基本可以认为84即2000，当然，也有细微的差别，就是扁率有点细微的差别，不过影响不大，可以认为84即2000，因此在使用网络连接省网的的状况下，固定解高精度下测量的经纬度，可以认为是该点的84或者2000的经纬度，可以作为一个2000或者84已知经纬度去使用。

二、中央子午线的影响

中央子午线在参数中对精度的影响也较大，中央子午线的书面解释就不多说了，主要是中央子午线的影响，以及简单的应用中央子午线。

首先，中央子午线分3度带和6度带，3度带公式是3n（n代表带号），6度带公式是6n-3（n代表带号），怎么去理解呢？这里我简单举个例子，例如：当前RTK上显示的经度是113度40分40秒，那么他的3度带中央子午线就是114，他的6度带中央子午线就是111。因为，根据公式计算3度带中央子午线114控制的是112度30分到115度

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30分，左右各1度30分，正好3度；6度带中央子午线111控制的是108度到114度，左右各3度，正好6度。再如，RTK当前经度是111度30分30秒，那么无论是3度带还是6度带，他的中央子午线都是111度，而且在同一椭球、没有任何参数的情况下，投影坐标是一样的，只是东坐标前面的带号不同而已，3度带前面带号是37，6度带前面带号是19，后面的坐标是一样的。也就是在111的3度带控制范围内是没有换带计算的，只有在114的3度带控制范围内才有换带计算。

其次，上面是国家标准中央子午线的分法，也有很多城市自己建立的坐标系统，这就是城市独立坐标系统了。例如：某个城市独立坐标系统是：椭球北京54、子午线112度30分、北平移100000米、东平移100000（一般标准的是500000米）米、投影面800。这就是一种独立的坐标系统，它不是按照大的标准来的，而是根据当地情况自己制定的标准而已，因此，自己不根据国家的标准而订立的子午线都属独立的标准。

再次，独立的坐标系统及国家坐标系统的差别在那里？相对位置还相同么？我认为主要表现在以下：

2.1 坐标表现形式不同

所谓的坐标表现形式是这样的，一般标准形式的坐标是：北坐标小数点前7为，东坐标小数点前6位或者8位；而独立坐标系统可能北坐标、东坐标是小数点前5位、4位都有可能。

2.2相对位置关系有大不同

所谓的不同就平面而言，就有较大的差距，这里就以实例来说明：

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下图是84经纬度在椭球选84时，G1和G2两个点分别在中央子午线为111度和112度30分时的相对位置关系

从图上可以看出，在椭球相同时，G1和G2两点分别在子午线111和113度30分的平面距离为11100.577和11098.576，也就是说，在大概11km时，相对平面位置差2米，这样求出的参数平面精度根本达不到。

综上所述，中央子午线还是非常重要的一点，一般要根据工程方提供的标准来执行，如果没有提供标准，则自己来订立这个标准，但是必须在测量报告上必须得体现。

三、其它投影参数的影响

其它投影参数包括了投影面，北加常数，东加常数，投影比例等。

由于其它投影参数测量中涉及的较少，只有投影高偶尔用到，只需按照提供的标准来输入就行。

四、四参数、七参数、高程拟合、矫正参数

四参数是由北平移、东平移、旋转角、投影比例四个参数构成的。

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七参数是由三个平移参数、三个旋转参数、一个比例参数组成的。

高程拟合是由6个高程参数组成。

矫正参数是三个平移参数组成的。

在我们的工程之星3.0里面这些参数是混和使用的，但是也有一些注意要点，比如7参数是不能和高程拟合配合使用，4参数不能和7参数配合使用，7参数可以和矫正参数配合使用等等。在我们工程之星3.0里面矫正参数是最灵活的参数，可以和任意参数配合使用。

从2008年推出地心系坐标以后，各地纷纷建立2000坐标系统控制网，从各个省做的控制网平差报告可以看出（如需看各省2000系统建立报告请到网上查询），七参数基本使用率比较低，原因就是七参数在高程方面毫无优势可言，只有在高程异常值不大的小范围内可以使用，我们常用的七参数是布尔沙模型，这个模型在高程方面非常差，在山区大一点的范围，可明显看出其劣势，即使有使用的省份也大多是平原地区，而且从没用于高程方面，也是使用的二维七参数，顾名思义，就是用的平面而已，平面是没有问题的，高程是分开来计算的。各省大都是用的格网点内插的方式来进行54和80转换2000坐标的，这种方法类似我们的四参数+高程拟合的方式来处理，因此，在使用RTK时，建议用四参数+高程拟合的方式来进行测量工作为较好，如果使用电台则还需要矫正参数来配合，如果是网络则四参数+高程拟合就可以了。

下面用一组数据来说明一下：

下图4.1是使用静态解算软件在80椭球上并且是选用了曲面拟合以后的内复核高程残

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差，差值较大的是3号点的5cm左右，该次静态跨度为70km左右，整体平差所得，属山区。

图4.1

如果将解算所得的80坐标已知点和三维自由（约束）网平差所得经纬度配对输入工程之星求转换参数功能里面，会得到下图4.2

图4.2

上图为工程之星cot文件转换到excel，可以看出高程残差显示一致，经过山西已做出2不同地方控制网的RTK实地测试已知点，

得出结论如下：高程最大残差不会超过15cm，经过20多个联测点的实地测试，高程大多在5cm之内，只有个别2~3个点，会略微超过10cm，当然如果要求过高，可以做

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大地水准面精化，做水准模型，一般需要大量的人力和物力。

如果不选用曲面拟合会得到如下图4.3

图4.3

上图可以看出，不选用曲面拟合所看到的差值最大的有20cm多，

通过工具箱使用七参数内复核高程的残差及上图类似，在工程之星3.0里面输入7参数实地测试已知点，发现最大的差值可达到1米！

综上所述，网络状况，使用RTK还是使用四参数+高程拟合的方式更优；电台还是四参数+高程拟合+矫正参数。

最后，再说说电台和网络切换的问题，比如，起初求转换参数时，还是先用网络去求，为什么呢？这是因为网络求出转换参数有很多好处，好处在：网络求出的转换参数，四参数和高程拟合参数已经定死（再进行校正向导不会发生改变），而矫正参数里面，x、y两个平移参数为0，如果有拟合参数（大于等于4个已知点），那么h也为0；如果没有拟合参数（小于4个已知点），那么高程不会为0，只需要记住这个高程（一定要记住）就好了。接下来，如果你网络在山区没有信号，你可以在有信号的地方放个点，然后去切换成电台

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去矫正网络放的该点（注：有累计误差，精度要求较高者，可去正规已知点去校正），然后，电台切换网络呢？这里可以先把你的接收机切换成网络，收到信号固定以后，新建一个工程，在配置-坐标系统设置-选中网络求参数的坐标系统名-编辑-水平，把校正参数里面(各个厂家大同小异)，x,y该为0，如果有拟合参数，h也改为0；如果没有就输入当初网络求参数时的高程值，这样就不需要再去校正已知点了。

此文仅供参考本人邮箱

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