GPS测量中地方独立坐标系的建立及其转换

一、引言 GPS技术在大地测量中的应用，改变了传统的测量方法和测量手段，如不要求两大地点问互相通视、在大地点上不需要进行烦琐的水平角、垂直角、距离等的测量，而直接进行定位，且定位结果属于三维坐标。同时也带来了新的课题，如GPS定位结果属于WGS-84坐标系，而实用的测量坐标系属于国家大地坐标系或地方独立坐标系，所以必然存在坐标系的转换问题。许多城市、矿区，军队许多试验靶场基于实用、方便和科学的目的，将地方独立测量控制网建立在当地的平均海拔高程面上，并以当地子午线作为中央子午线进行高斯投影求得平面坐标。     

GPS工程控制网坐标系的选择和短边GPS高程精度分析

从高斯投影理论出发，讨论了工程控制网坐标系的选择问题。提出了一种GPS工程控制网坐标系的选择方法，能够确保建立高精度的工程控制网；同时探讨了短边GPS高程的测量精度，得出了一些有益的结论。     

具有抵偿面的GPS基线向量网任意带高斯投影模型研究

通过GPS技术获取的空间基线向量和坐标信息是建立在WGS-84坐标系下的,无法直接应用于工程实际。因此使用GPS基线向量网必须将其从WGS-84坐标系转换到测区的平面坐标系统中,这就需要构造一个具有抵偿面的任意带高斯投影模型,来控制和减小边长投影变形。     

长线路测量坐标系建立与GPS的应用

本文以沪昆高铁浙江段前期勘测定界控制测量为例,阐述坐标系统选择的过程,通过对投影变形值的分析,选择适宜的坐标系统,并建立了该线路的GPS平面控制网,满足勘测定界测量工作的要求。     

GPS测量中已知重合点可靠性检验方法

一、引言 GPS定位结果属于全球协议地心坐标系（WGS-84），而实用的测量坐标系属于国家大地坐标系或地方独立坐标系。因此，必须把GPS点的地心坐标转换为实用坐标。解决的途径是：设计GPS网点与国家大地控制网点或地方独立坐标系下的己知点重合。重合点一般不少于3个，以便可靠地确定GPS网与地面网之间的转换参数。重合点是GPS网约束平差时的基准点。实践证明，重合点的误差和点位分布将影响GPS网约束平差的精度，特别是当重合点误差较大或含有粗差时，将严重影响GPS成果的可靠性，使高精度的GPS定位结果失去了本来的意义。一般而言，GPS网的相对精度远远高于地面经典网的精度。加入地面已知重合点的GPS网约束平差结果精度不理想的主要原因是引入了不合理的重合点己知数据所致。重合点已知数据本身肯定含有误差，关键是误差的大小。如果已知数据对GPS嘲最后平差结果的影响在测量工程的精度要求之内，则认为所采用的基准数据是合理的：否则，则认为所采用的基准数据含有粗差。所以，必须对重合点的基准数据进行必要的检核，以便发现并剔除存在较大误差的重合点。     

复杂地形条件下公路工程平面坐标系的建立方法研究

为满足公路工程的勘察设计及后期现场施工的需要,建立适宜的平面坐标系是一项极具必要性与重要性的工作。基于高斯投影变形的2个主要影响因素以及二者之和可部分抵消的特征,结合实例分析了复杂地形条件下公路工程平面坐标系的建立过程;同时,为了克服常规方法建立过程存在以平均代表整体、变形检验方式又存在“以点代面”的局限性,研究了应用DEM检验投影变形的方法,可实现全测区范围内投影变形量的统计分析与可视化展示,为在复杂地形条件下建立公路工程平面坐标系提供了参考。实例表明该方法在复杂地形条件下是适用的、有效的,具有一定的理论与现实意义。     

蓝山湘江源至九嶷山公路GPS控制网的构建方案研究

湘江源头湖南蓝山位于永州市国家森林公园中。修建景区公路是加快湘江源及九嶷山景区建设的必要条件。该路线高海拔、高落差的地形条件使路线控制测量增加了技术难度。为了保证公路设计与施工质量,构建准确可靠的GPS控制网是关键。本文介绍了通过构建不同高程抵偿面的任意带高斯投影坐标系统,并对不同抵偿面之间进行数据融合,利用CORS系统对控制网进行优化,从而解决了因为高海拔、高落差引起的投影形变。     

大型调水工程施工控制网关键技术研究

结合鄂北地区水资源配置工程,首先研究西北-东南走向的超长调水线路的施工坐标系的建立问题,实现了顾及高程归化的斜轴墨卡托投影的工程坐标系,避免了采用高斯投影产生的沿东西方向分带较多的问题,满足控制网边长综合投影变形小于10 mm/km的设计要求。其次,对工程中的宝林隧道洞外GNSS控制网进行观测和数据处理,分别采用BDS、GPS、BDS+GPS 3种模式解算各个时段的基线向量,并以GAMIT解算值作参考进行成果的精度分析。结果表明,BDS可以满足宝林隧道的测量精度要求。对比BDS、GPS单系统基线结果,N与E方向差异保持在5 mm左右,U方向大部分保持在10 mm左右,BDS+GPS解算结果的精度高于任何一种单系统。最后,对宝林隧道洞内平面控制网的布设方案进行分析,并针对单一导线法、交叉导线法加测陀螺方位角,将其作为新增观测量进行联合平差,得到优化布网方案。     

道路工程平面坐标系的统一性理论研究

传统上道路工程勘测、设计、施工各单位统一采用以初测导线点处垂线为基准线、水准面为基准面的,把各相邻测站处局部水准面相连拼接成一个统一带状的平面坐标系统（定义为道路工程渐变平面坐标系）。本文提出顾及地球重力场模型,用GPS直接建立垂线和水准面系统的道路工程渐变平面坐标系的解决方案,从理论上统一了勘测坐标系（GPS平面坐标系）和设计、施工坐标系（道路工程渐变平面坐标系）,消除了其间存在的系统误差。     

顾及高程变化的公路控制测量坐标系选择研究

为使高山区公路控制测量中投影长度变形值满足规范要求,结合投影理论方法,计算分析了各种测量坐标系下的投影长度变形值,提出了顾及测区高程变化建立分段投影于抵偿高程面上的高斯正形投影平面直角坐标系的方法,能有效地解决投影长度变形问题。     

GPS桥梁平面控制网的坐标转换

针对桥梁施工控制网建立的特点,详细介绍了利用工程椭球进行高斯投影的一种实用GPS坐标转换方法,并通过天兴洲大桥GPS控制网的实例,证明了这种转换方法的可靠性。     

某GPS控制网坐标系的选择和短边GPS高程测量的精度分析

讨论了GPS工程控制网坐标系的选择,提出了一种GPS工程控制网坐标系的选择方法,能够确保建立高精度的工程控制网;同时探讨了短边GPS高程的测量精度,且得出了一些有益的结论.     

斜墨卡托投影在高速铁路测量中的应用分析

目前高速铁路测量采用的高斯投影独立坐标系每个投影带可控制范围太小,提出沿铁路线方向进行斜墨卡托投影的原理、方法、计算步骤,并通过算例分析其在高铁测量应用中的可行性,该方法与高斯投影相比较具有明显的优点.     

具有抵偿面任意带高斯正形投影直角坐标系的选择

一项工程的开始首先要选择正确的坐标系统,坐标系统选择得是否合适对整个工程质量至关重要,因此,我们要把坐标系统的选择作为首要重点工作对待。对于项目工程而言,建立独立坐标系统的目的是使投影长度变形控制在允许的误差范围之内。高斯-克吕格投影所建立的平面坐标系,或简称高斯平面直角坐标系,是大地测量、城市测量、普通测量、各种工程测量和地图制图中广泛采用的一种平面直角坐标系。本文根据正形投影的长度综合形变公式,推导出最佳方法。理论和实践均表明,该方法简洁、有效,能较好地抑制投影过程中的边长形变。本文就工程实践,介绍一种选取方法,研究建立城市抵偿坐标系解决变形问题。     

利用GPS观测技术建立独立坐标系的方法与实践

随着GPS静态测量技术的成熟使用,现在大部分的控制网均由GPS观测技术完成.本文研究了如何在控制点稀少或者控制点精度较低的地区,利用GPS观测,二维约束平差约束“一点、一方位、几条约束边长”的方法,建立高精度、满足工程投影变形的城市独立坐标系.本文具体讨论了建立独立坐标系的方法与案例,通过实践表明,利用GPS观测技术建立的独立坐标系,可以达到很高的精度和符合规范的边长投影变形.     

基于高海拔地区大型光伏电厂GPS控制网投影变形问题的应用研究

在高海拔地区大型光伏电厂的建设过程中,高精度的GPS控制网是工程质量的重要保障。高海拔地区,GPS控制网存在投影变形的问题,当长度变形大于2.5 cm/km时,如何通过选择合理的投影面和投影带建立坐标系,从而控制投影变形是问题的关键。本文从理论上分析了长度变形的影响规律,提出了合理的解决方法并通过工程案例验证了该方法在实际工程中应用的可行性。     

利用最优化方法确定最佳城市独立坐标系

在控制范围及相对高差较大的区域中,无论怎样选取城市独立坐标系,都会使部分区域的高斯投影变形超过2.5 cm/km。本文提出一种新的确定城市独立坐标系的最优化方法一加权蛮力搜索法,以投影变形加权平方和最小为依据,采用蛮力算法确定最优的城市独立坐标系,使得高斯投影变形超过2.5 cm/km的区域最小并集中在次要地区(权重较小的地区)。本文以吉林省延吉市独立坐标系的建立为例,研究了加权蛮力搜索法的实现途径和计算方法,并分析采用最佳城市独立坐标系后,高斯投影变形的改善情况。     

不同椭球与投影参数的两套高斯平面坐标的变换方法

不同时期建立的坐标系可能采用不同参考椭球与投影参数,研究高斯投影坐标间的变换方法,具有实用价值。研究不同椭球参数及投影参数对高斯投影坐标的影响特性,除不同中央经线对投影坐标影响的非线性特性较强外,其它因素对区域坐标系坐标的影响几何都是线性的,因此只要使两种坐标系的中央经线近似一致,就能采用线性变换模型实现两种坐标系的变换。文中利用广州市平面坐标系与CGCS2000平面坐标系之间变换为实例,验证文中技术方法可行性。文中方法为其他城市进行CGCS2000坐标与城市独立坐标的变换具有借鉴作用。     

1980西安坐标系快速高斯投影计算公式

本文对经典的高斯投影公式进行优化处理,进而导出适合于1980西安坐标系的快速高斯投影正反算计算公式,其具有函数运算与四则运算少、计算效率高等特     

GPS坐标转换在110指挥系统中的应用研究

在110指挥系统中,为了实现对GPS巡逻警车的监控,必须将GPS终端接收到的位置信息动态显示在电子地图上。GPS数据采用WGS-84坐标系,而电子地图往往采用北京54坐标系,因而,如何将WGS-84坐标转换为北京54坐标成为系统必须解决的一个关键问题。本文详细讨论了WGS-84坐标与北京54坐标的转换问题,给出了详细的算法,并在福州市公安局110指挥系统中得到了成功应用。