在不同坐标系下GPS实际测量中对比分析

彭丽丽

（赤峰市国土资源局，内蒙古 赤峰 024000）

1 概述

GPS全球定位系统（Glohal Positioning System）在公路工程测量中的应用，在最近的两年得到了迅速推广，这主要依赖于GPS系统可以向全球任何用户全天候地连续提供高精度的三维坐标、三维速度和时间信息等技术参数.首先了解一下GPS系统的工作原理以及在测量领域的应用特点.

2 GPS 的工作原理

GPS系统是一种采用距离交会法的卫星导航定位系统.在需要的位置P点架设GPS接收机，在某一时刻t同时接收了3颗（A、B、C）以上的GPS卫星所发出的导航电文，通过一系列数据处理和计算可求得该时刻GPS接收机至GPS卫星的距离SAP、SBP、SCP，同样通过接收卫星星历可获得该时刻这些卫星在空间的位置（三维坐标）.从而用距离交会的方法求得P点的三维坐标(Xp，Yp，Zp)，在GPS测量中通常采用两类坐标系统，一类是在空间固定的坐标系统，另一类是与地球体相固联的坐标系统，称地固坐标系统，我们在工程控制测量中常用地固坐标系统.（如：WGS_84世界大地坐标系和1980年西安大地坐标系.）在实际使用中需要根据坐标系统间的转换参数进行坐标系统的变换，来求出所使用的坐标系统的坐标.这样更有利于表达地面控制点的位置和处理GPS观测成果，因此在测量中被得到了广泛的应用.

3 GPS 实际测量中对比分析

应用GPS在赤峰独立坐标系统与北京54坐标系统中布设控制点的距离测量及应用全站仪施测的距离比较.

2008年10月，为了满足实际工作需要，布设了我市中心城区大地坐标控制网，应用赤峰市周边的国家控制点进行连测，采用AshtechZ-Xeter双频GPS接受机按D级控制网观测.平面连测了国家Ⅱ等点小敖包、Ⅲ等点陈营子东南山，赤峰市控制网Ⅲ等点东山、红山、敖包山、Ⅳ等点水泉沟梁，高程连测了Ⅰ等水准点市气象局、Ⅳ等水准点赤通CF9、CF20，赤朝G05.约束平差平面采用Ⅲ等点东山、红山、敖包山，高程采用Ⅰ等水准点市气象局、Ⅳ等水准点赤通CF9、CF20，赤朝G05作为起算点.本成果中国家Ⅱ等点小敖包、Ⅲ等点陈营子东南山、Ⅳ等点水泉沟梁、赤通CF9、CF20，赤朝G05为新解算成果.平面成果采用高斯六度分带时，中央子午线为117度；采用高斯三度分带时，中央子午线为120度.高程采用1985国家高程基准.使用公安局路口、玉龙大街、王府大街、国土局楼、巴林大街等5个点位数据（引用具体坐标数据略），得出了赤峰独立坐标系和北京54坐标系的数据.主要应用部分控制点进行数据的比对.

点位之间距离 单位： 米

本图表采取5个控制点,分别选取具有不同长度的点位,从几百米至几千米不等的点位进行数据的比对，最长边为巴林大街点与玉龙大街点，距离为3982.419米,最短边为公安路口与国土局楼,距离为329.409米.通过以上的对图表分析，可知：

（1）点位之间的距离越长，北京54坐标系下和赤峰独立坐标系下及全站仪所测之间的差别越大；

（2）总体讲，赤峰独立坐标系下及全站仪所测之间的差别较小，相互符合的比较好，最小差为0.008米;

（3）尽管应用GPS双频机对控制点联测，对于一些要求精度比较高的测量控制工程，还要根据实际需要，在符合技术规程要求的误差的前提下，进行多种方法的对比测量，使用与实际地形拟合好的坐标系统数据.

4 建议

通过实际工作测量，使我们了解了在不同的坐标系及不考虑曲率因素条件下，所测量土地的距离和面积的不同，因为在实际国土资源管理中对建设用地测量要求，主要是测量出所需建设用地按不同权属、地类的土地面积，在技术单位进行完总体测量后，还要对所有不同农业承包单位，进行分户测量即碎部测量，对于普通的百姓来讲，不管什么坐标系，只要实地测量结果与他们传统的分地要求一致，满足他们的分户需要，他们就接受，征地工作就能进行下去.为了更好地满足精度要求，使大面积的测量结果更好地符合分户测量结果，尽量减少不同坐标系统产生的系统误差，同时，在规划区内遵循规划部门划定的界址点范围的原则，建议先使用独立坐标进行大范围的面积测量，在报批时再转换成符合国家规定的坐标系统.