手機(jī)訪問(wèn)更快捷
更多流量 更易傳播
隨時(shí)掌握行業(yè)動(dòng)態(tài)
網(wǎng)絡(luò)課堂 行業(yè)直播
產(chǎn)品推薦:水表|流量計(jì)|壓力變送器|熱電偶|液位計(jì)|冷熱沖擊試驗(yàn)箱|水質(zhì)分析|光譜儀|試驗(yàn)機(jī)|試驗(yàn)箱
淺談工程測(cè)量中參數(shù)計(jì)算
白叔鈺
現(xiàn)階段GNSS測(cè)量已經(jīng)成為zui主流的測(cè)繪手段,尤其近兩年來(lái)儀器價(jià)格不斷下探,CORS網(wǎng)絡(luò)遍地開(kāi)花,使用GNSS接收機(jī)進(jìn)行測(cè)繪成為zui方便的工作形式,工程上的應(yīng)用也十分俊俏。然而工程應(yīng)用中,往往沒(méi)有測(cè)繪院這樣給定的七參數(shù),也沒(méi)有CORS網(wǎng)絡(luò)支撐,更沒(méi)有好用的經(jīng)緯度坐標(biāo)轉(zhuǎn)換工具。結(jié)合工程實(shí)際情況,都是需要現(xiàn)場(chǎng)直接求得當(dāng)前點(diǎn)平面坐標(biāo),故而一般應(yīng)用中都是推薦使用四參數(shù)加高程擬合的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。
1.四參數(shù)法原理
四參數(shù)轉(zhuǎn)換,具象的說(shuō)就是將兩張紙,用兩個(gè)圖釘釘在一起,從而保證兩張紙上的點(diǎn)位點(diǎn)點(diǎn)對(duì)應(yīng)。故而,求取四參數(shù)也是同樣需要至少兩對(duì)對(duì)應(yīng)點(diǎn)。轉(zhuǎn)換方法如同圖1:
圖1 四參數(shù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換
這種計(jì)算方式不需要知道橢球類(lèi)型,*子午線,只要有兩對(duì)公用點(diǎn)對(duì)即可直接強(qiáng)制轉(zhuǎn)換完成,計(jì)算公式如下:
其中,x、y為已知平面坐標(biāo)值,K為比例因子,θ為旋轉(zhuǎn)角,△X0、△Y0為x、y軸線的平移量。
實(shí)際測(cè)量中,GNSS接收機(jī)先接受到定位信號(hào),解算獲取到當(dāng)前的經(jīng)緯度信息,即WGS84坐標(biāo)數(shù)據(jù),手簿讀取到信息后,經(jīng)過(guò)設(shè)置的不同橢球參數(shù)、投影方式、*經(jīng)線,將WGS84坐標(biāo)投影到平面上形成平面坐標(biāo),得到初始的坐標(biāo)值。再通過(guò)兩個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)對(duì),根據(jù)上述公式得到四個(gè)平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換量,即手簿中的北平移、東平移、旋轉(zhuǎn)角和比例尺。
由以上描述可以清楚的發(fā)現(xiàn),兩個(gè)點(diǎn)計(jì)算得到的參數(shù),平面上是不存在殘差的,故而兩個(gè)點(diǎn)對(duì)計(jì)算的結(jié)果,只能根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值來(lái)判別是否準(zhǔn)確,即判斷K值是否接近于1。當(dāng)已知點(diǎn)對(duì)數(shù)量增加時(shí),需要引入zui小二乘法來(lái)計(jì)算各個(gè)點(diǎn)對(duì)的殘差,這里就不一一說(shuō)明了。
2.高程擬合
GNSS測(cè)繪得到的高程數(shù)據(jù)于實(shí)際使用的高程系統(tǒng)有較大誤差,這主要是因?yàn)镚NSS 高程測(cè)量是在WGS84橢球上進(jìn)行的,它所測(cè)得的高程是測(cè)站點(diǎn)相對(duì)于WGS84橢球面的大地高,而在工程應(yīng)用中,國(guó)內(nèi)普遍采用的國(guó)家85高程,即正常高,是指地面沿鉛垂線到似大地水準(zhǔn)面的距離,因此GNSS高程數(shù)據(jù)不能直接得到應(yīng)用。若能求出測(cè)量點(diǎn)在兩種高程系統(tǒng)中的高程異常,就可以將高程異常加入到大地高,從而確定測(cè)量點(diǎn)的正常高。
圖2:各個(gè)高程參考面之間的關(guān)系
所以在局部的小區(qū)域內(nèi),我們采用高程擬合的方法來(lái)解決高程異常的問(wèn)題。手簿中提供了不同算法的高程擬合方法,根據(jù)已知點(diǎn)數(shù)量不同,采用的擬合方法也不盡相同,通常情況下,少于三個(gè)點(diǎn)采用常數(shù)擬合,三個(gè)點(diǎn)對(duì)采用平面擬合,四個(gè)甚至更多點(diǎn)對(duì)采用曲面擬合。在此不一一敘述。
3.實(shí)際工程應(yīng)用當(dāng)中的隱患
在實(shí)際的工程當(dāng)中,往往工程單位有且僅有兩個(gè)已知點(diǎn),這時(shí)候沒(méi)有第三個(gè)平面矯正點(diǎn),也沒(méi)能形成曲面擬合,這樣的情況下,高程精度僅僅能滿足小范圍使用,顯然這時(shí)候強(qiáng)求厘米級(jí)的高程精度是不現(xiàn)實(shí)也是不可能的。
當(dāng)工程單位獲取到三個(gè)已知點(diǎn),這時(shí)候就一定要注意高程值。三個(gè)已知點(diǎn)無(wú)法計(jì)算曲面擬合的各項(xiàng)多項(xiàng)式值,無(wú)法得到的內(nèi)插值,只能通過(guò)三個(gè)點(diǎn)的高程差值形成一個(gè)新的高程平面,若在丘陵地帶,三個(gè)點(diǎn)形成的空間平面往往跟實(shí)際地球的似大地水準(zhǔn)面差距較大,故而在高程數(shù)據(jù)上會(huì)有較大的差值出現(xiàn),由于似大地水準(zhǔn)面變化不同,個(gè)別地區(qū)在一公里范圍內(nèi)可以差值達(dá)到30CM以上,所以當(dāng)出現(xiàn)三個(gè)已知點(diǎn)求解坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)的時(shí)候,需要小心驗(yàn)證。
4.解決辦法與建議
針對(duì)以上出現(xiàn)的高程精度差值,給出以下幾個(gè)可行性方案:
1:在施工區(qū)域內(nèi),通過(guò)水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)的方法,選取適當(dāng)?shù)赜騼?nèi)插高程點(diǎn)。這樣做精度zui高,又不耗費(fèi)時(shí)間,適用于小范圍山地。
2:采用靜態(tài)GNSS測(cè)量方法,適當(dāng)增加控制點(diǎn)數(shù)量。
3:在設(shè)置中關(guān)閉三個(gè)點(diǎn)對(duì)當(dāng)中的一對(duì)高程值,通過(guò)第三點(diǎn)校驗(yàn)來(lái)確定關(guān)閉哪一個(gè)效果,這樣在不增加控制點(diǎn)的情況下,得到*的結(jié)果。
相關(guān)產(chǎn)品
免責(zé)聲明
客服熱線: 15024464426
加盟熱線: 15024464426
媒體合作: 0571-87759945
投訴熱線: 0571-87759942
下載儀表站APP
Ybzhan手機(jī)版
Ybzhan公眾號(hào)
Ybzhan小程序