切比雪夫多项式用于GPS高程转换的精度分析

切比雪夫多项式用于GPS高程转换的精度分析[摘要]本文探讨切比雪夫多项式及基于EGM2008模型的移去-恢复法在GPS

高程转换中的应用。利用某一测区GPS/水准数据对本文方法进行验证，并和常用的平面拟合、曲面拟合以及多面函数拟合方法进行比较与分析，计算结果表明：在面状和线状区域里，切比雪夫多项式的拟合结果比较稳定，且GPS高程转换精度较高；基于EGM2008模型的移去-恢复法能显著提高GPS高程转换精度。

[关键字] 切比雪夫多项式EGM2008 移去-恢复法GPS高程转换精度分析

1引言

GPS定位技术由于具有高精度、全天候、高效率等优点，已被广泛应用到各类工程建设测量领域中。目前通过GPS定位技术确定地面点的平面坐标不存在任何技术问题，可很容易达到设计的精度指标。但当利用GPS技术测定地面点的正常高时，需要利用GPS高程转换方法，即通过联测一定数量的GPS/水准点，利用高程拟合的方法获得，其拟合高程的精度和可靠性主要依赖已知GPS/水准点的密度、分布状况、所采用的拟合模型以及测区地形起伏情况等。常用的GPS 高程转换方法有平面拟合、曲面拟合以及多面函数拟合等。本文主要探讨利用切比雪夫多项式进行GPS高程转换，并和常用的以上3种拟合方法进行对比分析，同时研究基于EGM2008模型的移去-恢复法在GPS高程转换中的应用。

2原理与方法

2.1 GPS高程拟合的通用数学模型

通过GPS技术可测得某一点的大地高，通过水准测量方法可同时测定该点的正常高，目前点的大地高和正常高都可以达到很高的精度，则GPS/水准点的高程异常ζ为，

ζ=H-h （1）

其中，H为大地高，h为正常高，可以用一组线性无关的基函数，αi为拟合系数，t为拟合参数的数目，ψi（x，y）为所选择的基函数，基函数ψi（x，y）可选为垂直平移模型、线性基函数拟合模型和面基函数拟合模型等。如果测区有n个控制点，观测了m（m≥t）个GPS/水准点，则高程异常拟合误差方程式为，

V=AX-L （2）

其中：

利用最小二乘法求得拟合系数X，进而可将已知GPS/水准点信息代入（2）

TMS320F2812芯片ADC模数转换精度的分析

TMS320F2812芯片ADC模数转换精度的分析 摘要： TMS320F2812是高集成、高性能指令控制应用芯片，但其ADC模数转换单元易受干扰，精度差。本文从实际应用的角度出发，通过比较硬件滤波、电源滤波、软件滤波、工作时钟频率、ADC转换窗口、外部RAM等外围设计因素，提出了电源、软硬件滤波综合方案，以提高ADC模数转换精度。关键词：模数转换；硬件滤波；软件滤波；电源滤波 TMS320F2812是高精度的DSP，其运算速度快，工作时钟频率达150 MHz，指令周期可达6.67 ns以内，低功耗(核心电压1.8 V，I/O口电压3.3 V)。采用哈佛总线结构，具有强大的操作能力、迅速的中断响应和处理能力以及统一的寄存器编程模式。并且在片上集成了Flash存储器，可实现外部存储器的扩展。外部扩展模块(PIE)可支持96个外部中断，45个可用。两个增强的事件管理器模块(EVA、EVB)，提供了一整套用于运动控制和电机控制的功能和特性。每个事件管理模块包括通用定时器(GP)、比较单元、捕获单元以及正交编码脉冲电路。外围设备包括3个32 bit的CPU定时器，16通道12 bit ADC(单个转换时间为200 ns，单路转换时间为60 ns)，它不仅具有串行外围接口(SPI)和两个串行通信接口(SCI)，还有改进的局域网络(eCAN)、多通道缓冲串行接口(McBSP)和串行外围接口模式[1]。 28X核提供了高达400 MIPS的计算带宽，它能够满足大多数经典实时控制算法，在工业自动化、光传输网络和自动控制等领域拥有应用前景。但是，在获得其较高工作时钟频率150 MHz、低功耗的I/O口3.3 V电压的同时，对其在电磁兼容和ADC模数转换单元等实际应用提出了更高的要求。特别是ADC模数转换单元，受到了众多使用者的诟病，称其实测的精度甚至低于TMS320F2407的10 bit ADC模数转换精度。有人怀疑TMS320F2812核内数字地和模拟地连接设计有缺陷，但尚未得到TI公司的证实。TI公司发布了SPRA989[2]的ADC校准文档，仅修正了模数转换的增益和偏移，与完全实用的要求尚有一定差距。本文从实际应用的角度出发，考虑其外围设计因素，提高ADC模数转换精度。1 ADC模数转换精度分析以及测试方法影响ADC模数转换最终结果精度的原因很多，诸如芯片内部模数转换、模数转换的增益和偏移引起的误差，这些都是生产厂商控制和研究的领域，本文不作讨论。本文只考虑用户可以修改和控制的范畴，如修改外围硬件设计减少输入误差、调节芯片参数减少输入和转换误差、软件滤波减少输出误差。围绕这3个环节可细化分解为：硬件RC滤波输入信号的影响、供电电源滤波的影响、芯片工作时钟频率的影响、芯片的ADC转换窗口大小的影响、使用外部RAM 的影响、输出信号软件滤波的影响以及上述方法的组合等[3，4]。使用DH1718D－2双路跟踪稳压稳流电源提供测试的输入电压信号，通过TDS2014数字存储示波器测量输入电压信号，用含TMS320F2812的最小系统板IMEZ2812V3.4板进行模数转换，最后通过SEED－XDSPP 仿真器，在计算机仿真软件上监测并记录输出电压信号。将上述设备按以下步骤进行连接测试： (1)将计算机和SEED－XDSPP仿真器通过并口连接。 (2)将SEED－XDSPP仿真器和IMEZ2812V3.4板通过JTAG口连接。 (3)将DH1718D－2双路跟踪稳压稳流电源电压调至0～3 V，并连接至IMEZ2812V3.4板的JP4口的R_ADCINA6脚和DSP_VSSA(ADCLO)脚。 (4)用TDS2014数字存储示波器测试输入电压信号，并用计算机仿真软件观测仿真测试结果曲线。 (5)分别增加输入信号硬件滤波、电源滤波和软件信号滤波及改变相关ADC寄存器值，并重复以上步骤测试。先使用恒定电压输入信号比较不同设定方案的效果，然后对选定方案进行全量程校核。2 ADC模数转换精度测试过程及状态描述取基准状态为：测试直连输入信号，外部RAM，PLL=0x0A，HSPCLK=1，ADCCLKPS=2，CPS=1，ACQPS=0。其余状态未加说明的均为基准状态＋变化状态。分别进行ADC模数转换精度测试。2.1 恒定电压模数转换测试比较图1恒定电压模数转换测试比较的12幅图对应测试状态及结果如表1。

控制点因素对GPS坐标系统转换精度的影响

控制点因素对GPS坐标系统转换精度的影响 ［摘要］用实测数据分析GPS 坐标系统转换模型对其定位精度的影响，对已知点的位置和分布区域的大小因素影响求解模型参数的内符合精度和外符合精度进行了统计在此基础上得出了一些有益的结论. ［关键词］坐标转换;内符合精度;外符合精度;定位精度Abstract: Analyze the GPS coordinates system transformation influence on positioning accuracy by surveyed data，and the controlpoints position and area influence on solving model parameters are caculated through mean square error of a point and meansquare error of weight unit．At last，some conclusions are drawn on by the data． Key Words: coordinate transformation; mean square error of a point; mean square error of weight unit; positioning accuracy 中图分类号：P228.4 文献标识码：A文章编号： GPS 技术在测绘生产的广泛应用，提高了测绘生产的工作效率与作业精度测绘工作者一直把分析精度损失的原因如何提高测绘成果的精度水平作为研究对象，不断地提出各种提高测绘精度水平的理论与方法就GPS 定位精度

ARCGIS中坐标转换

ArcGIS 坐标转换 1.坐标分析 问题：对于某地A中心点坐标为455299.845,3223622.525的CAD矩形，CAD施工图。将其转换为WGS-84坐标，如何转换？ 分析：分析455299.845为6位，则为东向Y坐标，省去了带号，加上了5000000加常数，其最大为为4，说名在中央子午线的左侧（左侧为负值，加上500万后肯定小于500万，首位为4。若在中央子午线右侧，则最大位数为5）；3223622.525为7位，为北向X坐标。 查看“某地A”的经度为92.5度，因为为CAD施工图，比例尺肯定大于1:5万，所以为3度带，所以此点的中央子午线为93E，带号为Beijing_54_Zone_31。 2.CAD转为shp格式并设定坐标系： ArcTool box-Convesion Tools->To Geodatabse->CAD to Geodatabase: 其中空间参考坐标系选择Beijing_1954_3_Degree_GK_CM_93E。 具体原因：选择投影坐标系-Gauss Kruger-Bei Jing54，此时3度带有两种：Beijing_1954_3_Degree_GK_CM_93E和Beijing_54_Zone_31，前者表示中央子午线为93E的3度带，后者表示北京54 31度带，二者意义一样，但选择哪种呢？因为点坐标东向为455299.845为6位，不带带号，因此选择Beijing_1954_3_Degree_GK_CM_93E（若东向坐标

为31455299.845，则选择Beijing_54_Zone_31）， 3.北京54到WGS84坐标的转换 1.1加载图层： 打开ArcTool box-Data Management Tools->Project and transformation->feature->Project，加载shp图层，弹出下列窗口： 出现红色“X”号，说明原始图层坐标系没有识别出，则需要首先设定其坐标系后再转换。具体设坐标系参考“9 设置或改变Shp文件坐标系” 1.2选择输出图层地址和名称： 在Out Put Dataset or Feature处输入输出图层名：

ArcGIS 坐标转换方法及其精度评估

【技术】ArcGIS 坐标转换方法及其精度评估 2017-06-20 测绘之家 来源：《地理空间信息》2016 年3 月第14 卷第3 期 作者：赵慧慧，葛莹，肖胜昌，王冲，杨林波 摘要 ArcGIS 提供了静态转换、动态转换和即时转换3 种坐标转换方法。基于我国1954 北京坐标系、1980 西安坐标系和2000 国家大地坐标系，选定等级较高、分布均匀的坐标成果点，利用静态转换、动态转换和即时转换进行坐标转换方法精度分析。 关键词：坐标转换;精度评估;ArcGIS 软件;地理数据库 在地理信息系统建设与应用中，经常需要进行空间坐标转换[1-3]。在我国现行的测绘成果中，仍有大量数据采用1980 西安坐标系，甚至是1954 北京坐标系[4-6]，按照国务院要求，我国将在2016 年前完成现行国家大地坐标系向2000 国家大地坐标系的过渡[7]。ArcGIS 作为主流的地理信息系统平台，广泛应用于我国的地理信息数据生产、建库和应用系统的开发中，形成了大批基于ArcGIS 软件的矢量数据[8,9]。当前关于ArcGIS软件的坐标转换研究，主要集中在坐标系讨论和坐标转换程序开发方面，坐标转换方式对空间数据精度的影响评估却不多见。本文将针对该问题进行深入探讨，在综述ArcGIS 坐标转换方式的基础上，针对我国常用的坐标系，进行点位坐标转换的精度评估与检核。 1 ArcGIS 的坐标转换 ArcGIS 地理参照处理策略是将空间数据和坐标系分离存储[10]，所以坐标转换时，不仅要定义地理参照系，还要考虑空间数据坐标处理方式。一般来说，ArcGIS软件包含2 套坐标系统：地理坐标系和投影坐标系[11,12]。前者是用经度和纬度定义球或椭球面上点位的参照系[13]，后者是为二维或三维点、线、面要素的位置定位的(x，y，z)参照系[14]。ArcGIS 软件预置了全世界上百种地理参照系，其中我国常用的地理坐标系有1954北京坐标系、1980 西安坐标系和2000 国家大地坐标系。 在此基础上，ArcGIS 软件提供了静态转换、动态转换和即时转换3 种空间坐标转换方法，见表1。 由此可知，对于ArcGIS 坐标转换，无论是地理参照系定义还是空间坐标转换方式，都存在较明显的差异。如果不能深入理解ArcGIS 空间坐标转换的实现机理，空间坐标转换方式的误用则不可避免。 2 实验的设计与组织 2.1 数据准备 本文选定某区域12 个均匀分布的坐标成果点，覆盖范围约为1 209 km2。按照研究目

11.6DA转换器的主要技术指标(精)

11.6 D/A转换器的主要技术指标 D/A转换器的主要技术指标包括：转换精度、转换速度和温度特性等。 11.6.1 转换精度 D/A转换器的转换精度通常用分辨率和转换误差来描述。 分辨率用于表征D/A转换器对输入微小量变化的敏感程度。其定义为D/A转换器模拟量输出电压可能被分离的等级数。输入数字量位数愈多，输出电压可分离的等级愈多，即分辨率愈高。所以在实际应用中，往往用输入数字量的位数表示D/A转换器的分辨率。此外，D/A 转换器也可以用能分辨最小输出电压与最大输出电压之比给出。n位D/A转换器的分辨率可表示为1/(2n-1)。它表示D/A转换器在理论上可以达到的精度。D/A转换器的转换精度通常用分辨率和转换误差来描述。 由于D/A转换器中各元件参数存在误差，基准电压不够稳定和运算放大器的零漂等各种因素的影响，使得D/A转换器实际精度还与一些转换误差有关，如比例系数误差、失调误差和非线性误差等。 比例系数误差是指实际转换特性曲线的斜率与理想特性曲线斜率的偏差。如在n位倒T型电阻网络D/A转换器中，当V REF偏离标准值△V REF时，就会在输出端产生误差电压△v O。由式 可知 △V REF引起的误差属于比例系数误差。3位D/A转换器的比例系数误差如图11.6.1所示。 图11.6.1 3位D/A转换器的比例系数误差

图11.6.2 3位D/A转换器的失调误差 失调误差由运算放大器的零点漂移引起，其大小与输入数字量无关，该误差使输出电压的偏移特性曲线发生平移，3位D/A转换器的失调误差如图11.6.2所示。 非线性误差是一种没有一定变化规律的误差，一般用在满刻度范围内，偏离理想的转移特性的最大值来表示。引起非线性误差的原因较多，如电路中的各模拟开关不仅存在不同的导通电压和导通电阻，而且每个开关处于不同位置（接地或接V REF）时，其开关压降和电阻也不一定相等。又如，在电阻网络中，每个支路上电阻误差不相同，不同位置上的电阻的误差对输出电压的影响也不相同等，这些都会导致非线性误差。 综上所述，为获得高精度的D/A转换精度，不仅应选择位数较多的高分辨率的D/A转换器，而且还需要选用高稳定的V REF和低零漂的运算放大器才能达到要求。 11.6.2 转换速度 当D/A转换器输入的数字量发生变化时，输出的模拟量并不能立即达到所对应的量值，它需要一段时间。通常用建立时间和转换速率两个参数来描述D/A转换器的转换速度。 建立时间（t set）指输入数字量变化时，输出电压变化到相应稳定电压值所需要时间。一般用D/A转换器输入的数字量N B从全0变为全1时，输出电压达到规定的误差范围 （LSB/2）时所需时间表示。D/A转换器的建立时间较快，单片集成D/A转换器建立时间最短可达0.1μs以内。 转换速率（SR）用大信号工作状态下（输入信号由全1到全0或由全0到全1），模拟电压的变化率表示。一般集成D/A转换器在不包含外接参考电压源和运算放大器时，转换速率比较高。实际应用中，要实现快速D/A转换不仅要求D/A转换器有较高的转换速率，而且还应选用转换速率较高的集成运算放大器。

高程测量的精度研究.

高程测量的精度研究

摘要 由于其高效方便，得到了迅猛发展，成为了现在地形测量、变形监测、低等级高程控制测量的首选。近年来在理论和技术高速发展的带动下在平面测量精度和高程测量精度方面都得到了很大的提高。硬件方面，扼流圈天线使得的多路径效应得到了有效的消除；理论方面，各种对流层、电离层延迟改正模型的提出及其应用，以及许多研究表明有效的消除误差理论的应用，使得的诸多与卫星及接收机之间的误差得到了很好的改正，所以在平面位置和高程的测量精度也进一步提高。由于测量的大地高应用于实际时需要经过高程转换为正常高，中间转换过程中需要解算高程异常，一系列的计算使得在高程控制测量方面误差偏大，影响了高程控制测量在许多方面的应用。本文在双频观测的基础上，通过解算原始的观测数据，建立一种区域的电离层延迟改正模型，取代现在最常用的克罗布歇模型来消除电离层对测量的影响，更好的消除电离层延迟的影响，以提高的解算数据的精度。 本文在阐述高程系统和高程测量原理的基础上，首先分析并总结了影响测高的各种因素及大地高的测定精度；其次对现有的高程转换方法进行了全面分析，结合工程算例，深入探讨了各种拟合模型的适合范围及精度情况；同时针对高程测量中几何方法转换的不足，本文研究了基于人工神经元网络转换高程的新方法，通过实例分析证明了该方法转换高程的可行性与可靠，对神经网络模型转换高程的BP网络结构中隐层单元数量的确定、隐含层数的确定、学习速率的选择、初始权值的选择、训练样本对网络泛化能力的影响等问题进行了较为深入的探讨。为避免应用单一模型进行高程拟合方法的局限性，在吸收和学习己有研究成果的基础上，将不同的拟合模型进行迭加，提高高程异常的逼近精度和可靠性。 关键词：1、三角高程；2、测量精度；3、井下三角；4、GPS高程测量

三角高程测量的方法与精度分析

南昌工程学院 毕业论文 水利与生态工程系（院）测绘工程专业毕业论文题目全站仪三角高程测量的方法与误差分析 学生姓名倪忠利 班级07测绘工程 学号2007101191 指导教师陈伟 完成日期 2010年 06月 17 日

全站仪三角高程测量的方法与误差分析 Total Station trigonometric leveling method and error analysis 总计毕业设计（论文） 25 页 表格 2 个 插图 3 幅

本文介绍了三角高程测量原理以及全站仪三角高程测量的不同方法，对于每种方法所能达到的精度进行分析。在相同条件下采用不同的方法, 对高差精度的影响是不同的, 所能达到的测量精度等级要求也是不一样的。从而在实际生产应用中可针对不同的精度要求和具体的客观实际情况选择不同的测量方法。 关键词：三角高程测量单向观测对向观测中间自由设站精度分析

This paper introduces the measuring principle and triangular elevation of trigonal height measurement method for each different, the precision of the method can be analyzed.Under the same conditions used different methods, the influence of accuracy of elevation is different, can achieve the measurement precision level requirement is different.Thus in the actual production application can be in view of the different accuracy and the objective reality of specific select different measuring methods Key word: trigonometric levelling ;One-way observation ;Two-way observation ;Free among set up observation;Precision analysi

不同坐标系统间的转换和精度平差

不同坐标系统间的转换和精度平差 2010286190128 张璇 一、常用的坐标系椭球及参数 坐标转换涉及的基准主要有1954年北京坐标系、1980西安坐标系、WGS84坐标系、 二、坐标转换模型介绍 1. 空间直角坐标系统之间的坐标转换模型 （1）Bursa - Wolf 模型 当两个空间直角坐标系的坐标换算既有旋转又有平移时，则存在三个平移参数和三个旋转参数，再顾及两个坐标系尺度不尽一致，从而还有一个尺度变化参数，共计有七个参数。 ?? ?? ? ?????+??????????+????????????????????---+?????????????=??????????S S S S S S Z Y X S S S S S S T T T Z Y X Z Y X m X Y X Z Y Z Z Y X Z Y X εεε000 上式为两个不同空间直角坐标直角的转换模型（布尔莎-沃尔夫（Bursa-Wolf ）模型），

也称默特（Helmert ）模型，其转换参数分别是3个平移参数（Δx ，Δy ，Δz ），三个旋转参数（εx ，εy ，εz ）和一个尺度参数m 。 为了求得这7个转换参数，至少需要3个公共点，当多于3个公共点时，可按最小二乘法求得7个参数的最或是值。 （2）Molodensky 模型 如果旋转与尺度是相对于参考点P K ，即以参考点P K 作变换中心。则有Molodensky 模型。 ()()??? ?? ??'-''-''-'++????? ??'''+????? ??=????? ??K i K i K i Z Y X K K K i i i Z Z Y Y X X Z Y X Z Y X Z Y X εεεδμ,,1000R 旋转角为小角度时，上式可简化为： δμεεεεεε???? ? ??'-'' -''-'+????? ??'-''-''-'????? ??---+????? ??' -''-''-'+????? ??'''+????? ??=????? ??K i K i K i K i K i K i X Y X Z Y Z K i K i K i K K K i i i Z Z Y Y X X Z Z Y Y X X Z Z Y Y X X Z Y X Z Y X Z Y X 000 000 上式同样可以简化为求解转换参数的形式如下： δμεεε???? ? ??'?'?'?+????? ??????? ? ?'?' ?-'?'?'?'?-+????? ??'''+????? ??=????? ??iK iK iK Z Y X iK iK iK ik iK iK i i i i i i Z Y X X Y X Z Y Z Z Y X Z Y X Z Y X 000 000 其中， ? ?? ?? ??'-''-''-'=????? ??'?'?'?K i K i K i iK iK iK Z Z Y Y X X Z Y X 相应于Molodensky 模型的坐标差的转换模型与Bursa-Wolf 模型相同。 （3）范士转换模型 若旋转角是围绕参考点的站心地平坐标系的坐标轴，即为范士转换模型。将三维空间坐 标系的旋转角与站心系旋转角的关系代入Molodensky 模型，即得范士转换模型如下： ?? ? ? ? ??????? ? ?---????? ? ?'?' ?-'?'?'?'?-+???? ? ??'?'?'?+????? ??'''+????? ??=????? ??z y x K K K K K K K K K K K K iK iK iK ik iK iK iK iK iK i i i i i i B B L B L L B L B L L B X Y X Z Y Z Z Y X Z Y X Z Y X Z Y X ωωωδμsin 0 cos sin cos cos sin sin cos cos sin cos sin 000 000

GPS高程测量的精度分析

GPS高程测量的精度分析 介绍了GPS在市政工程高程测量中的应用，并揭示了造成实践应用不广泛的主要原因—测量精度。进而从GPS卫星、卫星信号的传播过程和地面接收设备以及地面高程的转化四个方面分析了GPS高程测量的精度问题。 标签：市政工程高程测量GPS信号接收机测量精度 一、引言 在工程测量中，高程测量的精度问题一直被测绘学界的工作者们广泛关注。水准测量的精度较高，但是测量工作量太大、测量速度较慢。相较于水准测量而言，GPS测量高程在效率上有很大的提高。理论与试验研究表明，如果在测量时加上一些特定的措施，GPS的高程测量精度可以达到三、四等水准测量的要求。近年来，随着RTK技术的广泛应用，尤其是多基站连续运行卫星定位服务综合系统在各城市的相继建立，高程测量方法得到了有效扩展，作业效率大大提高，但由于高程异常变化复杂，所以，GPS高程的精度普遍不高，分析影响GPS测量精度的影响因素，提高GPS的测量精度有重要的实践意义。 二、GPS高程测量的影响因素分析 1.与卫星相关的因素。卫星是GPS测量的信息发出点，卫星的分布、数量、稳定性对GPS测量结果的稳定性和精确度影响很大。 （1）卫星的个数及稳定程度。在解算整周模糊度时，至少需要有5颗公共卫星。星数越多，解算模糊度的速度越快、越可靠。当周围高层建筑物密集且有大树时，公共卫星数如果少于5颗，就很难得到固定解。当降低卫星的截止高度角时，公共卫星数将增加，但将使采集的数据含有较低的信噪比，使GPS接收机解算模糊度的时间延长，且观测精度较差，很难满足要求；当周围只是一侧或部分遮挡，此时的卫星个数需根据实际情况而定，如果卫星正好在遮挡物的一侧，此时，可能导致卫星数少于5颗，或者卫星数时而增加，时而减少。这样就会造成测回间的数据精度不稳定；当周围较空矿时，一般都能达5颗或者5颗以上，且卫星个数固定，此时采集的数据精度也比较稳定，但不排除个例。 （2）卫星分布情况。卫星分布用PDOP值（位置精度强弱度，为玮度、经度和高程等误差平方和的平方根）来衡量。PDOP值越小，说明卫星的分布越好，定位精度越高。一般规定，PDOP值应小于6。 2.与卫星信号传播相关的因素。卫星信号要经由大气空间传播到GPS数据接收器上来，在传播过程中，信号可能受到大气层的影响而发生波动，这就会对GPS接收到的数据造成影响，进而影响解算结果，影响测量的精度。 （1）对流层延迟。对流层延迟是指电磁波信号通过高度在50km以下的未

谈全站仪的高程测量精度

谈全站仪的高程测量精度 本人在从事工程技术管理的工作中，经常听到有测量工程师抱怨说某某全站仪不好用，测高程测不准。于是我问他：测距离准不准？得到回答是，测距离没问题！于是我就奇怪了，为什么测距离准，测高程不准呢？全站仪工作时测得夹角a和距离L，如下图： s H L a H=L*sina S=L*cosa 既然S准确，相应的H也应该准确，因为他们的计算变量都是一样的。但经过本人实际操作，全站仪测高程精度确实比较差。到底是什么原因使得同样的参数，计算出来的结果一个精确，另一个却不精确呢？进过详细分析，本人发现其实并不是仪器的问题，而是误差给大家带来的麻烦：

90sinx cosx Y Y1 Y2 上图是正弦曲线和余弦曲线示意图，我们可以发现在全站仪镜头水平x=0°—竖直x=90°期间y值的变化，当我们在接近0°附近测量时f（x）=cosx相对于g（x）=sinx对x的增量来说不敏感，也就是说，当我们在仪器测量a角时，一个增量Δa引起的S的变化比H的变化小的多，而实际操作中，各位测量工程师也会发现，由于仪器的构造限制，很少有机会在测量的时候使全站仪仰俯超过45°，而真正当仰俯角超过45°，（例如在近距离测量盖梁或者墩顶高程）时，全站仪的高程测量精度并不比水平坐标的测量精度低。例如：sin10.1-sin10=0.00171855，cos10.1-cos10=-0.0003045，这表明在角度误差0.1°的情况下，瞄准接近100米的目标，高程会差17cm，而距离只差3cm，这就是为什么大家都抱怨全站仪测高程不精确的原因。 当然测量高程精度不准还与另外一些因素有关，如：1、仪器高不能准确测得，2、镜杆高度由于标杆底的磨损产生偏差，3、对站标时习惯性只左右对中，不上下对中等。这些原因都可能使全站仪的高

RTK坐标转换中四参数法与七参数法精度比较

２００６年第５期（第２４卷２６２期）东北水利水电６７［文章编号］１００２－－０６２４（２００６）０５一００６７一０２ ＲＴＫ坐标转换中四参数法与七参数法精度比较 茹树青ｔ，吉长东ｚ，王宏宇， （１．阜新市水利勘测设计研究院，辽宁阜新１２３０００；２．辽宁工程技术大学，辽宁阜新１２３０００； ３．阜新蒙古族自治县河道站，辽宁阜新１２３１００；） ［摘要］文章探讨了Ｐ．ＴＫ坐标转换中的参数法和七参数法的原理，并对观测的平面坐标进行了精度 的分析和比较。 ［关键词］四参数；七参数；ＩｋＴＫ；坐标转换 ［中图分类号］Ｐ２０４ 随着ＧＰＳｒＺＴＫ技术的出现，其以精度高、速度快和不存在误差累积等优点在各行各业中被广泛应用。坐标转换是Ｒ．ＴＫ技术里不可缺少的重要部分。不同的空间直角坐标系之间的转换一般采用布尔萨（Ｂｕｒｓａ）七参数模型，本文在研究布尔萨模型的基础上导出四参数模型。ＧＰＳ接收机一般是利用三个以上的重合点的两套坐标值通过七参数（或三参数）和四参数来实现坐标转换。在常用的ＧＰＳ接收机中Ａｓｈｔｅｃｈｚ—ｘ采用的是四参数模型。而Ｔｒｉｍｂｌｅ５７００采用的则是七参数模型。 本文利用Ａｓｈｔｅｃｈｚ—ｘ和Ｔｒｉｍｂｌｅ５７００双频ＧＰＳ接收机（均是４台套（１＋３），水平方向标称精度均是１０ｍｍ＋ｌｐｐｍ），采用实时载波相位差分技术（Ｒ．ＴＫ）完成了某工程ＧＰＳ测量工作。用两种型号的ＧＰＳＩｋＴＫ．对１３５个图根点分别独立观测２次，并用ＧＴＳ一６全站仪（标称精度为２”，３ｍｍ＋２ｐｐｍ），采用全站仪导线的方法，按Ｉ级导线要求，对上述点中的５０个点进行检测（抽检比例为３７％），总结出在该地区，只有２个已知点的情况下，四参数法要优于七参数法。 １七参数模型 设ｘ压和ｘａ分别为地面网点和ＧＰＳ网点的 ［文献标识码］Ｂ 参心和地心坐标向量。由布尔萨（Ｂｕｒｓａ）模型可知： Ｘ压＝ＡＸ＋（１＋南）Ｒ（８：）尺（ｓ，）Ｒ（８；）ｘ伍（１）式中ｘ口＝（ｘ赝，Ｙ口，磊），Ｘａ．＝（Ｘａ，Ｙ盘，玩），△ｘ＝（ＡＸ，ＡＹ，△ｚ）为平移参数矩阵；ｋ为尺度变化参数：旋转参数矩阵为 ＦＣＯＳｓ．ｓｉｎｅ，０］ Ｒ（乞）。Ｊ－ｓｉｎｅ，ｃｏ嗡０Ｉ， 【－００１ｊ ～Ｐ０００。５ｉ１吩］， Ｒ（岛）２ｌＩ， ［ｓｉｎｅ，０ＣＯＳＳｙｊ ｒ１００］ Ｒ（＆）＝１０ＣＯＳ，ｆｉｘ—ｓｉｒｌｅ，ｌ Ｌｏ—ｓｉｎｅ，ｃｏ沾，ｊ 通常将ＡＸ，ＡＹ，△ｚ，ｋ，８：，岛，吼称为坐标系问的转换参数。为了简化计算，当ｋ，￡，占，，８，为微小量时，忽略其间的互乘项，且ＣＯＳ８—１，ｓｉｒｌｓ—ｓ。则上述模型变为： 【收稿日期】２００５—１２—１２ 【作者简介】茹树青（１９６５一），男，辽宁阜新市人。工程师，从事工程测量工作。 卦、，七＋‘ｌ，ｋ＋ＸｙＺ△△△

谈影响GPS高程拟合高程精度因素

谈影响GPS高程拟合高程精度的因素摘要：gps 定位技术以其精度高，全天候.成本低，效率高等特点被广泛应用于测绘及其它领域。目前在局部地区应用gps 测定的大地高精度进过高程拟合，已可以代替水准测量，将高程拟合成果直接应用到实际测量工作中，为各项工程节约大量时间和人力物力。但在一些实际工作中gps拟合高程代替水准高程又经常出现一些问题。本文将对gps解算原理经行简单介绍，重点对实际工作影响gps高程拟合高程精度的因素经行分析。 关键词：gps高程拟合高程；精度 abstract: gps technology to its high accuracy, all-weather. cost is low, the efficiency high characteristic is widely used in surveying and mapping and other fields. at present in the local area in the application of the earth were high precision gps in elevation fitting, already can take the place of the standard measurement elevation to synthetic fruit applied to practical measurement, for all the engineering save large amount of time and manpower. but in some practical work gps fitting elevation instead of standard and often have problems elevation. this paper simulates the principle of gps simple line introduces the influence to the practical work gps elevation fitting accuracy of elevation the line factor analysis.

十进制数和单精度浮点数的相互转换

将十进制数转换成浮点格式（real*4） [例1]： 十进制26.0转换成二进制 11010.0 规格化二进制数 1.10100*2^4 计算指数 4+127=131 符号位指数部分尾数部分 0 10000011 10100000000000000000000 以单精度（real*4）浮点格式存储该数0100 0001 1101 0000 0000 0000 0000 0000 0x41D0 0000 [例2]： 0.75 十进制0.75转换成二进制 0.11 规格化二进制数 1.1*2^-1 计算指数 -1+127=126 符号位指数部分尾数部分 0 01111110 10000000000000000000000 以单精度（real*4）浮点格式存储该数0011 1111 0100 0000 0000 0000 0000 0000 0x3F40 0000 [例3]： -2.5 十进制-2.5转换成二进制 -10.1 规格化二进制数 -1.01*2^1 计算指数 1+127=128 符号位指数部分尾数部分 1 10000000 01000000000000000000000 以单精度（real*4）浮点格式存储该数1100 0000 0010 0000 0000 0000 0000 0000 0xC020 0000

将浮点格式转换成十进制数 [例1]： 0x00280000（real*4） 转换成二进制 00000000001010000000000000000000 符号位指数部分（8位）尾数部分 0 00000000 01010000000000000000000 符号位=0；因指数部分=0，则：尾数部分M为m： 0.01010000000000000000000=0.3125 该浮点数的十进制为： (-1)^0*2^(-126)*0.3125 =3.6734198463196484624023016788195e-39 [例2]： 0xC04E000000000000（real*8） 转换成二进制1100000001001110000000000000000000000000000000000000000000000000 符号位指数部分（11位）尾数部分 1 10000000100 1110000000000000000000000000000000000000000000000000 符号位=1；指数=1028，因指数部分不为全'0'且不为全'1'，则：尾数部分M为1+m：1.1110000000000000000000000000000000000000000000000000=1.875 该浮点数的十进制为： (-1)^1*2^(1028-1023)*1.875 =-60

全站仪三角高程测量精度分析

全站仪三角高程测量精度 分析 Prepared on 22 November 2020

全站仪三角高程测量精度分析 作者修涛 内容摘要全站仪三角高程测量具有效率高，实施灵活等优点。全站仪三角高程测量可以代替水准测量进行高程控制，主要有对向观测法和中间观测法。在这两种方法中，前者将大气折光系数作为常数考虑，认为各个方向的折光系数相同，这与实际的情况有出入。而中间观测法则将大气折光系数作为变量处理，并加以改正。经研究并通过实践验证，在观测结果进行修正的条件下，全站仪三角高程测量完全能达到三、四等水准测量的精度要求，同时可借助Excel强大的数据处理能力，使观测数据的处理更为方便快捷[1]。文章根据三角高程测量原理及误差传播定律，对全站仪三角高程测量在测量中的应用及精度进行了探讨。对三角高程测量的不同方法进行了对比、分析总结。通过试验，对全站仪水准法三角高程测量进行了精度分析。 关键词全站仪；三角高程测量；精度分析 Total Station trigonometric leveling accuracy analysis Abstract Total Station trigonometric leveling with high efficiency, the implementation of the advantages of flexible. Total Station trigonometric leveling can replace the standard of measurement for elevation control, mainly on the observation method to the observational method and intermediate. In both methods, the former take into account atmospheric refraction coefficient as a constant, that the refraction coefficient in each direction, this discrepancy with the actual situation. While the rule of the middle observation of atmospheric refraction coefficient as a variable processing and correction.

现有坐标转换2000坐标讲解

现有测绘成果转换到2000国家大地坐标系 技术指南 一、2000国家大地坐标系的定义 国家大地坐标系的定义包括坐标系的原点、三个坐标轴的指向、尺度以及地球椭球的4个基本参数的定义。2000国家大地坐标系的原点为包括海洋和大气的整个地球的质量中心；2000国家大地坐标系的Z轴由原点指向历元2000.0的地球参考极的方向，该历元的指向由国际时间局给定的历元为1984.0的初始指向推算，定向的时间演化保证相对于地壳不产生残余的全球旋转，X轴由原点指向格林尼治参考子午线与地球赤道面（历元2000.0）的交点，Y轴与Z轴、X轴构成右手正交坐标系。采用广义相对论意义下的尺度。2000国家大地坐标系采用的地球椭球参数的数值为： 长半轴a＝6378137m 扁率f=1/298.257222101 地心引力常数GM＝3.986004418×1014m3s-2 自转角速度ω＝7.292l15×10-5rad s-1 其它参数见下表： －12－

采用2000国家大地坐标系后仍采用无潮汐系统。 二、点位坐标转换方法 －13－

（一）模型选择 全国及省级范围的坐标转换选择二维七参数转换模型；省级以下的坐标转换可选择三维四参数模型或平面四参数模型。对于相对独立的平面坐标系统与2000国家大地坐标系的联系可采用平面四参数模型或多项式回归模型。坐标转换模型详见本指南第六部分。 （二）重合点选取 坐标重合点可采用在两个坐标系下均有坐标成果的点。但最终重合点还需根据所确定的转换参数，计算重合点坐标残差，根据其残差值的大小来确定，若残差大于3倍中误差则剔除，重新计算坐标转换参数，直到满足精度要求为止；用于计算转换参数的重合点数量与转换区域的大小有关，但不得少于5个。 （三）模型参数计算 用所确定的重合点坐标，根据坐标转换模型利用最小二乘法计算模型参数。 （四）精度评估与检核 用上述模型进行坐标转换时必须满足相应的精度指标，具体精度评估指标及评估方法见附件中相关内容。选择部分重合点作为外部检核点，不参与转换参数计算，用转换参数计算这些点的转换坐标与已知坐标进行比较进行外部检核。应选定至少6个均匀分布的重合点对坐标转换精度进行检核。 －14－

数字高程模型和精度分析

数字高程模型和精度分析 最近几年，GIS架构下的数据库、高效态势下的微机，正在被延展运用。因此，数据质量的管控，就增添了原有的价值。DEM这一模型，是GIS特有的信息源头，是空间架构下的基础设施。数字高程这样的模型，也被划归到现有的DGDF，预设了规模化这一生产路径。因此，有必要明晰DEM特有的获取路径，考量现有的精度影响，辨识误差根源。只有这样，才能限缩模型偏差，创设可用的管控办法。 标签：数字高程模型模型精度具体分析 数字高程模型，是在既有的区段范畴以内，应用新颖的离散路径，去表征区段现有的表层地貌。在工程建构的多样领域，DEM这一模型，都带有偏大的运用范畴。比对惯用的地形图，DEM这样的高程图形，带有数字架构下的表征方式，更易被辨识。DEM这一新颖路径，替代了惯用的地形描画办法，在城区现有的测绘架构下，延展了原初的应用范畴。要接纳精度评析的可用路径，提升原有的管控水准。 1明晰影响要点 DEM特有的误差，是建构模型这一流程内，产出的综合差值。如上的建模误差，带有独特的要点： 首先，地形固有的表层特性，决定了现有的建模难度。这样的特性要点，在辨识表面精度这一流程内，凸显出了侧重的价值。在地面表层现有的特性之内，坡度这样的特性，被看成侧重的描画要素。通常情形下，可用特有的坡度及特有的坡长，去辨识这一区段内的地形。原始数据固有的布设影响，是侧重架构下的影响要素。数值的布设态势，可以利用固有的方位及构架，予以描画。常常接纳矩形架构下的规则格网，去描画现有的数值布设。原初数据固有的密度，可以依循平均态势下的间距、单位面积表征出来的数目、空间范畴内的数值更替、特有的截止频率，予以辨识并确认。在摄影测量这一范畴内，要预设精准的立体交会，就应当辨识影像之间特有的同名点。这一点，是数字架构下的摄影测量，必备的核心辨识点，也就是特有的影像匹配。 其次，表面架构下的建模路径，能影响原初的模型精度。可以预设两种路径，去建构如上的模型。一种路径，是经由测量，得到特有的量测数据；另一种路径，是接纳间接构建这一方式，抽取出可用的随机点，预设内插处理这一流程，以便建构出DEM架构下的模型。如上的归整过程，会损耗掉原初的可信程度。原始数据特有的损失，会经由建构好的模型，传递到现有的表面层级。DEM固有的表面特性，表征了地形架构下的吻合因素，也决定了现有的建模精度。DEM架构下的可视表达，带有侧重的辨识价值。摄影测量这一范畴内的可视表达，涵盖了现有的影像匹配。惯常情形下，影像匹配预设的基础，是特有的灰度分布，因此，如上的影像匹配，也被看成特有的灰度匹配。此外，还可以接纳特征匹配这

CORS系统高程拟合精度的探讨

CORS系统高程拟合精度的探讨 摘要：连续运行参考站（CORS）系统提供了全天候，高精度的定位服务。GPS高程精度一直难以评定，结合区域实例，利用水准测量限差和精度概念对CORS下的高程拟合精度进行了探讨。 关键词：CORS系统，高程拟合，五等水准 Abstract: Continuously Operating Reference Stations (CORS) system provides all-weather, high-precision positioning service. As GPS height accuracy has been difficult to assess, combining with regional examples, the elevation fitting accuracy of CORS is explored by using the leveling tolerance and the concept of accuracy. Key words: CORS system; elevation fitting; five-leveling GPS连续运行参考站系统（Continuously Operation Reference Stations System，简称CORS）是目前国际上主要的地面地理信息采集设施，它集成了卫星导航定位（GPS、GLONASS等）、数字通讯、有线及无线网络等技术，形成了一个不间断地面信息源采集系统，为测绘领域提供了全天候，高精度的定位服务。近几年国内省级CORS系统不断建立，有些加入了似大地水准面精化模型，有的则没有 SDCORS是“山东省基础测绘”、十一五‟规划”的重点项目，项目于2009年4月开始建设，2011年2月在济南正式通过验收；同日，由101个基准站组成的SDCORS正式启动，开始为山东省各相关行业提供服务。但是目前SDCORS系统并未加入大地水准面精化模型数据，高程数据通过高程拟合模型实现，本文在SDCORS下，在A城市进行了一定规模的数据采集，通过与五等水准高程成果比较，来探讨拟合高程的精度，看是否能够满足平原地区的大比例尺（1:1000）测图要求。 实验小组首先对A城市（平原地区）的5个C级GPS点进行观测求取了七参数，计算得到了高程拟合模型。然后在城市200km2的范围内，横纵均匀布设了140个固定图根点，并用RTK进行了测量，得到了高程坐标。最后对图根点全部施测五等水准[1]，并与E级GPS点联测，得到了高程成果。 图一水准路线图 注：七参数：ΔX，ΔY，ΔZ，ωX，ωY，ωZ，m七个，其中（ΔX，ΔY，ΔZ）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。