坐标系统参数

坐标系统在二维或三维空间中定位点。坐标系统能够把测量值从弯曲表面(地球)变换到水平表面(地图或平面图)。一个坐标系统由至少一个地图投影和一个基准点组成。

地图投影可以用数学模型将椭球面上的位置变换成平面或地图上的位置。横轴墨卡托投影和 Lambert 是常用地图投影的实例。

地图投影的位置通常叫作“网格坐标”。Trimble Access 把它简称为 “网格”。

因为不能在数学上创建地球表面的精确模型，所以导出了当地化的椭球（数学表面），以便最好地表示具体的区域。这些椭球有时称为当地基准。当地基准的实例有：NAD 1983、GRS‑80 和 AGD‑66。

GNSS RTK测量（单个基准站和VRS）均参考任务的全球参考基准定义。但是，对于大多数测量任务，最好按照当地坐标系统显示并存储结果。在开始测量之前，选择一个坐标系统和区域。根据测量要求，可以选择在国家坐标系统（当地坐标网格系统）中给出结果，或作为当地大地坐标给出结果。

除了地图投影和当地基准外，GNSS测量的当地坐标系统包括：

  • 基准变换
  • 工地校正后计算的水平和垂直平差

当用基准变换把全球坐标变换到当地椭球上时，便产生了当地大地坐标。用地图投影把当地大地坐标变换为当地网格坐标。产生的结果是在当地网格上的北和东坐标。如果定义了水平平差，它会在下一步应用，跟在其后的是垂直平差。

当输入一个点或在检查任务或点管理器中查看点细节时，您可以更改显示的坐标。在坐标视图域中，选择当地以显示当地大地坐标。选择网格以显示当地网格坐标。请看坐标显示设置。

如果要按照当地网格坐标方式进行实时测量，在开始测量之前，应定义基准变换和地图投影。

如果要在当地坐标系统中进行测量，必须先使用基准转换将全球坐标中GNSS的位置转换为当地椭球。对于许多现代坐标系统，全球参考基准和当地基准是等效的。例子是NAD 1983和GDA2020。在这些情况下，全球参考基准和当地基准之间存在“空”转换。一些较旧的基准需要在全球参考基准和当地基准之间进行基准转换。

支持的基准变换有三类。

  • 三参数–三参数变换涉及到在X、Y和Z轴的三个简单移位。Trimble Access 使用的三参数变换是 Molodensky 变换，所以在椭球半径和扁率中可能也会有改变。

  • 七参数 - 它是一种最复杂的变换。在X、Y 和 Z中应用了移位和旋转，并且应用了比例系数。

  • 基准网格 - 它采用标准基准移位的网格数据集。通过插值，为网格上任何点的基准变换提供估计值。基准网格的精确度取决于它所采用的网格数据集的精确度。

    基准网格变换采用插值法估算由基准网格文件覆盖的区域内任何点的基准变换值。此插值需要两个网格基准文件 - 纬度基准网格文件和经度基准网格文件。当用 Trimble Business Center 导出基准网格时，与当前项目相关的两个基准网格文件就组合成一个用在 Trimble Access 软件中的文件。

    如果您使用加拿大 NTv2 基准网格，请注意数据是在“原样”基础上提供的。加拿大自然资源部（NRCan）对数据不作任何担保、陈述或保修。

校正是调整投影(网格)坐标以适应当地控制的过程。校正是为了把 坐标变换成当地网格全球坐标（NEE）而进行的参数计算。

您应该在进行以下操作之前先计算和应用校正：

  • 放样点
  • 计算偏移量或交会点

如果校准一个投影，然后进行实时测量，常规测量软件将根据当地坐标系统和控制点，给出实时解。

如果新任务完全被初始校正所包含，您可以重新使用以前任务中的校正。如果新任务的一部分处于初始投影区域之外，则引入一些附加控制点来覆盖未知区域。测量这些新点并计算新校正，然后用此作为任务的校正。

如果要从已有任务中把校正复制到新任务中，应选择已有任务作为当前任务，然后创建新任务并且在模板域中选择最后使用的任务。作为替换方式，用在任务间复制功能把校正从一个任务复制到另一个任务。

如果使用已公布的基准变换参数，在当地控制与GNSS导出的坐标之间可能会存在一些小的差异。这些差异可以用较小的平差进行调整。如果任务的坐标系统设置包括一个投影和一个基准转换，当您使用工地校正功能时，Trimble Access将计算这些平差。它们叫作水平和垂直平差。

如果需要，您可以使用大地水准面模型文件作为垂直平差计算的一部分。

Trimble 建议您用大地水准面模型从GNSS测量中获取比从椭球中更准确的正高。如果需要，您之后可以执行工地校正，以一个常数值调整大地水准面模型。

大地水准面是一个近似海水面的常数重力位能表面。大地水准面模型或大地水准面网格文件(*.ggf)是一个大地水准面-椭球的差距（分离）表，与 GNSS 椭球高度观测值一起使用，从而提供对高程的估计。

大地水准面-椭球分离值(N)是从水准面模型得到的，对于具体的点，从椭球高度(H)减去这个值。结果是点在海平面(大地水准面)上方的高程(h)。如下图所示:

1 地面
2 大地水准面
3 椭球

选择水准面模型作为垂直平差类型时,软件从选择的大地水准面文件提取大地水准面-椭球分离，并用它们在屏幕上显示高程。

使用大地水准面模型进行垂直平差的好处是，您不必在高程基准点上进行校正就可以显示高程。这在当地控制或基准不可行时很有用处，因为它使得“在地面上”（而不是在椭球上）工作成为可能。

如果正在 Trimble Business Center 项目中使用大地水准面模型，应确认把任务传送到控制器后，再传送大地水准面文件(或它的相关部分)。