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1.RTK接CORS测量的2000坐标为什么和控制点2000坐标不一样?
2.都是2000坐标,为什么RTK接CORS测的点东坐标是 3 开头(363282.123)而设计给的 5 开头(501459.342)?
CORS 播发的2000坐标是2000国家大地坐标系(简称CGCS2000),即2000经纬度坐标。而为了方便工程的规划、设计与施工,我们需要把测区投影到平面上来,使测量计算和绘图更加方便,我国采用的投影方式是高斯投影。使用RTK测量时,手薄软件坐标系统默认使用国家统一的3度带高斯直角坐标系,而控制点采用的却不一定是国家统一的3度带高斯直角坐标系,所以平面坐标NE不一样。
01 从坐标系视角看平面坐标
1)高斯平面直角坐标系
设想一个平面卷成横圆柱套在地球外 ,通过高斯投影,将中央子午线的投影作为纵坐标轴,用 N 表示,将赤道的投影作横坐标轴,用 E 表示,两轴的交点作为坐标原点 o ,由此构成的平面直角坐标系,称为高斯平面直角坐标系。
将圆柱展开如下图
在高斯平面直角坐标系里, E 坐标值有正有负,这对于计算和使用都不方便,为了使 E 坐标都为正值,故将纵坐标轴向西平移 50万米 。因此手薄软件坐标系统参数里,东向加长数默认 500000 。
2)投影长度变形相关规范
城市测量规范、工程测量规范均 有相关 规定: 测区内投影长度变形每 公里不超过2.5cm(非常重要的一条规范) ,需选择合适的坐标参数才能满足此要求。
3)中央子午线对投影长度变形的影响
离中央子午线越远,长度变形越大。仅考虑高斯投影变形,离开中央经线 45km 外,不能满足 2.5cm 的要求,离开 100km 后,大约变形 12.3cm/km 。
在实际应用中,东西跨度超过 一百公里 ,一般都会分成 2个以上 高斯平直角坐标系,在两个坐标系衔接处测量时,注意选择对应的坐标系。
4)投影面高程对投影长度变形的影响
仅考虑投影变形,投影面高程变化,相差超过 160m 时,不能满足 2.5cm/km 的要求。
例如如下图中,在平均高程 400米 的面上有两个点 A 、 B ,如果投影面高程选择 0米 , AB 的距离会比实际 变短 ,如果投影面高程选择 900米 ,AB的距离会比实际 变长 ,这时为了 满足投影长度变形要求 ,投影面高程应选择 400米 。
在实际应用中,大型工程高程变化超过 两三百米 时,一般会分成2个以上高斯平直角坐标系,在两个坐标系衔接处测量时,注意选择对应的坐标系。
5)满足长度投影变形要求的前提下,有三类平面坐标系供选择
(1)国家统一的3度带高斯直角坐标系
为充分利用高精度的国家大地测量成果,也为了一测多用,在满足精度要求的前提下,应采用此类坐标系。
中央子午线按 高斯3度带 设置,投影面高程设置为 0。
(2)自定义高斯平面直角坐标系
当国 家统一的3度带高斯直角坐标系投 影长度变形不能满足要求时,可使用自定义高斯平面直角坐标系。
中央子午线一般使用 测区经度平均值 (取 整到度分),投影面高程使用 平均高程面 或 抵偿投影面 。
常用于城建坐标、大型工程。 例如高速公路的坐标系,设计图纸控制点那一页,除了标注控制点坐标外,还会注明 2000大地坐标系 ,中央子午线 xxx°xx′ ,投影面高程 xxx 米。
(3)与国家2000坐标有严密联系的独立坐标系。
各地坐标参数设置不一样,且参数是保密的。
常用于大中型城市的城建坐标。
02 使用RTK测量时应该如何设置?
针对以上三类平面直角坐标系,可按照以下方法设置:
(1)国家统一的3度带高斯直角坐标系
RTK手薄软件默认的就是这类高斯直角坐标系。
RTK接CORS测量的时候,要想测量的平面坐标与当地控制点一样,只需 在 手薄 软件坐标系统投影里 ,中央 子午线按高斯3度带设置 ,投影面高程设置为0。
高斯3度常见中央子午线有:75°、78°、81°、84°、87°、90°、93°、96°、99°、102°、105°、108°、111°、114°、117°、120°、123°、126°、129°、130°、133°、136°,应设置为与当地经度接近的中央子午线。
(2)自定义高斯平面直角坐标系
RTK接CORS测量的时候,要想测量的平面坐标与当地控制点一样, 需核实当地平面坐标系具体使用的投影 中央子午线 和 投影面高程 。
在手薄软件坐标系统投影里,如实设置 中央子午线xxx°xx′ 、 投影面高程xxx米 。
如果当地自定义高斯平面直角坐标系所用 中央子午线 和 投影面高程 未知 ,RTK接CORS测量的平面坐标与当地控制点几乎不可能一样。
(3)与国家2000坐标有严密联系的独立坐标系。
大中型城市一般都会建立CORS系统,使用当地测绘主管部门提供的CORS服务,可直接测得该坐标。
使用第三方2000 CORS账号,基本没有解决办法,只能找当地控制点计算转换参数。
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来源:RTK测量教程
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