某地区为海岛综合开发建设,利用现有二等大地控制网成果,布设了覆盖沿海岛屿的C级GPS网,并与验潮站网进行了水准联测。
1.测区条件:该地区海岛地理环境复杂,陆岛交通困难,个别海岛验潮站位于地势陡峭的岸边,有些验潮站临近码头的大型作业设施或高压输电线。因顾及GPS点尽量靠近验潮站水准点,给GPS点位的选择造成一定的困难。
2.执行规范:《全球定位系统(GPS)测量规范》(GB/T 18314—2009)等。
3.外业观测与数据处理:
(1)新测C级GPS点若干个。外业利用双频大地型GPS接收机(标称精度5mm+1ppm)进行了同步环观测。基线结算之后,对所有三边同步环的坐标闭合差WS和各坐标分量闭合差WX、WY、WZ进行了检核。
,限差为3/5σ(σ为基线测量中误差,按实际平均边长计算,固定误差和比例误差系数采用GPS接收机标称精度)。
其中某三边同步环的坐标闭合差WS限差为6mm。
(2)利用本地区已经建立的覆盖沿海岛屿的高精度区域似大地水准面模型,将国家高程基准传递到海岛上,以得到海岛上GPS点的国家高程基准的高程;将GPS点与验潮站水准点联测,以同时得到基于当地深度基准面的高程。
其中,某海岛验潮站附近GPS点A基于国家高程基准的高程为1.986m,基于当地深度基准面的高程为4. 434m,该区域高程异常0.776m,该海岛验潮站附近海中有一暗礁B,海图上标注的最浅水深为1. 200m。
【问题】
1.在海岛验潮站附近选择GPS点点位应注意哪些事项?
2.计算该三边同步环,的平均边长(结果取至0.01km)及各坐标分量闭合差WX、WY、WZ的限差(结果取至0. 1mm)。
3.计算暗礁B的大地高和基于国家高程基准的高程(列出计算步骤,结果取至0. 001m)。
第1题:
第2题:
第3题:
第4题:
1.任务概况
某地区随着GPS控制.网的建立,其测绘成果与原有的1 9 80西安坐标系测绘成果不统一。为了统一测绘成果,更好地为社会服务,计划将GPS网的坐标成果转换为1 9 80西安坐标系成果。该地区共有××个GPS网点。
2.目标
将GPS控制网成果转换为1 9 80西安坐标系成果。
3.测区已有资料情况
该地区有×个国家三角点成果,在布测高精度GPS网时,对其进行了联测。
【问题】
1.我国常用的坐标系有哪些?各属于什么坐标系?
2.坐标系转换可分为哪两类?
3.什么是重合点,重合点的选取的原则是什么?
4.根据案例确定转换模型,并对坐标转换计算步骤进行简述。
1.常用的坐标系有:1954北京坐标系、1 9 80西安坐标系、高斯一克吕格平面直角坐标系、WGS- 84坐标系和2000国家大地坐标系。1 9 5 4北京坐标系、1 9 80西安坐标系、新1 9 5 4北京坐标系以及高斯一克吕格平面直角坐标系均是参心坐标系。WGS—84坐标系和2000国家大地坐标系均属于地心坐标系。
2.坐标系的转换可分为两类:一是不同坐标系统之间的坐标转换;二是同一坐标系统不同坐标形式的转换。
3.重合点是指同时拥有不同坐标系坐标的大地点。重合点选取原则是:等级高、精度高、分布均匀,局部变形小;采用二维转换模式至少选取2个以上的重合点,采用三维转换模式至少选取3个以上的重合点,重合点的分布要覆盖整个转换区域,且尽量分布均匀。
4.WGS—84坐标系和1 9 80西安坐标系之间的转换,一般采用Bursa7参数转换模型。坐标转换实施步骤如下:
(1)收集、整理转换区域内重合点成果(三维坐标);
(2)分析并选取用于计算坐标转换参数的重合点;
(3)确定坐标转换参数计算方法与坐标转换模型;
(4)将重合点的两坐标系坐标换算成各坐标系下的空间直角坐标;
(5)根据确定的转换方法与转换模型利用最小二乘法初步计算坐标转换模型的参数;
(6)分析重合点坐标转换残差,根据转换残差剔除粗差点;
(7)用合格的重合点计算最终的坐标转换参数并估计坐标转换参数精度;
(8)根据计算的转换参数,将转换点的原坐标系坐标换算为新的空间直角坐标。
第5题:
第6题:
第7题:
第8题:
第9题:
第10题:
某测绘单位承担了某测区基础控制测量工作,测区面积约1800km2,地势平坦,无CORS网络覆盖。工作内容包括10个GPS C级点GPS联测、三等水准连测及建立测区高程异常拟合模型,测量基准采用2000国家大地坐标系(CGCS2000)及1 985国家高程基准。
测区已有资料情况:测区周边均匀分布有3个国家GPS B级框架点,一条二等水准路线经过测区。
观测设备采用经检验合格的双频GPS接收机(5mm+1ppm)3台套,DS1水准仪1套。
技术要求:GPS C级网按同步环边连接式布网观测;按照三等水准连测GPS C级点高程;
采用函数f(χ,y)=a0+a1x+a2y+a3χ2 +a4 y2+a5χy计算测区高程异常拟合模型。
经GPS观测、水准连测及数据平差处理,获得了GPS C级点的CGCS2000坐标及1985高程成果。某GPS三边同步环各坐标分量情况统计见表。
拟合方法:利用GPS C级成果计算测区高程异常拟合模型。经检验精度为±0.05m。
问题:
1.本工程共能建立几个同步环?计算本工程的独立基线数有几条?
2.根据本项目给出的某同步环给出的数据(见表)计算各坐标分量残差与同步环闭合差。
3.简述测区高程异常拟合模型的建立过程,如何检验本项目高程异常拟合模型的精度?
1.本工程共需建立几个同步环?计算本工程的独立基线数有几条?
答:由题意,GPS控制点数n=10+3,接收机数k=3。 3台接收机只能构成一个简单的三角形同步图形,边连接是指相邻的同步图形间有一条边(即两个公共点)相连,3台GPS接收机为了完成C级测量,至少要构成v=8个同步图形,两个同步图形有u=2个公共点,全网观测时段数C=11;基线向量总数J总=C*k*(k-1)/2=33条;独立基线向量数J独=C*(k-1)=1 1*2=22条。
2.根据本项目给出的某同步环给出的数据(见表)计算各坐标分量残差与
同步环闭合差。
答:各坐标分量残差:
Wχ=14876. 383+(-7285. 821)+(-7590. 560)=-0.002m
Wy=2631.812+14546. 403+(-17178. 218)=-0.003m
Wz=8104. 319+( -153 78. 581) +7 274. 25 7=-0.005m
同步环闭合差:
3.简述测区高程异常拟合模型的建立过程,如何检验本项目高程异常拟合
模型的精度?
答:(1)测区高程异常拟合模型的建立过程:
①选点:
选取n个(n一般要求大于待估参数个数,本题待估参数为6)在测区内分布
合适的公共点(同时具有三等水准高程和GPS大地高的点)。设各点数据为(χi,yi,Hi,hi,其
中i=1,2,…,n),H为大地高,h为水准高程。
②坐标重心化:
计算重心坐标:,其中i=1,2,…,n
公共点坐标重心化:,其中i=1,2,…,n
坐标重心化的目的是提高计算精度(注:坐标重心化不是必须要做的)。
③计算高程异常:
计算公共点高程异常:ξi=Hi-hi,其中i=1,2,…,n
④建立误差方程:
按公式建立误差方程,v为改
正数。
应用最小二乘原理计算得到待估参数aj的估值(其中j=1,2,…,6)。
⑤建立拟合模型:
测区待定点k的高程异常按以下模型计算:
拟合的水准高程为:
(2)检验本项目高程异常拟合模型的精度:
①按上述似大地水准面模型计算的各检验点高程异常ξ计与其实测高程异常ξ测计算高
程异常不符值△(△=ξ计-ξ测);
②计算高程异常不符值的中误差,作为似大地水准面精度检验。
(3)求取参与拟合的联测点拟合后的中误差,可得内符合精度,将检核点代入模型计算,求
取得到的中误差即为外符合精度。