（广东省国土资源测绘院 广东广州 510000）
摘要：针对统一区域内不同时期建立的不同等级的GPS控制网的不同方案进行讨论与精度分析，综合考虑已有控制网兼容性和等级等问题。本文以某城市实际工程为例，讨论区域内已有控制网坐标统一方法的合理性与精确度，为今后统一不同部门不同时期建立的不同等级控制网的方案设计提供借鉴与思考。
关键词：坐标转换；GPS控制网；兼容性；精确度
中图分类号：P228 文献标识码：A
Unification Of Regional GPS Coordinaes System
And Its Accuracy Analysis
Liao Qiangqiang
（Guangdong Provinceland resources surveying and mapping Institute,Guangzhou 510000,China）
Absrtact：Discuss and analyze different unified schemes of different levels of GPS control networks established in different periods in the region, and consider issues such as compatibility and level of existing control networks.This paper takes the actual project of a city as an example to discuss the rationality and accuracy of the unified control method of the existing control network in the region, and provides reference for the design of different grade control networks established in different periods in different departments.
Key words：coordinate transformation；GPS network；compatibility；accuracy
引言
各地区及各部门自身发展建设需要，基于原有控制点均已建立起满足自身建设要求的GPS控制网0,0。受科技水平与部门之间数据的不流通等因素，各区域与各部门之间的控制网存在一定的不兼容性0，在进行转换时，其精度受转换模型、方法以及原有成果不兼容等因素，导致最终的成果精度损失0。经国务院批准，我国自2008年7月1日起，启用2000国家大地坐标系0。2000国家大地坐标系是新一代地心坐标系，其大地控制点的相对精度远远高于1954年北京坐标系和1980年西安坐标系0。如何将区域内各部门之间已有控制网统一至2000国家大地坐标系下变得十分迫切00。
本文以某城市不同时期建立的不同等级控制网的统一为例，分别讨论了整体转换与分区转换的方法对最终成果的影响，同时分析二维四参数转换模型和二维七参数转换模型对在不同转换方案下，对最终成果的影响。
1理论基础
1.1转换模型
（1）二维七参数模型
不同地球椭球基准下的大地坐标系统间点位坐标相互转换，适用参心坐标系与地心坐标系间的转换。该模型涉及三个平移参数，三个旋转参数和一个尺度参数，转换公式如下：
1.2精度评定
采用内符合精度和外符合精度评定。内符合精度评定依据计算转换参数的重合点残差中误差评估坐标转换精度，残差小于3倍单位权中误差的点位,则其精度满足要求。外符合精度评定方法是利用未参与计算转换参数的重合点作为外部检核点，并利用转换参数计算外部检核点的坐标，与该外部检核点的已知坐标进行比较。内外符合精度计算公式相同，如下：
（1）重合点残差V
V=重合点转换坐标值-重合点已知坐标值
（2）平面点位中误差
图 1已有控制点位分布略图
根据控制点普查结果，已有控制网部分点位破坏。为统一区域内已有控制网，重新建立区域内D级控制网。设计方案如下：根据破坏情况补充埋设部分D级点，同时联测部分两个时期建立的D、E级控制点形成区域内共计约72个控制点的完善后D级控制网。根据联测旧点，采用不同转换模型进行试算分析，采用适用转换模型将原有未联测控制点成果完成未联测控制点的坐标统一，根据精度分析，讨论区域内已有控制点坐标统一方法的合理性与精确度，为统一区域控制网的方案设计提供借鉴与思考。
为此，利用联测旧点，分别采用二维四参数和二维七参数转换模型进行试算分析。
图 2旧点联测分布图
2.1控制网兼容性分析
不同时期建立的控制网，受各种主客观因素，如作业队伍，起算点，位置及等级等因素导致控制网的精度不同，对不同控制网的统一需要进行兼容性分析。拟采用方案：基于连续运行参考站联测已有控制网，统一平差解算得到统一平差后的1980西安坐标系成果，与原有1980年西安坐标系成果进行对比分析。
图 5参数计算重合点选择
2.2.1整体转换
（1）参数计算
本文利用共计11个重合点进行整体参数求解，点位均匀分布在整个区域。参数计算内符合精度统计如表 2所示：
表 2区域内整体转换参数计算精度统计表
采用相同重合点计算转换参数，根据上表，区域内二维四参数的内符合精度1.88cm，二维七参数模型的内符合精度为1.35cm。从内符合精度上分析，二维七参数模型略优于二维四参数模型。
（2）转换精度分析
本文采用两种方式进行精度评定，方案一是整体评定，方案二是分区评定。分区精度评定具体方案为：南部区域采用采用统一联测的剩余未参与参数计算的21个点作为外部检核点；北部区域采用统一联测剩余未参与参数计算的8个点作为外部检核点。
图 8整体转换方案二外符合精度统计折线图（北部区域）
区域内采取整体转换的方案，分别采用二维四参数，二维七参数模型进行转换，并采用方案二进行精度统计，根据统计分析，采用二维四参数模型，其精度在南部区域为1.53cm，北部区域的精度为1.77cm；采用二维七参数模型，其精度在南部区域为1.36cm，在北部区域为1.38cm。综上分析，二维七参数模型南北区域转换精度差异较二维四参数模型小，转换模型的稳定性较好。
2.2.2分区转换
（1）参数计算
南部区域选择七个重合点分别采用二维四参数与二维七参数模型进行参数计算，参数计算精度统计如表 3。
表 3南部区域参数计算精度统计表（单位：m）
根据上表，北部区域二维四参数的内符合精度1.08cm，二维七参数模型的内符合精度为0.88cm。从内符合精度上分析，二维七参数模型略优于二维四参数模型。
（2）转换精度分析
本文采用两种方式进行转换精度评定，方案三为整体评定；方案四为分区评定。外部检核点的情况如下：南部区域采用采用统一联测的剩余未参与参数计算的21个点作为外部检核点；北部区域采用统一联测剩余未参与参数计算的8个点作为外部检核点。
图 11分区转换方案四外符合精度统计折线图（北部区域）
南部区域二维四参数，二维七参数外符合精度分别为1.43cm，1.40cm；北部区域二维四参数，二维七参数外符合精度分别为1.55cm，1.65cm。根据外部检核点精度统计情况，二维四参数模型转换精度与二维七参数转换模型精度相当。
表 5不同转换方案精度统计（单位：cm）
采用整体转换方案统一不同时间建立的不同等级控制网，二维七参数模型稳定性较好，转换精度更高。若采用分区转换，二维七参数转换精度下降，二维四参数转换精度有所提高，且其转换精度优于二维七参数。
3结束语
综合上述分析结果，可以得出几点有意义结论：
（1）不同时期建立的不同等级控制网统一，应考虑控制网兼容性，根据结果采用适转换方案进行处理；
（2）二维四参数转换模型在进行区域转换时候，整体转换精度低于分区转换精度，在局部小区域转换时，推荐采用二维四参数转换模型；
（3）二维七参数的稳定性较好，其总体转换精度较高，但对于局部小区域的转换其转换精度有所降低，在统一较大区域内的控制网点成果时，推荐采用；
（4）对于统一不同时间建立的不同等级控制网，采用分区转换时，宜采用二维四参数转换模型；采用整体转换时，宜采用二维七参数，从结果上分析，推荐采用整体转换方案，并采用二维七参数转换模型。
参考文献：
[1]孟庆武, 张洪文, 朱李忠. 基于CGCS2000的高斯平面坐标与城市独立平面坐标转换的研究[J]. 测绘与空间地理信息, 2012, 35(11):160-164.
[2]李东, 毛之琳, 王文利,等. CGCS2000独立坐标系与原城市独立坐标系融合问题的研究[J]. 测绘通报, 2014(6):17-19.
[3]郭春喜, 李东. 基于CGCS2000建立城市相对独立坐标系统的方法[J]. 测绘通报, 2012(10):5-7.
[4]邱云峰, 倪津, 杨映泉,等. 基于CGCS2000下地方大地坐标基准的建立与应用[J]. 测绘工程, 2013, 22(4):42-44.
[5]程晓晖. 广州坐标系与CGCS2000坐标系转换关系的研究[J]. 城市勘测, 2016(6):100-102.
[6]田桂娥, 宋利杰, 尹利文,等. 地方坐标系与CGCS2000坐标系转换方法的研究[J]. 测绘工程, 2014, 23(8):66-69.
[7]张训虎, 刘晋虎, 何川, 等. 2000国家大地坐标系转换常见问题分析[J]. 测绘通报, 2016(9):52-55.
[8]刘万华, 叶水全. 构建独立坐标系与CGCS2000坐标系转换关系的研究[J]. 测绘与空间地理信息, 2016, 39(1):217-219.
作者简介：姓名：廖强强（1992年-）男 江西赣州人 硕士研究生 主要从事大地测量，GNSS数据处理等方面的工作
论文作者:廖强强
论文发表刊物:《科技研究》2019年3期
论文发表时间:2019/6/10
标签：精度论文; 参数论文; 坐标系论文; 模型论文; 联测论文; 区域论文; 坐标论文; 《科技研究》2019年3期论文;