1、04第三章测量基础参数第三章 测 量 基 础 参 数测量基础参数设置主要用于定义和管理测量处理过程中各种坐标属性、坐标转换处理参数以及各种测量处理过程中所用到的限差标准等。它们都可以在一个窗口中实现，在这个窗口中，用户可以浏览或定义所用到的各种参数，只要定义好你所用到的参数并赋予一个相应的名字，以后用到的时候就可以自动调用，当然了，你也可以调用系统本身存在的各种参数。注意：参数名称最长为32个字符，超出的将不能保存到数据库中。系统内置的一些已经固化了的参数是不能被修改或删除的。另外，如果其它地方也在引用当前库中的用户自定义的参数，则其不能被删除。 我们在各种测量处理过程中所用到的参数主要有以下
2、几种：1. 椭球参数2. 投影参数3. 高程基准4. 计量单位5. 椭球（坐标）转换参数6. 高程拟合系数7. 测量限差标准 现在分别加以介绍：31 椭球参数包括椭球名称（32位字符）、椭球长半轴（a）、扁率（1/f）、椭球短半轴（b）、描述（255位字符）（见图3-1）。其中，由于 1/f = a / (ab)，因此只需定义a、b、f中任意两个参数即可。通常，我们通过定义椭球长半轴（a）、扁率（1/f）这两个参数来确定一个椭球，这是椭球的基本参数。图3-1311新增一个椭球左击，各参数的编辑状态被激活，系统会给出一个缺省的名称“Default”，用户可以先输入自定义的椭球名称，再输入长半轴、
3、扁率倒数、短半轴以及对新增椭球的描述四项参数（后两项可不输），输完后按来保存。 312 删除一个椭球首先选择要删除的椭球名，再左击，会显示一个对话框，问你是否真的删除（见图3-2）。图3-2左击，则该椭球被删除。32 投影参数在到了一个新的工区之后，用户需要定义一个新的投影参数，这个投影参数用于在某一椭球体下大地经纬坐标（B，L）与平面坐标（N，E）之间的坐标转换。我们知道，不同的投影类型对应着不同的投影参数，因此要定义一个新的投影参数，首先必须先确定投影类型。注意：在浏览或定义投影参数时，投影名称是根据投影类型进行筛选了的，即在某一投影类型下，不能看到其它投影类型下的投影名称和参数。超出32
4、位字符的投影名称将不能被保存。321投影类型介绍系统目前可提供最常用的以下五种投影类型：（1）TM：全称是横向墨卡托投影（Transverse-Mercator Projection）， 该投影实际上就是横轴圆柱等角投影，即投影圆柱面的中心轴线与地轴垂直，且保持等角性质。此类投影需要定义以下参数：中央子午线经度 （Lo）、原点纬度（Bo）、北坐标假值（False Northing）、东坐标假值（False Easting）、中央子午线长度比例因子（Scale=0.9996；见图3-3）。（2）高斯-克吕格投影（Guess_Kruger）：这是横向墨卡托投影的特例，即横轴切圆柱投影，投影圆柱面横
5、切于投影中央子午线，它需要定义的参数也包括中央子午线经度（Lo）、原点纬度（Bo）、北坐标假值（False Northing）、东坐标假值（False Easting）、中央子午线长度比因子（Scale=1），这是我国目前地形图所采用的投影（见图3-4）。为了适应我国用户的习惯，一般我们还可以选择定义投影带的方式来替代Lo的输入，分带规则可参见投影带的划分部分。另外，由于国内的习惯可能涉及附加有带号的坐标，因此这里要特别注意坐标假值的定义问题。坐标假值：为了保证在一个投影带中的东坐标不出现负值，在高斯投影中我们通常将东坐标加一个假值500000米，也就相当于将坐标轴西移了500000米。而国内
6、用户为了区别投影带，在东坐标前又加了带号。例如，以6度带划分的带号为14带的中央子午线经度为东经81，现有一点的大地坐标为B38.0000，L79.3000，采用高斯投影，该点在14带中的平面坐标表示为：不加假值的坐标为 N4208634.455，E131754.577加了假值的坐标为N4208634.455，E 368245.423又加了带号的坐标为N4208634.455，E14368245.423从中我们可以看出，如果使用加了带号的平面坐标，则定义投影时应当给东坐标E加一个14500000的假值。注意：这种方式只适用于中央子午线两侧一定范围内的点。一旦中央子午线西侧的点沿东西向到中央子午
7、线的距离大于500000米，则会影响到带号14，此时转换的结果可能会使东坐标变为13XXXXXX，即不能完全用定义投影的带号表示投影带的含义。提醒用户要非常小心！图3-3 图3-4（3） UTM：全称是通用横向墨卡托投影（Universal Transverse Mercator Projection）， 该投影也是横向墨卡托投影的特例，属于横轴割圆柱投影，投影圆柱面横向切割于两条等高圈（对球而言），且在割线上保持长度比不变，它需要定义的参数仍然包括中央子午线经度（Lo）、原点纬度（Bo）、北坐标假值（False Northing）、东坐标假值（False Easting）、中央子午线长度比因
8、子（Scale=0.9996），目前WGS1984坐标系就采用这类投影（见图3-5）。 （4）墨卡托投影（Mercator Projection）：实际上就是正轴等角圆柱投影，即投影圆柱面中心轴与地轴重合，且保持等角性质。投影的经纬线在投影后为互相垂直的平行直线，两极不能表示，高纬度处的面积变形很大。根据等角航线表象为直线的特点，此类投影广泛用于编制航海图及航空图。它需要输入的参数项不变,不过当Scale=1时，投影圆柱正好相切于赤道；而当Scale1时，则投影圆柱切割于球面（见图3-6）。图3-5图3-6（5）兰勃特投影（Lambert Projection）： 实际上就是正轴等角圆锥投影，
9、即圆锥面的顶点在地轴的连线上，投影后经线为辐射直线，纬线为同心圆圆弧，经线的间隔与经差成正比，极点投影后为一点，且为经线的交点，等角性质决定了角度没有变形，沿经线、纬线长度比一致。此类投影需要定义以下参数：投影中央子午线经度（Lo）、原点纬度（Bo）、第一标准纬线（B1）、第二标准纬线（B2）、北坐标假值No（False Northing）、东坐标假值Eo（False Easting）。用户也可以通过定义一个原点所在纬线长度比因子Scale来替代两条标准纬线。系统提供以下三种定义参数的方式：（1） Lambert（B1B2），已知Bo：双纬割圆锥投影。此时要求输入Lo、Bo、No、Eo、B1、
10、B2六个参数。这时Bo值必须由用户输入确定，该值不能为零。如果用户知道Bo，最好使用这种定义方式，这个参数会最大限度地保证转换的精度（见图3-7）。（2） Lambert（B1B2），不知Bo: 双纬割圆锥投影。要求输入Lo、B1、B2、No、Eo五个参数，这时Bo则默认为原点纬度位于Scale值为最小时的纬度圈，Bo将由程序在内部自动计算。可以看出，在B1和B2纬圈上，Scale1，保持长度无变形（见图3-8）。图3-7 图3-8（3）Lambert（BoScale）: 此时要求输入Lo、Bo、No、Eo、Scale五个参数。可以看出，当Scale1时，则为切圆锥投影，此时Bo处的长度比最小
11、（见图3-9）。图3-9322新建一个投影参数假如现在我们在中央子午线为81的工区施工，需要新建一个投影参数，怎么操作呢？现以高斯克吕格投影为例：（1）在投影参数设置屏中，首先左击“投影类型”后面的来打开一个下拉菜单，从下拉菜单中选定投影类型（Guess_Kruger）；（2）左击，各参数的编辑状态被激活，系统会给出一个缺省的名称“Default”，用户可以输入自定义的投影名称；（3）选定带宽：3带或6带；（4）左击“输入投影带号”前面的复选框，当其为选中状态时，中央子午线经度（Lo）及原点纬度（Bo）输入框处于不激活状态、此时输入带号、北坐标假值（False Northing）、东坐标假值（
12、False Easting）即可；当其为不选中状态时，原点纬度及投影带号输入栏处于不激活状态，此时输入中央子午线经度（Lo）、北坐标假值（False Northing）、东坐标假值（False Easting）即可，中央子午线长度比因子始终处于不激活状态，其值为（Scale=1）。（5）按来保存。323删除一个投影参数首先选择要删除的投影参数名，再左击，会显示一个对话框，问你是否确实要删除（见图3-2）。左击如图3-2所示的窗口中的，则该投影参数被删除。33 高程基准它的参数包括高程系统名称（32位字符）、原点高程值及描述（255位字符）三项（见图3-10）。不知原点高程值时，可不输入，也没有
13、影响。高程系统在系统中只用于区别海拔高的基准说明。主要用在确定拟合系数时判定椭球高基准和海拔高基准，另外也在定义控制点海拔高程时使用。图3-103 .3 .1新建一个高程系统左击使各参数处于被激活状态，此时系统会给出一个缺省的名称“Default”，用户可以输入自定义的高程系统名称，再输入原点坐标名称、原点高程及描述三项参数，输完后按来保存。 332删除一个高程基准首先选择要删除的高程基准名称，再左击，系统会显示一个对话框，问你是否确实要删除（见图3-11）。图3 -11左击，则该高程基准被删除。34 计量单位系统目前只考虑了设置四种类型的计量单位，且多数情况下每种计量单位都可通过一个通用公式
14、与相应类型的标准单位进行换算。换算公式为：定义单位 = （a + b * x）/ （c + d * x） 其中a，b，c，d为四个换算参数，x 表示1个标准单位。341单位类型系统中使用的单位类型如图3-12所示。 （1）长度单位：标准单位是 Meter (国际公制米)。例如：km（千米）的换算参数为：a = 0，b = 1000，c = 1，d = 0。（2）角度单位：标准单位是 Radian （弧度）。例：DEG（360圆周度）的换算参数为： a = 0，b = PI（3.1415926），c = 180，d = 0。注意：其中360 圆周60进制下的角度单位“DMS”（度分秒）和“DM”
15、（度分）不能通过通用公式与标准单位“弧度”进行换算，因此在系统中采用固化名称。DMS的输入方式为：ddd.mmsss，例：199度20分33.45秒，输入形式为199.203345 DMS；DM的输入方式为：dddmm.mm，例：199度20.3345分，输入形式为19920.3345 DM；（3）温度单位：标准单位是 （摄氏度）。（4）压强单位：标准单位是 Pa（帕）。图3-12342新增一个单位（1）首先左击“单位类型”后面的来打开一个下拉菜单，从下拉菜单中选定一种单位类型。（2）左击，则各参数的编辑状态被激活，系统会给出一个缺省的名称“Default”，用户可以在这里输入自定义的单位名称
16、，再在单位换算关系框中输入你要定义的单位与该种单位类型的标准单位间的换算关系，最后左击。343删除一个单位首先选中要删除的单位名称，再左击，系统会显示一个对话框，问你是否确实要删除（见图3-2）。左击如图3-2 所示的窗口中的，则该单位被删除。35 坐标转换参数坐标转换参数是用于两个椭球体（源椭球体到目标椭球体）之间坐标转换的一组必要参数。转换参数最少为三个，最多为七个（见图3-13）。七个参数是：三个平移参数DX、DY、DZ，这是椭球间最主要的三个转换参数，也是两椭球体地固（空间直角）坐标系原点之间的三个平移参数，它们的单位 为Meter （米）；还有三个旋转参数RX、RY、RZ，是指椭球体
17、地固（空间直角）坐标系相应三个坐标轴X、Y、Z方向上的三个旋转夹角，它们的单位为S（360圆周60进制秒 ）；另一个参数是长度比因子Scale，它反映了椭球间坐标转换时在长度变形方面的长度比。注意：这里尺度比Scale要求输入的是长度的改正因子，以PPM为单位（1PPM10-6 m）。缺省值为0 PPM，表示长度无改正值，即两个椭球间的长度比为1。图3-13351新建一个转换参数（1）左击，并在转换参数名称框中输入转换参数名称，再在下面的椭球转换参数框中输入转换参数，值得注意的是如果建立三参数，只需输入三个平移参数DX、DY、DZ，其它的四个参数用零取代。如果建立七参数，就要输入全部七个参数。
18、（2）从源椭球及目标椭球的下拉菜单中确定源椭球及目标椭球。（3）最后左击。352 删除一个转换参数首先选中要删除的转换参数名称，再左击，系统会显示一个对话框，问你是确实要删除，左击对话框中的，则该转换参数被删除。36 高程拟合系数高程拟合系数是采用系数拟合的数学法在椭球高（大地高）与海拔高（正常高）之间进行转换计算时所必需的参数。拟合系数最少一个，最多六个，系数的使用还取决于拟合的方法（分线状的六种和面状的三种，共九种），另外还包含一个拟合范围的平均经纬度值（输入单位是360的度分秒DMS，见图3-14）。一般来讲，用系数拟合法进行高程拟合，多数是在一个不知道高程异常（或大地水准面差距）的工区
19、，通过已知高程控制点的分布对需要拟合的范围求取一个适合该区域的统一的拟合系数，所有在此范围下的拟合都采用一个系数，可保持整个工区的拟合一致性。系数的求取过程在坐标集处理中有详细说明，可参见求取高程拟合系数部分。图3-143.6.1新建一个拟合系数（1）左击“拟合方法”后面的来打开一个下拉菜单，从下拉菜单中选定一种拟合类型。（2）左击，输入高程拟合系统名称及各项参数。（3）选择椭球高基准。（4）选择高程系统。（5）最后左击。362删除一个拟合系数首先选中要删除的拟合系数名称，再左击，系统会显示一个对话框，问你是否确实要删除，左击，则该拟合系数被删除。37限差标准限差标准是用于在数据处理的过程中进
20、行QC检查时可能用到的限差指标。像其它的参数一样，用户可以新增一系列不同名称的限差标准，在需要时，只要选择限差标准的名称就可以了。371 新增一个限差标准首先选择限差类型，然后左击，接着输入限差标准名称及各项限差的极限值,再按来保存,以备日后使用。372 删除一个限差标准其操作步骤同上面几项参数设置中的删除操作。 系统目前提供的限差标准按不同的情况分七种类型（其中第六种的非地震测量成果限差标准没有用，而第七种水准测量限差标准略，见图3-15）。 导线测量限差标准 放样RTK测量限差标准 太阳方位限差标准 二维测量成果限差标准 三维测量成果限差标准 非地震测量成果限差标准 水准测量限差标准图3-
21、15373 导线限差标准导线限差标准被用于导线原始记录的QC及导线平差结果精度评定，内容与说明如下（见表3-1）。表3-1限差项名称限值单位说 明仪器高下限0.5Meter这一组上下限的值用于对测站仪器高的检查，超出限差范围的仪器高(例如0.5m到1.8m)将在QC后给出错误提示信息。这可以检查出测站仪器高输入值可能不合理的情况仪器高上限1.8Meter前后视标高下限1Meter这一组上下限的值用于对前后视标高的检查，超出限差范围的标高(例如1m到3m)将在QC后给出错误提示信息。这可以检查出前后视标高输入值可能不合理的情况前后视标高上限3Meter物理点标高下限1Meter这一组上下限的值用
22、于对观测物理点标高的检查，超出限差范围的仪器高(例如1m到8m)将在QC后给出错误提示信息。这可以检查出前后视标高输入值可能不合理的情况物理点标高上限8Meter水平角2C差限差60S指在一个测站内，同一目标方向上水平角的盘左、盘右观测值差与理论值180度的差值，如果大于该限差（例如60秒）则在QC后给出超限提示信息水平角2C互差限差45S指在一个测站内，同一目标方向上不同测回的水平角2C差互差或不同目标方向上水平角2C差之间的互差，如果大于该限差（例如45秒）则在QC后给出超限提示信息竖角指标差限差60S指在一个测站内，同一目标方向上竖角的盘左、盘右观测值的和与理论值360度间的差值（天顶距
23、的情况），如果大于该限差（例如60秒），则在QC后给出超限提示信息竖角指标差互差限差45S指在一个测站内，同一目标方向上不同测回的竖角指标差互差或不同目标方向上竖角指标差之间的互差，如果大于该限差（例如45秒）则在QC后给出超限提示信息测距互差0.05Meter指在一个测站内，对同一目标观测多次观测距离间的互差，如果大于该限差（例如0.05m），则在QC后给出超限提示信息直返站高差固定限差的距离500Meter这一组限差用于对导线相邻两测站间的直返站高差进行QC检查。如例所示，直返站高差限差0.0004*D，单位为meter，D表示两测站间的距离。而“固定限差的距离”的含义表示边长小于该距离（
24、例如500m）的一律按该距离（500）对待，即限差为0.02meter直返站高差的限差系数0.0004同方向水平角测回间互差限差10S指高精度多测回观测情况下，一测站内同一目标方向各测回水平角均值间的互差同目标测回间高差互差限差0.02Meter指高精度多测回观测情况下，一测站内同一目标方向各测回计算出的高差间的互差。导线边长限值2000Meter指导线观测边长（一般是测站到前视的距离）的限值。如果边长大于该限值，则在QC后给出超限提示信息闭合导线总长限值30000Meter指单一闭合导线段的总长限值。如果闭合段总长大于该限值，则在QC后给出超限提示信息支导线限值3000Meter指某一段独立
25、支导线的总长限值，如果支导线长度大于该限值，则在QC后给出超限提示信息闭合导线相对精度2000这里要求输入的是导线相对精度的倒数。闭合导线相对精度边长闭合差/闭合导线总长。例如，导线相对精度的限值为1/2000，则这里要求输入2000。如果实际相对精度的倒数小于该限值，则在平差后给出超限提示信息方位角闭合差限差系数60S单一闭合导线段方位角闭合差60s*N1/2，其中60s为系数，N为闭合导线的测站总数。如果实测方位角闭合差大于该限差，则在平差QC后给出超限提示信息北坐标X闭合差3Meter单一闭合实测导线段北坐标闭合差。如果大于该限差，则在平差后给出超限提示信息东坐标Y闭合差3Meter单一
26、闭合实测导线段东坐标闭合差。如果大于该限差，则在平差后给出超限提示信息高程闭合差限差系数0.3Meter单一闭合导线段高程闭合差0.3*S1/2，单位为米，其中0.3为系数，S为闭合导线的总长度。如果实测高程闭合差大于该限差，则在平差后给出超限提示信息导线最弱点误差限差0.3Meter单一导线最弱点的闭合差。如果该闭合差大于限差，则在平差后给出超限提示信息(对于单一闭合导线，其最弱点为导线的中点位置) 描述374 RTK放样限差标准放样RTK限差标准规定了RTK原始记录的QC检查指标，其内容与说明如表3-2所示。表3-2限差项名称限值单位说 明仪器高下限0.5Meter这一组上下限的值用于对基
27、准站及流动站仪器高的检查，超出限值范围的仪器高(例如0.5m到1.8m)将在QC后给出超限提示信息。这可以检查出测站仪器高值可能不合理的情况仪器高上限1.8MeterGDOP值7GDOP和PDOP的值是指观测瞬时，观测点上方可能接收到的卫星分布情况指标，一般来说这一指标数值越小，观测条件就越好。因此，如果该观测点上观测瞬时的DOP值大于该限值，将在QC后给出超限提示信息PDOP值4点位测量QC值下限9这一组上下限的值用于对RTK流动站观测点位瞬时的QC值的检查指标。不同仪器中QC值的含义可能不同。检查时超出范围的值将在QC后给出超限提示信息点位测量QC值上限19截止高度角8Deg如果小于该值（
28、例如8Deg），则在QC后给出提示信息最少卫星数4个如果小于该值（例如4个），则在QC后给出提示信息基线限长30000Meter指RTK流动站到基准站的基线长。如果大于该限长，则在QC后给出超限提示信息。最弱点误差限差1MeterRTK最弱点的闭合差。如果闭合差大于该限差，则在平差后给出超限提示信息 (对于单一闭合导线，其最弱点为导线的中点位置)描述375 太阳方位限差标准太阳方位限差标准规定了太阳方位原始记录及计算结果QC的检查指标，其内容与说明如表3-3所示。表3-3限差项名称限值单位说 明目标水平方向归零差限差60S指目标方向水平角的盘左、盘右观测值间的差与理论值180的差。如果该差大于
29、限差（例如60秒），则在QC后给出超限提示信息测回间归零差互差限差45S指目标方向不同测回的归零差之间的互差，如果该互差大于限差（例如45秒），则在QC后给出超限提示信息竖角指标差限60S指在一测回内竖角的盘左、盘右观测值的和与理论值360度间的差（天顶距的情况）。如果大于该限差（例如60秒），则在QC后给出超限提示信息竖角指标差互差限差45S指不同测回的竖角指标差互差或不同目标方向上竖角指标差之间的互差。如果互差大于该限差（例如45秒），则在QC后给出超限提示信息一测回观测时间限值10Minute指一测回的正镜和倒镜观测太阳的记录时间不能大于这一限值（例如10分钟）。如果超限，则QC后给出超
30、限提示信息禁止观测测站地方时下限10.0000HMS这一组限值用于检查在测站位置观测太阳的时间限制。禁止观测的时间用小时、分钟、秒表示，其输入格式为：HH.MMSS。限制时间是测站地方时，可能与所记录的钟表时的时间不一致。检查时需要将记录的钟表时换算成测站所在位置的地方时（与测站的经度有关），如果在这一时间内进行观测，在QC后将提示时间超限信息禁止观测测站地方时上限14.0000HMS太阳高度角限值8Deg指观测太阳时太阳的高度与测站地平线间的夹角。如果大于该限值（例如8Deg），则在QC后给出超限提示信息最少测回数3个这里输入的是计算最终结果的平均值所要求的最少合格测回数。如果合格测回数不符合要求，则不允许计算结果入库。测回间方位角互差限差60秒如果
