GPS（Global Positioning System）即全球定位系統(tǒng)，是由美國建立的一個衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)，用戶可以在全球范圍內(nèi)實現(xiàn)全天候、連續(xù)、實時的三維導航定位和測速；另外，利用該系統(tǒng)，用戶還能夠進行高精度的時間傳遞和高精度的精密定位。

測量的基本任務就是確定物體在空間中的位置。而對空間位置的描述則是建立在某一個特定的空間框架上的。所謂空間框架就是我們常說的坐標系統(tǒng)。一個完整的坐標系統(tǒng)是由坐標系和基準兩方面要素所構(gòu)成的。坐標系指的是描述空間位置的表達形式，而基準指的是指為確定點在空間中的位置而采用的地球橢球或參考橢球的幾何參數(shù)和物理參數(shù)，及其在空間的定位、定向方式，以及在描述空間位置時所采用的單位長度的定義。

在GPS測量中，經(jīng)常要進行坐標系變換與基準變換。所謂坐標系變換就是在不同的坐標表示形式間進行變換，基準變換是指在不同的參考基準間進行變換。

不同坐標系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換本質(zhì)上是不同基準間的轉(zhuǎn)換，不同基準間的轉(zhuǎn)換方法有很多，其中，最為常用的有三參數(shù)轉(zhuǎn)換法、七參數(shù)轉(zhuǎn)換法。三參數(shù)指三個平移參數(shù)，七參數(shù)指三個平移參數(shù)、三個旋轉(zhuǎn)參數(shù)和一個尺度參數(shù)。

二、GPS測量中常用的坐標系統(tǒng)

1．WGS-84坐標系統(tǒng)

WGS-84坐標系是目前GPS所采用的坐標系統(tǒng)，GPS所發(fā)布的星歷參數(shù)就是基于此坐標系統(tǒng)的。WGS-84坐標系統(tǒng)的全稱是World Geodical System-84（世界大地坐標系-84），它是一個地心地固坐標系統(tǒng)。

WGS-84坐標系的坐標原點位于地球的質(zhì)心，Z軸指向BIH1984.0定義的協(xié)議地球極方向，X軸指向BIH1984.0的啟始子午面和赤道的交點，Y軸與X軸和Z軸構(gòu)成右手系。

WGS-84系所采用橢球參數(shù)為：

2．1954年北京坐標系

1954年北京坐標系是我國目前廣泛采用的大地測量坐標系。該坐標系源自于原蘇聯(lián)采用過的1942年普爾科夫坐標系。建國前，我國沒有統(tǒng)一的大地坐標系統(tǒng)，建國初期，在蘇聯(lián)專家的建議下，我國根據(jù)當時的具體情況，建立起了全國統(tǒng)一的1954年北京坐標系。該坐標系采用的參考橢球是克拉索夫斯基橢球，該橢球的參數(shù)為：

遺憾的是，該橢球并未依據(jù)當時我國的天文觀測資料進行重新定位，而是由前蘇聯(lián)西伯利亞地區(qū)的一等鎖，經(jīng)我國的東北地區(qū)傳算過來的，該坐標系的高程異常是以前蘇聯(lián)1955年大地水準面重新平差的結(jié)果為起算值，按我國天文水準路線推算出來的，而高程又是以1956年青島驗潮站的黃海平均海水面為基準。

1954年北京坐標系建立后，全國天文大地網(wǎng)尚未布測完畢，因此，在全國分期布設該網(wǎng)的同時，相應地進行了分區(qū)的天文大地網(wǎng)局部平差，以滿足經(jīng)濟和國防建設的需要。由于當時條件的限制，1954年北京坐標系存在著很多缺點。

3．1980年西安大地坐標系

1978年，我國決定重新對全國天文大地網(wǎng)施行整體平差，并且建立新的國家大地坐標系統(tǒng)，整體平差在新的大地坐標系統(tǒng)中進行，這個坐標系統(tǒng)就是1980年西安大地坐標系統(tǒng)。1980年西安大地坐標系統(tǒng)所采用的地球橢球參數(shù)的四個幾何和物理參數(shù)采用了IAG 1975年的推薦值，它們是

根據(jù)上面所給的參數(shù)，可算出1980年西安大地坐標系所采用的參考橢球的扁率為：

橢球的短軸平行于地球的自轉(zhuǎn)軸（由地球質(zhì)心指向1968.0 JYD地極原點方向），起始子午面平行于格林尼治平均天文子午面，橢球面同似大地水準面在我國境內(nèi)符合最好，高程系統(tǒng)以1956年黃海平均海水面為高程起算基準。

4．地方獨立坐標系統(tǒng)

       對實際的測量工作中，每個城市每個地區(qū)都有自己的城市坐標系統(tǒng)，甚至每個測繪系統(tǒng)都有自己的獨立的坐標系統(tǒng)。如城建部門有城建坐標系統(tǒng)等。

三、Trimble RTK GPS全站儀的點校正

用GPS進行RTK測量，GPS接收機獲取的坐標是WGS84坐標，而WGS84坐標對我們實際測量并沒有太大的作用，我們需要的是北京54坐標、西安80坐標或者是地方獨立坐標系中的坐標。因此，我們需要把GPS接收機獲取的WGS84坐標轉(zhuǎn)換為我們需要的坐標系中的坐標，這就是點校正的工作。

點校正是為了把WGS84坐標轉(zhuǎn)換為當?shù)氐牡胤阶鴺硕�進行的轉(zhuǎn)換參數(shù)的求解。根據(jù)定義的要求，可以計算橫軸墨卡托投影和三參數(shù)轉(zhuǎn)換參數(shù)，或計算水平或垂直平差。為了精確的進行點校正操作，我們通常需要三到四個三維控制點，且這些控制點的分布應位于測區(qū)的四周及測區(qū)的中央，即要求控制點的分布要在測區(qū)范圍內(nèi)要均勻分布。值得我們注意的是我們在進行放樣測量前一定要完成點校正的操作，如果在放樣的過程中我們又重新做了點校正的操作，這會導致我們在重做點校正前后的新舊坐標的差異。

這里著重介紹如何在Trimble Survey Controller軟件中進行點校正的操作過程。依據(jù)我們已有控制點的坐標情況，進行點校正可以分為兩種方法。第一種方法是室內(nèi)法，也就是我們對要參與點校正的控制點即知道它在地方獨立坐標系中的坐標又知道它在WGS84坐標系中的坐標，這時點校正工作可以在室內(nèi)完成；第二種方法是野外法，也就是我們對要參與點校正的控制點只知道它在地方獨立坐標系中的坐標而不知道它在WGS84坐標系中的坐標，這是點校正的工作需在野外完成。

不論是室內(nèi)法還是野外法，在進行點校正前都應該新建一個項目，在該項目中保存點校正的結(jié)果。依據(jù)我們對地方獨立坐標系的坐標系的轉(zhuǎn)換參數(shù)知道多少的情況，在新建項目時對新建項目的坐標系進行部分的定義，通常情況下地方獨立坐標系所使用的參考橢球都是克拉索夫斯基橢球，即其長半軸a＝6378245m，扁率f＝298.3，假如知道坐標系的投影參數(shù)，那么在新建任務時可以定義它的轉(zhuǎn)換參數(shù)，而基準轉(zhuǎn)換則選擇無轉(zhuǎn)換。如果我們對坐標轉(zhuǎn)換的參數(shù)一無所知，則在新建任務時坐標系統(tǒng)的定義選擇為無投影/無基準。

方法一：室內(nèi)法

在一個測區(qū)內(nèi)，如果我們已知控制點的地方坐標（x,y,z）和控制點的WGS84坐標（B,L,H），那么點校正的工作可以在室內(nèi)完成，因此稱為室內(nèi)法。

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