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【摘要】 随着便携式GPS越来越广泛的应用到地质找矿工作中，本文从实际工作入手，讲述了应用于便携式GPS的不同坐标系统的参数转换方法，并对其定位精度进行一定的分析。
【关键词】便携式GPS；参数转换；定位精度
1、引言
在野外地质勘查的各个阶段中均离不开测量定位工作，利用便携式GPS在野外工作中进行导航和定位，它不仅精度高，而且速度快。可以大大地提高地质工作者的工作效率。现接合本人在野外工作中的实际应用，谈一谈便携式GPS转换参数的计算方法及其定位精度。
2、参数计算方法
要使GPS所测量的数据转换为自己需要的坐标，必须求出两个坐标系之间的转换参数。两坐标系之间的转换有七参数法、和五参数法等。七参数法一般用于转换精度要求较高的计算，而大部分便携式GPS接收机内部设置的是五参数法，因此只要用户计算出5个参数（DX、DY、DZ、DA、DF） 并按提示输入即可在仪器上进行坐标转换。所以必须求出WGS-84坐标转换到54 北京坐标系或80国家坐标系的参数。下面以1980西安坐标系为例，来求便携式GPS接收机坐标转换5个参数的方法。
方法1：
首先在工作区内收集3个或3个以上的已知点，要知道这些点的WGS84大地坐标B、L、H值，同时要知道这些点在西安80坐标系下的大地坐标B、L、H、以及这些点所在地的高程异常值。这种已知点一般通过国家测绘部门或专业测绘单位获得。收集好资料后就可以按照下列方法将手持式GPS的WGS84坐标系转换为西安80坐标系（转换北京54坐标系下的坐标方法与之类似）：
（1）将大地坐标系转换为三维空间直角坐标系使用公式分别将已知点在WGS84和西安80坐标系下的大地坐标系转换为相应坐标系下的三维空间直角坐标系。不同坐标系椭球参数见表1。
（2）DX、DY、DZ、DA、DF的计算
上述函数模型是把WGS-84坐标系的空间直角坐标原點平移到1980西安坐标系的原点，再用1980西安坐标系的椭球参数反算以达到两坐标系转换的方法（注：手持GPS存储的是WGS-84 大地坐标，转换到用户坐标系后显示的是经过转换后的坐标值）。
把计算出的三维直角坐标值分别代入上式，求出DX、DY、DZ、DA、DF 值。一旦需转换的两个坐标系统确定以后，DA、DF 是常值，但DX、DY、DZ 对于不同地区有不同的值。
（3）参数检验
DX、DY、DZ、DA、DF等5个转换参数求出后，按提示分别输入便携式GPS ，同时输入测区中央子午线经度。E 代表东经，投影比例参数为1，东西偏差为500000m，南北偏差为0，并设单位为米。输入这些参数后，应拿到实地检测，检验这五个参数是否正确。方法是：在野外选定视野开阔、GPS 接收信号强的特征点（如线状地物交叉点、独立地物等） ，最好是埋石控制点进行测量，然后找出这些点的理论坐标与之比较。如比较结果超过仪器标称精度，则应重新测算转换参数。操作基本流程见图1。
方法2 ：野外实用简单有效的方法
由于地质工作的特殊性，在野外作业往往较难收集精度高的坐标点资料。下面介绍一种在定位精度要求不高的情况下直接在便携式GPS上进行DX、DY、DZ、DA、DF等5个参数的转换。
（1）首先打开GPS进行设定。在“坐标基准”中选择User Grid ，设置参数。如赤峰地区中央子午线为E 117°，投影比例参数为1，东西偏差500000m，南北偏差为0m。
（2）在“坐标系统”中选择User 进行设置DX、DY、DZ、DA、DF5个转换参数。在这5个参数中DA 和DF 为固定值。而DX、DY、DZ 参数值因地区而异，分别输入0。所有参数设置后，选取矿区范围内的已知控制点进行测量试验，没有控制的地区可以用地形图等选择有明显标志的地物点并对其进行图解坐标。根据测量坐标和已知点坐标进行计算△X、△Y和△H并取几组数字的平均值。然后将这五个参数分别输入到GPS相应设置处并确定。经过测量试验，该方法能够满足单机定位精度小于10m的地面低精度测量的要求。
3、便携式GPS定位精度
影响GPS定位精度的因素主要有：与GPS卫星有关的因素、与传播途径有关的因素以及与接收机有关的因素。由于接收机周围环境的影响，使得接收机所接收到的卫星信号中还包含有各种反射和折射信号的影响，使定位精度人为降低。根据不同地区的使用经验，便携式GPS单机定位平面精度在10米以内。在接收条件好的情况下可以达到5米以内。再者，便携式GPS高程定位能力不足，在GPS能够收到4颗以下卫星的信号时，不推荐使用便携式GPS进行高程测量。
结语：
通过上述的研究可以发现，在野外地质测量中可以充分利用便携式GPS全天候、实时性和快速定位的特点，能够提高地质工作者的工作效率。但要注意其单点实时定位平面精度一般在1—10m左右，目前只能应用于精度要求不高的地质测量中。随着GPS技术的发展，更高定位精度的便携式GPS也必将更多地应用于地质找矿工作当中！
参考文献：
[1]徐绍铨，张华海，杨志强，等.GPS 测量原理及应用[M].武汉测绘科技大学出版社.
[2]孔祥元，梅是义.控制测量学[M].武汉测绘科技大学出版社.
【关键词】便携式GPS；参数转换；定位精度
1、引言
在野外地质勘查的各个阶段中均离不开测量定位工作，利用便携式GPS在野外工作中进行导航和定位，它不仅精度高，而且速度快。可以大大地提高地质工作者的工作效率。现接合本人在野外工作中的实际应用，谈一谈便携式GPS转换参数的计算方法及其定位精度。
2、参数计算方法
要使GPS所测量的数据转换为自己需要的坐标，必须求出两个坐标系之间的转换参数。两坐标系之间的转换有七参数法、和五参数法等。七参数法一般用于转换精度要求较高的计算，而大部分便携式GPS接收机内部设置的是五参数法，因此只要用户计算出5个参数（DX、DY、DZ、DA、DF） 并按提示输入即可在仪器上进行坐标转换。所以必须求出WGS-84坐标转换到54 北京坐标系或80国家坐标系的参数。下面以1980西安坐标系为例，来求便携式GPS接收机坐标转换5个参数的方法。
方法1：
首先在工作区内收集3个或3个以上的已知点，要知道这些点的WGS84大地坐标B、L、H值，同时要知道这些点在西安80坐标系下的大地坐标B、L、H、以及这些点所在地的高程异常值。这种已知点一般通过国家测绘部门或专业测绘单位获得。收集好资料后就可以按照下列方法将手持式GPS的WGS84坐标系转换为西安80坐标系（转换北京54坐标系下的坐标方法与之类似）：
（1）将大地坐标系转换为三维空间直角坐标系使用公式分别将已知点在WGS84和西安80坐标系下的大地坐标系转换为相应坐标系下的三维空间直角坐标系。不同坐标系椭球参数见表1。
（2）DX、DY、DZ、DA、DF的计算
上述函数模型是把WGS-84坐标系的空间直角坐标原點平移到1980西安坐标系的原点，再用1980西安坐标系的椭球参数反算以达到两坐标系转换的方法（注：手持GPS存储的是WGS-84 大地坐标，转换到用户坐标系后显示的是经过转换后的坐标值）。
把计算出的三维直角坐标值分别代入上式，求出DX、DY、DZ、DA、DF 值。一旦需转换的两个坐标系统确定以后，DA、DF 是常值，但DX、DY、DZ 对于不同地区有不同的值。
（3）参数检验
DX、DY、DZ、DA、DF等5个转换参数求出后，按提示分别输入便携式GPS ，同时输入测区中央子午线经度。E 代表东经，投影比例参数为1，东西偏差为500000m，南北偏差为0，并设单位为米。输入这些参数后，应拿到实地检测，检验这五个参数是否正确。方法是：在野外选定视野开阔、GPS 接收信号强的特征点（如线状地物交叉点、独立地物等） ，最好是埋石控制点进行测量，然后找出这些点的理论坐标与之比较。如比较结果超过仪器标称精度，则应重新测算转换参数。操作基本流程见图1。
方法2 ：野外实用简单有效的方法
由于地质工作的特殊性，在野外作业往往较难收集精度高的坐标点资料。下面介绍一种在定位精度要求不高的情况下直接在便携式GPS上进行DX、DY、DZ、DA、DF等5个参数的转换。
（1）首先打开GPS进行设定。在“坐标基准”中选择User Grid ，设置参数。如赤峰地区中央子午线为E 117°，投影比例参数为1，东西偏差500000m，南北偏差为0m。
（2）在“坐标系统”中选择User 进行设置DX、DY、DZ、DA、DF5个转换参数。在这5个参数中DA 和DF 为固定值。而DX、DY、DZ 参数值因地区而异，分别输入0。所有参数设置后，选取矿区范围内的已知控制点进行测量试验，没有控制的地区可以用地形图等选择有明显标志的地物点并对其进行图解坐标。根据测量坐标和已知点坐标进行计算△X、△Y和△H并取几组数字的平均值。然后将这五个参数分别输入到GPS相应设置处并确定。经过测量试验，该方法能够满足单机定位精度小于10m的地面低精度测量的要求。
3、便携式GPS定位精度
影响GPS定位精度的因素主要有：与GPS卫星有关的因素、与传播途径有关的因素以及与接收机有关的因素。由于接收机周围环境的影响，使得接收机所接收到的卫星信号中还包含有各种反射和折射信号的影响，使定位精度人为降低。根据不同地区的使用经验，便携式GPS单机定位平面精度在10米以内。在接收条件好的情况下可以达到5米以内。再者，便携式GPS高程定位能力不足，在GPS能够收到4颗以下卫星的信号时，不推荐使用便携式GPS进行高程测量。
结语：
通过上述的研究可以发现，在野外地质测量中可以充分利用便携式GPS全天候、实时性和快速定位的特点，能够提高地质工作者的工作效率。但要注意其单点实时定位平面精度一般在1—10m左右，目前只能应用于精度要求不高的地质测量中。随着GPS技术的发展，更高定位精度的便携式GPS也必将更多地应用于地质找矿工作当中！
参考文献：
[1]徐绍铨，张华海，杨志强，等.GPS 测量原理及应用[M].武汉测绘科技大学出版社.
[2]孔祥元，梅是义.控制测量学[M].武汉测绘科技大学出版社.