手持gps在野外地质工作中应用

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1、手持GPS在野外地质工作中应用　　摘要：本文从实际出发，浅析手持GPS在野外地质工作中的主要应用，并对其坐标系统转换进行探讨及精度分析。关键词：手持GPS，野外地质工作，坐标系统转换中图分类号：F407.1文献标识码：AGPS系统包括空间卫星、地面控制站和用户接收机3个部分。手持GPS具有单点实时定位精度高、速度快及携带方便等优点，当观测时间达到5分钟后，手持GPS接收机的定位精度可以稳定在5m左右，因此，完全可以满足野外地质工作的需要。1手持GPS在野外地质工作中的主要应用1.1标定地质点野外地质工作中一项

2、重要内容就是在地形图上标定地质点，如岩性点、岩性分界点和构造分界点等。为提高手持GPS单点定位的精度，在一个测点上必须进行多次观测取其平均值作为最终定位结果。一般情况下，手持GPS的平面定位精度可以稳定在5m以内，由于GPS卫星分布位置的原因，手持式GPS测量高程的误差较大，一般在10m左右。1.2导航5手持GPS导航的导航功能具有单点导航功能和航线导航功能。单点导航功能就是给手持GPS输入一个导航点，储存到航点列表中，利用手持GPS导航功能进行导航，显示工作者现在所处位置到航点的距离和方位，并准确地引导工作

3、者到达该航点；航线导航功能就是将多数的航点按顺序编制成一条航线输入到手持GPS，利用航线导航功能，依次进行导航。在野外地质工作中，适用于1:10000或小于1:10000的地质填图工作，以及1:10000或小于1:10000的物探磁法测量工作和电法测量工作。1.3计算多边形面积手持GPS具有计算多边形面积的功能，利用存在航点列表中的航点，可以计算出某个多边形的面积。手持GPS接收机计算面积的公式如（1）所示：式中:S表示多边形面积;xi、yi和xi+1、yi+1分别表示多边形的第i和i+1个航点的平面坐标。手

4、持GPS计算多边形面积方法的精度主要取决于组成该多边形的航点数目，数目越多，所计算出来的多边形面积越准确。在野外地质工作中可以使用这种方法确定一些精度要求不高的多边形面积。2手持GPS坐标系统转换参数求解方法及精度分析5目前GPS主要利用的卫星星历是以WGS-84坐标系为根据建立的，使用的坐标系统是WGS-84坐标系统，而我们日常使用的地图资料大部分都属于1954年北京坐标系或1980年国家大地坐标系。由于不同的坐标系统地球椭球参数都不一样，它们之间存在着平移和旋转的关系。两坐标系之间转换的求解方法有七参数法

5、、五参数法和三参数法。七参数法用于精度要求较高的转换计算。手持GPS一般内部设置五参数法，只要计算出五个参数（DX，DY，DZ，DA，DF），并在仪器中输入这五个参数即可完成了坐标转换工作。2.1参数求解方法2.1.1收集测区高等级控制点资料并测定其WGS-84坐标在测区内寻找三个以上的高等级控制点，要求视野开阔，卫星信号强，周围无电磁波干扰，无多路径效应或者较弱。在当场测定其在WGS-84坐标系统下大地坐标（B，L）和大地高H，并向当地测绘管理部门获取控制点的坐标信息，当地坐标系（包括1954年北京坐标系或

6、1980年国家大地坐标系）的平面直角坐标（x，y），大地坐标（B，L），高程h，和高程异常值ξ。2.1.2计算三维直角坐标对于对于同一空间点,大地坐标系与空间直角坐标系有下列转换关系：式（2）中：N=A/(1–E2sinB2)1/2,大地高H=h5+ξ，X、Y、Z为大地坐标系中的三维直角坐标，A为大地坐标系对应椭球之长半轴，为大地坐标系对应第一偏心率，F为大地坐标系对应之扁率，N为该点的圆曲率半径。根据实地测量得到的WGS-84坐标系下的（B，L，H）和收集到的当地坐标系下的大地坐标（B，L，H）代入（2）式

7、分别计算出两个坐标系统下的三维直角坐标X1，Y1，Z1和X2，Y2，Z2。三个坐标系的地球椭球参数见表1。2.1.3计算5个转换参数DX、DY、DZ、DA、DF将在上一步计算中所得到的成果X1、Y1、Z1和X2、Y2、Z2代入到以下函数模型中计算，式（3）中：A1、F1、代表的是WGS-84的长半轴和扁率，A2、F2代表的是当地坐标系的长半轴和扁率。上述函数模型把WGS-84坐标系的空间直角坐标原点平移到当地坐标系的原点，计算出5个转换参数。五参数中，DA、DF是常值，而DX、DY、DZ在不同的地区参数值都不

8、一样。2.1.4检验参数5参数计算结果出来必须进行验证。在手持GPS中按提示输入五参数，并输入测区中央子午线经度。E代表东经，投影比例参数为1.00000，东西偏差为500000m，南北偏差为0，并设单位为米。在测区内选择3个或以上的埋石控制点进行实测，并与其理论值进行比较，如果误差没有超过仪器的标称精度，则可以使用。2.2精度分析野外工作中，利用矿区内的控制测量成果进行参数计算、检验与精度分析。利