GPS入門攻略(上)-利用標記點校準

小基地距離校正點200m內適用

很多人以為GPS開機以後收到的座標就是馬上可以用的正確座標、實際上並非如此。實務上都須經過點位校正,才能夠使用GPS所測得的座標。
什麼是點校正? 簡單的說就是將GPS(經過差分後)測量出來的WGS-84座標轉換成現場的座標現況,其中包含了偏移座標系統。

為何需要座標校準?

台灣使用TWD97是在1997年測定各個參考點公告的座標(圖一)
但隨著地殼變動,GNSS測得的座標雖然沒變,但是實際地面上的點已經不在原本的位置了(圖二)
但在在實務測量中控制點與測量的點位也隨著地殼變動同時位移,例如圖二中的兩點相對位置還是10m。測量所得的相對關係無誤,
我們只須實施工地校正,將GPS座標與實際點的位置做參數修正即可將座標對齊到正確位置。

(圖一) 西元1997年
(圖二) 經地殼變動後

為何需要轉換座標系?

在工程測量中使用GPS衛星定位系統採集到的資料是WGS-84座標系數據,而目前我們測量成果普遍使用的是以TW97座標系或是地方(任意 / 當地)獨立坐標系為基礎的座標資料。因此必須將WGS-84座標轉換到TW97座標系或地方(任意)獨立座標系。

座標系統的轉換以及校正有許多種方式,此篇文章我們只針對小面積、單機E-GNSS測量來討論,僅做單點校正,相信這樣都能滿足一般性的工程測量需求了。

台灣地區投影參數如下:
橢球體名稱 長半徑(a) 短半徑(b) 扁率(f)
GRS80 6378137 m 6356752.314140347 m 1 / 298.2572221008827
地區 投影方式 中央子午線 投影原點向西平移 中央子午線尺度比
台灣、琉球嶼、綠島、蘭嶼及龜山島等地區 橫麥卡托投影 經差二度分帶 東經121度 250,000 m 0.9999
澎湖、金門及馬祖 東經119度

利用標記點校準-實務操作
2步驟簡單設定

Step 1.工作地區的橢球參數及投影參數設定 (以下皆以Surpad測量軟體為例)

Surpad 橢球參數及投影參數設定

1.點選配置 2.坐標系統

Surpad 橢球參數設定

設定橢球參數

台灣選擇橢球GRS80

台灣使用的橢球是GRS80,在下拉選單中選擇橢球後Surpad便可自動獲取半徑及扁率參數。
設定完成後回到上一層選單繼續設定投影參數。

台灣本島投影參數
澎湖.金門.馬祖投影參數

台灣分為兩個系統,差異僅有台灣島中央經線為121度,澎湖金門馬祖中央經線為119度。
請依您工作地區參考上述資訊進行設定。若有設定錯誤,儀器則無法達到固定解。


Step 2.利用已知點(控制點)進行校正

Surpad 測站校準

1.點選校正 2.測站校準

Surpad 利用標記點校準

利用標記點校準

Surpad 輸入控制點座標

手動輸入控制點座標,或者按右上方的地球圖案,從檔案中選取已儲存的控制點。接著點選下方地標圖示進入下一畫面。

採集完成

畫面顯示採集完成,
按下右上角確定便校正成功。

利用標記點校準完成

恭喜您成功修正了自1997年以來地殼移動的偏移,您現在可以開始作業了。
下一篇我們將介紹如何檢查控制點的錯誤。