GPS入門攻略(下)-多點校正

已經做過標記點校準，為何還需要多點校正?

上一篇曾提到，GPS收到的座標與現場絕對有出入。
若不清楚請參閱上篇 GPS入門攻略(上)-利用標記點校準。

由於大地環境的變化並不是單純的東/西、南/北方向的移動而已，實際上會產生旋轉、推擠、拉伸...等變化，造成方位角及距離的改變、隆起、下陷...等狀況。
因此今天要談的是如何更精準地解決此問題的校正方式，那便是多點校正。

以stonex GPS測量軟體surpad 說明實務操作
參考右圖可以看到四參數為：N、E值的平移、旋轉角度、比例尺修正(長短變化)

不同校正方法的差異
單點 / 2點 / 3點 / 4點

單點校正

利用一個點的WGS84座標和當地座標可以求出3個平移參數，旋轉為零，比例因數為1。在未取得當地坐標系統的旋轉、比例因數的情況下，精度無法保障，精度控制範圍更無法確定。因此若您的基地最遠點與校正點間的距離大於200m，便不建議使用這種方式。
2點校正

可求出3個座標平移參數、旋轉和比例因數，各殘差都為零。比例因數範圍至少在0.9999***至1.0000****之間，超過此數值可能造成精度不佳，或表示已知點有問題；旋轉角度一般都在分以下，如（0度0分20秒），如果旋轉角度已達度則非正常狀態，需注意是否已知點或中央子午線有問題。
3點校正

三個點分別做點校正，有水準殘差，無垂直殘差。
4點校正

四個點分別做點校正，既有水準殘差，也有垂直殘差。

多點校正時的注意事項

所選用的已知點最好分佈在整個作業區域的邊緣，以涵蓋整個區域，並避免短邊控制長邊。例如採用四點校正時，作業區域最好在此四點連成的四邊形內部。
一定要避免已知點的線形分佈。例如，使用三個已知點進行點校正，此三點點組成的三角形請儘量接近正三角形，若是四點則請儘量接近正方形。務必避免所有已知點的分佈接近一條直線，將會嚴重的影響測量的精度，特別是高程精度。
若在測量任務裡只需水準的座標，不需要高程，建議用戶至少使用兩個點進行校正；但若是要檢核已知點的水準殘差，請至少使用三個點；需要水準座標及高程，也請至少使用三個點；但若要檢核已知點的水準殘差和垂直殘差，那麼至少需要四個點進行校正。
已知點之間的精度等級必須相近，否則檢核時的各項殘差將容易過大。
如果有3個以上的點作點校正，請事先檢查水準殘差及垂直殘差，其數值是否滿足用戶的測量精度要求。殘差不可超過2釐米，若超過請先檢查已知點輸入是否有誤，若確認無誤，便是已知點間的精度差異過大，必須更換已知點。
對於高程要特別注意控制點的線性分佈（幾個控制點分佈在同一條線上），特別在線路工程，參與校正的高程點建議不超過2點（即在校正時，不要選擇超過兩個垂直平差的點）。
當您的工作區域較大，現場有較多的控制點時，只需選擇能夠涵蓋您工作區的點進行校正即可，請勿將所有已知點都用於校正。
一個區域只做一次多點校正即可，日後(註*) 再測量時只需要套用校正參數即可。
*半年內。或自前次校正以來，無發生強烈地震、土石流、走山等重大天災等情形。