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在水利工程測量中，多數(shù)情況下地形復(fù)雜、交通不便、通視條件較差，采用常規(guī)測量方法效率低下。隨著GPS-RTK測量系統(tǒng)的使用，由于觀測速度快、定位精度高、經(jīng)濟效益高等特點，現(xiàn)在我院多數(shù)水利工程測量都采用RTK測量技術(shù)。對于GPS-RTK系統(tǒng)來說，它采用的是WGS-84坐標系，而實際工程應(yīng)用中，由于長度變形、高程異常等因素影響，采用獨立坐標系，因此需要將RTK測量采集的數(shù)據(jù)進行坐標系轉(zhuǎn)換。

1. 國家坐標系的建立

在我國，由于歷史原因先后采用不同的參考橢球體和大地起算數(shù)據(jù)而形成多個國家坐標系，主要國家坐標系有1954北京坐標系、1980西安坐標系、2000國家坐標系和WGS-84坐標系。前兩個是參心坐標系，后兩個是固心坐標系。由于他們采用不同的橢球體參數(shù)，所以地面上同一個點在不同的坐標系中有不同的坐標值。

國家坐標系的主要作用是在全國建立一個統(tǒng)一的平面和高程基準，為發(fā)展國民經(jīng)濟、空間技術(shù)及國防建設(shè)提供技術(shù)支撐，也為防災(zāi)、減災(zāi)、環(huán)境監(jiān)測及當代地球科學研究提供基礎(chǔ)資料。

2. 獨立坐標系的建立

在工程應(yīng)用中，由于起算數(shù)據(jù)收集困難、測區(qū)遠離中央子午線及滿足特殊要求等諸多原因，如在水利工程測量中，常要測定或放樣水工建筑物的精確位置，要計算料場的土石方貯量和水庫的庫容。規(guī)范要求投影長度變形不大于一定的值（如《工程測量通用規(guī)范》為2.5cm/km,《水利水電工程測量規(guī)范（規(guī)范設(shè)計階段）》為5.0cm/km）。如果采用國家坐標系統(tǒng)在許多情況下（如高海拔地區(qū)、離中央子午線較遠地方等）不能滿足這一要求，這就要求建立地方獨立坐標系。

在常規(guī)測量中，這種獨立坐標系只是一種高斯平面直角坐標系，而在采用GPS-RTK采集數(shù)據(jù)時，獨立坐標系就是一種不同于國家坐標系的參心坐標系。

跟國家坐標系一樣，建立獨立坐標要確定的主要元素有：坐標系的起算數(shù)據(jù)、中央子午線、參考橢球體參數(shù)及投影面高程等。對于起算數(shù)據(jù)，可以采用國家坐標系的坐標和方位角或任意假設(shè)坐標和方位角。在RTK測量中，我們通常選擇基線的一個端點作為起點，使用單點定位解算出其坐標，然后以另一個點作為定向，用測距儀測量基線邊長并對其進行改正，以得到基線端點的坐標。中央子午線通常采用測區(qū)中央的子午線，投影面則通常采用測區(qū)的平均高程面。參考橢球體一般是基于原來的參考橢球體進行某種改動，使得改變后的參考橢球面與投影面擬合最好，投影變形可以減到最小，同時也便于與國家坐標系統(tǒng)進行換算。