GPS、罗盘的调校

乔建平

§ 1.3 手持 GPS 接收机、罗盘的调校
在地质勘查工作中通常用到手持 GPS 接收机及罗盘等定位工具，工作区域不同，其参数也不同，使用之前是要进行调校的。
一、手持 GPS 接收机坐标系统校正 GPS
由于现在我国民用卫星定位系统尚未健全，地勘工作中使用的手持 GPS 接收机均使用的是美国卫星信号，用的美国 WS-84 坐标系，其与我国应用的坐标系统之间存在着约 80 ～ 100 米的误差，因而使用前必须用参数将坐标转换为 BJ-54 或 C-80 坐标系，转换后的绝对定位精度可提高到 5 ～ 10 米，可以满足中小比例尺（小于 1:10000 ）地质测图用。
1 、位置格式设定
选择“ User UTM Grid ”格式，调整六度带中央子午线，投影比例选 1 ，东西偏差为 500000 ，南北偏差为 0 。
2 、地图基准设定
选择“ User ”模式输入 DX 、 DY 、 DZ 、 DA 、 DF 参数。其中 DA=-108 ， DF=0.0000005 ， DX 、 DY 、 DZ 的确定：
1 ）在手持式 GPS 接收机应用的区域内 ( 该区域不宜过大，一般应小于 50 平方千米 ) ，从当地测绘部门收集该区较均匀分布 3 ～ 5 个 GPS “ B ”级网以上已知点的北京 BJ-54 或西安 c-80 坐标系统的坐标值（ B 北纬、 L 东经、 h 高程、 x 高程异常），然后在对应的点位上读取 WGS 一 84 坐标系的坐标值（ B 北纬、 L 东经、 H 高程）。
2 ）将收集到的坐标值根据不同的坐标系转换为空间坐标系的坐标值，计算公式如下：
X ＝ (N+H)cosBcosL
Y=(N+H)cosBsinL
Z=[N(1-e2) +H] sinB
* 注： X 、 Y 、 Z 为大地坐标系中的三维直角坐标； N 为该点的卯酉圈曲率半径， N ＝ a/(1-e2 sin2B)1/2 ， H=h+x 。
3 ）利用 WGS84 坐标系的 X 、 Y 、 Z 值及 a 、 F 值减去我国坐标系对应值，得出 DX 、 DY 、 DZ 、 da 、 DF 五个参数，平均后做 GPS 调整参数。
4 ）参数计算之后必须对其进行验证。验证的方法是：将计算出的 dX 、 dY 、 dZ 、 da 、 DF 值输入 GPS 接收机。首先在应用区域内设定 3 — 5 个点的大地坐标值 ( 即经、纬度 ) ，将其以“ ddd ． ddddd ”的格式分别标记在 GPS 手持机中，再将 GPS 接收机的网格转换为“ UserGrid ”格式，分别读取已标记点的公里网纵、横坐标值，并与相对应的公里网纵、横坐标理论值 ( 该理论值可以通过高斯投影转换将大地坐标值转换为公里网纵、横坐标值 ) 进行比较，二者相差超过 5 m 时要重新计算或查找出现问题的原因。内业验证符合要求后在应用区域内选择 3 ～ 5 个已知点进行实测，实测值与已知值相差大于 10 m 时，要重新计算或查找出现问题的原因。
在精度要求不高的异常查证或预～普查阶段，可以采用从工区 1:5 万或 1:10 万地形图上寻找 3 ～ 5 个三角点量取 BJ-54 或 C-80 坐标（根据地形图上标注），再用手持 GPS 接收机到实地测量三角点的 WGS-84 坐标，运用上述方法进行校正，以应急操作。
二、罗盘的校正
罗盘是地质工作中使用最广泛的定位工具，其在未调校前读数是以磁子午线为参照的，要通过地图定位，则必须调校成以真子午线为参照定位。具体方法是：
1 、收集工作区 1:5 万或 1:10 万地形图，其下方有真子午线、座标纵线及磁子午线示意图（图 1-2 ），查找其真子午线与磁子午线夹角。
                                                     

  图 1-2 磁偏角示意图                                       图 1-3 罗盘调校示意图
  
2 、根据真子午线与磁子午线夹角对罗盘进行调校。地质队员常说是“东偏顺拨，西偏逆拨”，如图 1-2 是东偏 4 ° 04 ′，用罗盘钥匙从其后调整旋纽将罗盘 0 刻度线向顺时针方向拨 4 ° 04 ′（图 1-3 ）。
3 、调校后应对其进行验证。方法是在工作区内用手持 GPS 接收机定位并存两点（应尽量选择卫星接收信号较好的点）坐标查看其方位，再以罗盘实测这两点方位进行比较，二者应相符。
在精度要求不高的异常查证或预～普查阶段，可以采用从工区 1:5 万或 1:10 万地形图上寻找 3 ～ 5 个三角点量取 BJ-54 或 C-80 坐标（根据地形图上标注），再用手持 GPS 接收机到实地测量三角点的 WGS-84 坐标，运用上述方法进行校正，以应急操作。

咫尺

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