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Reason+solution for GPS shift in Mainland China 大陆GPS偏

已有 6902 次阅读 2015-11-23 20:34 |个人分类:矿产勘查|系统分类:科研笔记| 偏差, 国外, 国内, GPS手持机

Reason and Solution for GPS shift in Mainland China

大陆GPS偏差的原因和解决方法



一、大陆境内航迹差别

做地质勘查,一项经常性的工作就是把航迹航点快速投到地质、物探、化探以及遥感等图上,而国内出售的GPS手持机(如Garmin),因为某种原因,在应用于中国境内时不得不“”加以偏差。国外销售的GPS手持机在中国境内使用时也不存在这个问题,如下图所示。

图中蓝色航迹即为使用国内购买的Garmin Map 629sc的航迹。而红色是用国外销售的Garmin Map 64st的航迹。红色航迹和实际路径基本一致。

在在上图中,可以发现,国内版GPS航迹偏移:东偏约510m,北偏约110m

在国内其他地方也存在500多米的偏差。下图是其国内其他的偏差

上图右侧为国内版Garmin Map 62s航迹,西侧公路是实际走的道路,可见偏差也有500多米。


蓝色为国内购买的Garmin GPS 62s的航迹(来回走了2次),红色为国外版的Garmin GPS Map 64st的航迹,红色航迹和实际走的路线吻合很好。



二、大陆境内坐标数值的差别:


国内版(左侧的GARMIN GPS MAP62s)和国外购(右侧的GARMIN GPS MAP64st)差别很大:国内版比国外版纬度上北伪偏移5秒,东伪偏23秒。这和上述的北伪偏500多m和东伪偏移100多米的相一致。


三、大陆境内购买的GPS手持机在国外使用的情况:

国内出售的GPS手持机在中国境外使用时不存在这个问题(即使是便宜到1000元的小GPS航迹吻合性也很好)。下面是Garmin GPS Map629sc在埃塞Gambella州Abobo水库的情况。


红色为航迹,道路一部分位于水库大坝上。下图是上图的局部放大。

可见GPS航迹和实际道路吻合很好。



GPS国内国外版这个事情可是给我们地质踏勘  填图带来危害很大。据说RTK没有这个偏差,日常工作中,我们总不能扛着个RTK啊踏勘和填图啊。

有关职能部门这么做有多大意义呢?除了给我们民用带来很大麻烦以外。定点偏差500多米的填图,你敢用吗?


网络问题让我重复发了好几遍,刚才一个同人问我是不是手持式GPS精度太差所致(一不小心   连他的评价也一同删除了),根本不是!即使用1000元的很便宜的GPS手持机在埃塞吻合度也不错。再说谁家的GPS手持机的精度在500m啊?


至于Google Earth在中国境内的图像好像也加有几米的误差。此问题不确切,欢迎行家指教。


看到科学网一篇博文(见What causes the GPS offset/shift in China?    http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=645611&do=blog&id=938154),这个偏差在有些手机(国内买的)上也存在。看来也把鬼子给搞糊涂了。


如何从专业的角度消除呢?这肯定是涉密了。哎     真要命    地学方面的密太多了(北京1954坐标系和西安1980坐标系流毒太大 保密法条的手太长  http://blog.sciencenet.cn/blog-856115-938222.html


四、解决办法以及部分解决后的坐标对比:

对国内机型试验了一下(试验机型:GARMIN GPSMap 62s和Garmin GSP eTrex309),问题解决了。具体如下:

在手持GPS接收机主菜单下:设置---地图---选择地图---关闭CN China NT2012(有的机子是关闭CN China NT2011等等,参见下图.然后退出,就解决了偏移。

                左图为关闭CN China NT2012地图前                                         右图为关闭后

这里多说一句,国内的村镇道路在China Basemap图上。


以下是关闭CN China NT2012后的国内版GPS和国外版GPS显示的坐标数值的对比:


左侧是国内版,右侧是国外购买的。二者的差距都在0.1秒左右,可以说能够达到可以进行野外勘查定位的用途。


至于这个0.1秒的误差是否仅仅是GPS接收机的误差,还是里面还有部分“人为误差”在里面,本人将来有机会将进一步比对。0.1秒 也就几米的误差(具体见下表)对地质勘查基本满足要求。若定测时只有DGPS了。


piR earth kmcicle  length  kmkm/度km/分m/秒
=3.14*2*6378=3.14*2*6378/360=3.14*2*6378/360/60=3.14*2*6378/360/60/60
纬度1秒也是赤道上经度1秒3.14159637840074.12204111.31700571.85528342830.92
经度1秒纬度45度 3.14159637828336.6834478.713009571.31188349321.86
纬度1秒纬度 B度(单位  角度) =pai*2*R*cos(B/180*pi())


注:本文GPS显示的经纬度都是WGS 84经纬度数值。而非54或者80经纬度。因为北京54经纬度啊  西安80经纬度啊,我是实在还没理解,所有坐标,无论方里网还是经纬度,都是建立在datum而非直接在数学椭球体之上的。某一地的北京54系和西安80系的datum都适用范围很小,大约东部一个县的县域面积,甚至更小。一幅1:5万比例尺的图的范围往往超出了某一个特定的datum的适用范围,那一幅图内适用着不同的datum,这个图的精度何其差矣。更不用谈更小比例尺的图了。


到底什么是北京54系和西安80系经纬度呢?有明白的请不吝赐教。谢谢。



https://blog.sciencenet.cn/blog-856115-937888.html

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