山友分享的全國基石及衛星控制點資料(98.11.18更新檔案)

millerliu wrote:
可以提供excel檔讓我可以用各定位點的TM2及經緯度來看看GPS機子的表現嗎?

GPX檔的備註欄有TM2資料

millerliu wrote:
我有些不解了, 內政部衛星測量資料, 與聯勤的三角點測量位置一樣, 怎麼高度會不同呢? 水準基點不是都是基隆平均海平面嗎?


內政部的資料是橢球高,聯勤的資料是不是從基準海平面起算的高度呢? 兩者有所不同的;內政部水準點的資料裡就會有高度資料了,不過也是個位數為零。

millerliu wrote:
我好奇的是Vista HCx實際接收時的誤差, 而不是軟體計算上的轉換誤差! 尤其Garmin新機種的平均功能可以降低接收誤差到什麼程度, 況且接近中央經線與遠離中央經線的定位點數據應該也不一樣才是! 這也是我想要內政部原始數據的原因!


我沒有用過它的平均功能,不過我猜想,在收衛星訊號比較不好的情況可能比較有用,以平均多個測量數據來降低誤差,但在廣闊的室外定位後,短時間內,它定位的點其實不太變動,這時有沒有平均可能結果差不多,而此最佳接收的情況,不同台接收機,仍會有兩三公尺以上的差別。而拿兩台GPSr和準確的座標資料來比,也無法得知哪一台GPSr比較準,因為接收情況會因時間和衛星位置而有不同,我之前實驗的三張google earth看不出哪一台GPSr比較準,當然若是有GPSr差到十公尺以上,那這問題是可看得出來。

另外,這幾天我試著作完我的excel座標轉換程式,之前我有的是同一Datum的TM2,DMS互轉,還有DMS-H,XYZ互轉,剩下是不同Datum的轉換。
我打算以七參數來著手,也在網路上看到了一些七參數的資料:

中研院:dx=-752
dy=-358
dz=-179

內政部:dx= -764.558 or -750.739?
dy= -359.515
dz= -180.510
rx= 0.00003863
ry= 0.00001721
rz= 0.00000197
s= 0.99998180
這是內政部86年二等衛星控制點平差工作報告的資料,但在網路上找到兩個來源的dX有兩個版本,中研院報告的那個還沒有正負號,不知正確的是什麼。
http://gis210.sinica.edu.tw/intro/middle_report/地名計畫系統分析設計報告書.pdf

結果:
我發現七參數的轉換是需要知道橢球高的,所以中研院網頁上的轉換應該還是有用我還不知道的方法。
不過,在加上橢球高的資訊後,以中研院三參數dx,dy,dz的資訊來計算,和中研院網頁上的轉換差別不到半公尺,所以這算是把中研院的網頁計算差不多搬進了我的excel檔裡(雖然還有橢球高的資訊疑問還沒解決)。
另外,我帶入了內政部的七參數,但並沒有好的結果,和內政部的資料比,有幾十公尺的差別,比較奇怪,不知是否參數有誤。
Wei_1144 wrote:
GPX檔的備註欄有T...(恕刪)


我有看到, 原先以為經緯度有更精細的數據出來, 結果只有到1秒的位置, 那這樣等於只有30m的正確性, 還是用TM2好了!

上午又到溪子口山去測試TWD97 TM2的定位, 結果是305387, 2765065, 原始數據是305385.3, 2765062.5, 誤差有(1.7, 2.5), 直線距離是3.02m, 算是很滿意了啦, 平均功能叫它計算100次的優異成績! 相當於經緯度0.1秒的誤差!



相對於上次的實測成績, 我應該會再想想Vista HCx內建的轉換機制到底是否偏差太大?

溪子山(原始資料): 304554.7, 2765266.7 高度:142.65m
Vista HCx實測結果: 304544.0, 2765267.0 高度:141m

溪子山(內政部資料): 305385.3, 2765062.5 高度:145m
Vista HCx實測結果: 305386.0, 2765062.0 高度:141m





hwsu315 wrote:
1. 內政部水準點的資料裡就會有高度資料了,不過也是個位數為零。

2. 我發現七參數的轉換是需要知道橢球高的,所以中研院網頁上的轉換應該還是有用我還不知道的方法。


很恐怖, 居然我在跟兩位GIS高手對話!

1. wei_1144大大不是提供了多數的內政部測點的高度資料了嗎?

2. 七參數雖然是較為精確的轉換模式, 但是Garmin機種的user datum卻是用三參數, 不知如何設定出最精確的數字出來, http://www.gpsinformation.net/articles/geospacial723.htm有相關文章, 但是似乎尚未找到七參數轉為三參數(DX, DY, DZ, DA, DF). 我想用這個user datum來對比TWD67 datum, 看看是否Garmin應該調整設定內建參數, 來降低轉換誤差值. 我想這是我們可以要求的最極限!

補充:
剛才用下列參數來取代內建的TWD67(Taiwan) datum居然誤差只有3m左右, 請大家測試看看:

DX -751
DY -360
DZ -181
DA -23
DF +0.00000008

millerliu wrote:
很恐怖, 居然我在跟兩位GIS高手對話!

2. 七參數雖然是較為精確的轉換模式, 但是Garmin機種的user datum卻是用三參數, 不知如何設定出最精確的數字出來, http://www.gpsinformation.net/articles/geospacial723.htm有相關文章, 但是似乎尚未找到七參數轉為三參數(DX, DY, DZ, DA, DF). 我想用這個user datum來對比TWD67 datum, 看看是否Garmin應該調整設定內建參數, 來降低轉換誤差值. 我想這是我們可以要求的最極限!


您別這麼說,只是業餘有興趣自己摸索一下
再跟您說個好消息,我差不多已清楚了各方所用的七參數轉換(除了橢球高的部分)

先回答您的第2點
GPSr用五個參數來自訂datum,前三個其實就是七參數去掉旋轉的平移三參數,再加上兩個橢球的資訊
Garmin的TWD67 datum的五個參數可從積丹尼的網頁中得到資訊:

dx=-767m
dy=-358m
dz=-176m
da=-18
df=-0.00081204

dA是和WGS84的橢球半長軸a的差,單位為m
df是和WGS84的橢球扁率f有關,但我一開始找不到它和WGS84,TWD67的關係,直到我打開Magellan GPSr的自訂datum選單(garmin的沒有),才發現它的單位:
是和WGS84扁率差再乘上10000

所以:
WGS84: a=6378137, 1/f=298.257223563
TWD67: a=6378160, 1/f=298.25 (注意,此橢球用的是澳洲和南美 Australian Natl&S.Amer. 1969;而不是GRS67,1/f不同)
garmin: a=6378155, 1/f=298.249998

此處為何garmin和TWD67的a有5m的差別,我不了解
再來garmin的dx,dy,dz從何處來呢?
網路上這一篇文章中的資訊可推測:
garmin的參數和 內政部"基準轉換參數計算"1990年的參數是相近的。

再來看內政部公布最新的參數:86年內政部「二等衛星控制點測量平差工作」,省略旋轉
dx= -750.739m
dy= -359.515m
dz= -180.510m

中研院轉換網頁所用的參數:
dx=-752
dy=-358
dz=-179

這說明了Garmin是用1990年的資料,而中研院用了最新的資料,所以garmin才會誤差大
若想在garmin的gpsr顯示和中研院轉換一樣的TWD67 TM2座標,除了反映給Garmin公司外,還能怎麼作呢?
其實可以自訂datum
參數就用中研院的即可:
dx=-752, dy=-358, dz=-179
da=-23 (這部分要多個5m)
df=-0.00081204 (這部分不變)

----------------------下面是 86年內政部資料的七參數轉換-----------------------

之前我提到excel中datum轉換以86年內政部資料的參數來算不準,現在我知道我的Bug在哪兒了,就是旋轉參數的單位不明
網路上這一篇文章中的資訊
rx= 0.00003863
ry= 0.00001721
rz= 0.00000197

網頁上並沒有寫單位,還好上面同時有1989, 1990年的參數,可供我來推測,最後發現,這單位是角度(度degree),需要把它換成弧度(radians)才可在XYZ轉換中正常計算,結果十分符合。
我只有用一點來驗証,有時間再取多點來比較86內政部七參數和中研院三參數的比較

最後,在我上網找資料時發現成大在921之後,是有幫忙政府作基點衛星測量的工作,所以,我想成大應該有不少原始的測量資料,它們網頁上四參數多項式的轉換,我個人認為也許會比中研院的轉換程式稍準。

提供參考,請多指教
轉載登山補給站
※※※大歸納※※※

1.國內的資料大抵以虎子山座標為轉換依據, 至於GRS參考資料則反而不是採用
虎子山的1924.
2.Garmin的defualt記錄應該就是wgs84沒錯.
3.Garmin為了在不同的基準面間表達座標和減少參數(或許有更快的演算法),
故僅保留平移參數, 不含旋轉和scale參數(或許是採用內建值).

如果米勒兄想要轉的跟國內的資料一樣,
反而不能採用twd67之garmin數據, 而內政部之官方數據是七參數的shift數值,
基本上跟garmin的值相似但有差異.

如果真要照1924的的橢圓, 則應該是
da=-23,df=0.00812(有些資料採用-0.00081204)
我從舊程式中找出是這樣來的(這個參考數據就是2000當時最有名的導航文章)
Ra = 6378160 'GRS?? 長半徑
Rb = 6356774.7192 'GRS?? 短半徑
Ra = 6378137 'GRS80 長半徑
Rb = 6356752.3142 'GRS80 短半徑
da=6378137-6378160=-23
df=(a-b)/a-(a1-b1)/a1=[(6378137-6356752.3142)/6378137-(6378160-6356774.7192)/6378160]*10000=-8.1196670285456553741704473957908e-4

●●●以下的參數不妨試一下●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●
dx: -637 m
dy: -355 m
dz: -203m
da: -23.00
df: -0.000812
●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●
應該就跟國內的平面轉換或卡式轉換相差無幾了(?).
而國外的資料都把da和df歸零, 基本上是因為虎子山高程資料是沒有的,
如果歸零後你也可以看看變化, 找到合適的值, 不過國外的資料d值(shift)
誤差非常大.

另外一點, 透過調整"平移參數"和"橢球資料"可以得到和國內資料幾乎相近的
數據, 但是僅能trade-off, 比如調到的資料可以吻合國內平面座標, 但是單單
以經緯度轉換卻會發生不吻合狀況, 追根究底就是garmin的平面<->球面座標,
沒有match到, 但如果要誤差更小, 那就要以轉換基準的前置經緯度為準,
我提供的數據是以平面座標為測試標準, 有興趣的可以找出經緯度的參數以配合
garmin的演算法誤差.

ʎǝuɹnoſ ʎɯ ǝǝS 等待與告別: https://youtu.be/k1lf_n0Vs-I
hwsu315 wrote:
garmin: a=6378155, 1/f=298.249998


不知此處的a是從何而來?
目前地球框架似乎只有出現過一次(1960年? ), 但 f 並不一樣.

如果您對轉換方式有興趣, 可參考米不落果的程式碼.

1.運算當然都採用徑度量, 在excel中就是 角度*PI()/180
2.主流的基準面轉換都是用卡式座標, 平面-球面(經緯)-直角(卡式)<->直角(卡式)-球面(經緯)-平面
當然國內諸多研究論文有些就是平面互轉.
3.個人覺得應該先從麥卡脫投影開始進入, 先寫經緯度轉平面座標的程式, 其次再經緯度轉卡式座標, 再來才是卡式的基準面互轉.
4.可以找keyword: Bursa-Wolf 和 Molodensky-Badekas 的相關文獻引用論文, 資料非常豐富, 但參數是關鍵.

ʎǝuɹnoſ ʎɯ ǝǝS 等待與告別: https://youtu.be/k1lf_n0Vs-I
tzou wrote:
轉載登山補給站※※※...(恕刪)
1.國內的資料大抵以虎子山座標為轉換依據, 至於GRS參考資料則反而不是採用
虎子山的1924.

如果米勒兄想要轉的跟國內的資料一樣,
反而不能採用twd67之garmin數據, 而內政部之官方數據是七參數的shift數值,
基本上跟garmin的值相似但有差異.

如果真要照1924的的橢圓, 則應該是
da=-23,df=0.00812(有些資料採用-0.00081204)


twd67何時又用到International 1024 橢球體?

tsou大大似乎以為我要轉換成為Hu-Tze-shan datum(以下都用Garmin datum名稱表達, 以免誤解), 其實我要轉換是Taiwan(TWD67) datum, 因為7777的基石資料庫最終資料就是轉成這個datum, 當然各種時期基石有當時年代使用的datum, 你可以參照 http://www.geo.ntnu.edu.tw/faculty/hchou/class/gis/NOTES/projection_long/index.htm
中的"台灣各時期地形圖測繪基準"這張表格, 目前我只能用內政部資料來檢驗WGS84 datum, 而基石資料庫則能讓我驗證TWD67 datum的精確性, Hu-Tze-Shan datum的原始資料我沒有, 但是小花大大在 登山補給站中便在研究Hu-Tze-Shan datum的資料, 目前他使用精度非常良好, 看不出你說的誤差問題!

因此, 目前Garmin內建的上述三種datum中, 只能說Taiwan(TWD67) datum是有轉換誤差的, 其他datum是精確無誤的, 不妨把你手中有的相關原始基點的轉換成果列出來比較容易討論.

hwsu315 wrote:
您別這麼說,只是業餘...(恕刪)

1. df是和WGS84的橢球扁率f有關,但我一開始找不到它和WGS84,TWD67的關係,直到我打開Magellan GPSr的自訂datum選單(garmin的沒有),才發現它的單位:
是和WGS84扁率差再乘上10000

2. TWD67: a=6378160, 1/f=298.25 (注意,此橢球用的是澳洲和南美 Australian Natl&S.Amer. 1969;而不是GRS67,1/f不同)
garmin: a=6378155, 1/f=298.249998


越來越熱鬧了, 原來這麼多人喜歡鑽研這麼技術面的東西, 可惜你和tzou沒有辦法使用wei_1111大大做好的這些校正基點來確認自己的推論. 趕快換機吧!

1. 我問Garmin何經理關於df的格式, 他回答沒有乘以10000, 但是經過上次說錯高度校正應該是用海平面氣壓的問題後, Garmin回答我暫時存疑! 但是我用0.00000008與0.00081188來計算(其他參數同上面的發現), 發現頂多有些微差距而已, 勉強可以說是(2,1)與(3.1)的差異, 似乎這個參數對於轉換結果影響不大!

2. TWD67橢球的說法我也存疑, 因為所有官方及民間網頁都沒有這樣提出來, 只看到你前次引述的網頁有冒出澳洲的說法, 不過橢球數據似乎與GRS60有些微出入就是了! http://en.wikipedia.org/wiki/Figure_of_the_Earth就有上述的數據.
millerliu wrote:
再告訴你一個好消息, 7777大大剛寄給我最新基石資料庫, 居然高達10585筆! 我試著自己轉換看看, 有困難可以向你求援嗎? 哇, 四年來又整理出近3000筆資料了!
...(恕刪)


DIY的結果遇到問題了, POI loader處理csv檔上傳Vista HCx居然備註欄都被改成警示訊息, 這是正常嗎? Garmin客服回答說是正常! 可以請你幫我處理csv轉成gpx, gpi檔嗎?

今天不知道發生什麼事情, csv, gpx檔轉gpi都無法出現備註資料, 通通改成警示訊息, 我的設定有誤嗎? 不然空有你費心提供的gpx檔(內政部衛星測點, 全國基石資料庫), 卻無法於Vista HCx上運作, 實在痛苦! 有肉吃不到!!

10094筆基石csv檔(2008.02.06版): 200802/mobile01-d307d9db0fe278bc228db657856f38ee.zip, 至於excel原始檔剛才上傳到第一篇了!
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