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在水利工程测量中，多数情况下地形复杂、交通不便、通视条件较差，采用常规测量方法效率低下。随着GPS-RTK测量系统的使用，由于观测速度快、定位精度高、经济效益高等特点，现在我院多数水利工程测量都采用RTK测量技术。对于GPS-RTK系统来说，它采用的是WGS-84坐标系，而实际工程应用中，由于长度变形、高程异常等因素影响，采用独立坐标系，因此需要将RTK测量采集的数据进行坐标系转换。

1. 国家坐标系的建立

在我国，由于历史原因先后采用不同的参考椭球体和大地起算数据而形成多个国家坐标系，主要国家坐标系有1954北京坐标系、1980西安坐标系、2000国家坐标系和WGS-84坐标系。前两个是参心坐标系，后两个是固心坐标系。由于他们采用不同的椭球体参数，所以地面上同一个点在不同的坐标系中有不同的坐标值。

国家坐标系的主要作用是在全国建立一个统一的平面和高程基准，为发展国民经济、空间技术及国防建设提供技术支撑，也为防灾、减灾、环境监测及当代地球科学研究提供基础资料。

 

2. 独立坐标系的建立

在工程应用中，由于起算数据收集困难、测区远离中央子午线及满足特殊要求等诸多原因，如在水利工程测量中，常要测定或放样水工建筑物的精确位置，要计算料场的土石方贮量和水库的库容。规范要求投影长度变形不大于一定的值（如《工程测量通用规范》为2.5cm/km,《水利水电工程测量规范（规范设计阶段）》为5.0cm/km）。如果采用国家坐标系统在许多情况下（如高海拔地区、离中央子午线较远地方等）不能满足这一要求，这就要求建立地方独立坐标系。

 

在常规测量中，这种独立坐标系只是一种高斯平面直角坐标系，而在采用GPS-RTK采集数据时，独立坐标系就是一种不同于国家坐标系的参心坐标系。

跟国家坐标系一样，建立独立坐标要确定的主要元素有：坐标系的起算数据、中央子午线、参考椭球体参数及投影面高程等。对于起算数据，可以采用国家坐标系的坐标和方位角或任意假设坐标和方位角。在RTK测量中，我们通常选择基线的一个端点作为起点，使用单点定位解算出其坐标，然后以另一个点作为定向，用测距仪测量基线边长并对其进行改正，以得到基线端点的坐标。中央子午线通常采用测区中央的子午线，投影面则通常采用测区的平均高程面。参考椭球体一般是基于原来的参考椭球体进行某种改动，使得改变后的参考椭球面与投影面拟合最好，投影变形可以减到最小，同时也便于与国家坐标系统进行换算。