导航GPS操作说明
1 简介
我们常用导航GPS来定位、导航到点、导航航线、记录航迹等。如果我们采用合理的设置，其定位精度可以达到2-3米。
常用导航GPS机型有Garmin（包括Legend汽车gps导航传奇、 eTrex奇遇等）、Magellan（包括Explorist100、200、300、400、500、XL等）等。本说明以Magellan 的Explorist 500导航GPS为例介绍导航GPS操作的坐标系设置、数据格式转换、地图制作以及与电脑的连接使用，其它机型的导航GPS操作可以参考此说明。
2 坐标系设置
实际上，导航GPS测量采用的是WGS84世界坐标系（是球心坐标系，也称质心坐标系），无论如何设置导航GPS的坐标系统，其数据依然是以WGS84的经纬度格式进行存储的。改变坐标系统参数，只能改变坐标的显示，并不能影响内部数据的存储。因此，对于没有输入坐标要求的人来说，导航GPS的坐标系统设置对其影响并不大，为了避免引起误会，最好将坐标投影
设置为经纬度格式，参考椭球选择WGS84；对于有输入坐标要求的人来说，坐标系统的设置就很重要，需要建立WGS84和地方坐标系（如1954年北京坐标系或1980西安坐标系）的转换关系。一旦设置错误，就会引起导航错误。
2.1 基准转换
不同品牌的导航GPS，其内部基准转换通常是标准9参数法的某种简化或变形，比如Garmin通常采用五参数法（DX、DY、DZ、DA、DF），Magellan可以采用九参数法（DX、DY、DZ、DA、DF、RX、RY、RZ、SCALE），但一般情况也只用到五参数，X旋转（RX）、Y旋转（RY）、Z旋转（RZ）和比例因子（SCALE）这四个参数一般设置为0。其中，DA为两个椭球长半轴差值，DF为两个椭球扁率的差值，DX、DY、DZ为三维坐标差值。
如果在该测区内有3个以上分布均匀的已知同名点，可利用专业软件解算出5参数，在此不详列其计算过程。
下边根据公司积累的经验，详细列出常用的基准转换参数。
（1） WGS84->1954年北京坐标系的转换参数
● 全国通用的一套参数为：dX=16.5  dY=-156.4  dZ=-80.1  dA=-108  dF=0.04277×0.00001
(该参数来源于Magellan导航GPS的说明)
● CPPE整理的一套参数为：dX=-9  dY=-109  dZ=-45  dA=-108  dF=0.0000005
使用中发现第二套参数比较准确，在中国陕西河南交界处非常准，向东适当减小dX的值，向西则适当增加dX的值，其它参数无需调整，比如郑州附近调整为dX=-10，其它地区按该规律调整即可。
（2）WGS84->1980西安坐标系的转换参数
● 适用于全国的一套参数为：dX=-106  dY=-48  dZ=0  dA=-4  dF=0
● 适用于新疆的一套参数为：dX=-98  dY=-57  dZ=0  dA=-3  dF=0
使用中发现第一套参数比较准确，在中国陕西河南交界处非常准，在其它地区误差也不大于5米。
2.2 投影
我国坐标系通常采用高斯投影，它是横轴墨卡托投影的一个特例，即等角横轴墨卡托投影。它是一种正形横轴椭圆柱投影，投影面上的图形与椭球面上的原形在极小的范围内有相似的特征，其投影参数包括：
● Longitude Origion    中央子午线        例如北京地区6度带该值为117
● Scale                尺度比            例如我国使用的高斯投影为1.0
● False E                东坐标增量        例如常用500,000
● False N                北坐标增量        例如常用0
我国使用6度和3度高斯投影，其中央子午线和带号计算公式如下：
● 由带号求中央子午线经度       
● 由任一点经度求带号        N=(L+3)/6        n=L/3    ——四舍五入取整
其中，L 为中央子午线经度  N 为带号
3 数据格式转换
目前常用的导航GPS都提供了数据接口，可以方便地与电脑相连，进行数据传输。市面上也有不少商用软件提供了直接的转换功能，比较好的有Touratech QV、OziExplorer等。下面将以Magellan 的Explorist 500导航GPS和Touratech QV软件为例介绍数据格式的转换。
3.1 航点数据
在Magellan导航GPS中，航点（也叫兴趣点）文件格式为*.upt，其数据格式为$PMGNFMT, %WPL, LAT, HEMI, LON, HEMI, ALT, UNIT, NAME, MSG, ICON, CHKSUM,%META, ASCII（图1），可以直接用记事本进行编辑。其中最主要的就是点号（NAME）、纬度（LAT）、经度（LON）和高度（ALT），而纬度和经度的格式是（度分.分），而不是常用的度分秒格式，最后一行为结束语句行。
图 1 航点数据格式
    可以据此利用Excel算例对航点数据进行编辑，也可直接借助Touratech QV软件来批量进行数据的转换。具体步骤如下：
    第一步，准备好数据文件。如果是WGS84经纬度格式的数据文件，可直接进入第三步；如果是投影坐标，并且对精度有较高要求则需通过专业软件（如TGO）求得详细转换参数后将其转换为WGS84的经纬度数据，如果对精度要求不高，则继续下一步。
    第二步，设置地方坐标系与WGS84的转换关系。
    在Touratech QV软件界面中选择“Datums”标签，进行椭球参数的设置（图2）；然后选择“National Meter Grids”标签，来设置投影参数（图3）。
图 2 设置地方坐标系与WGS 84的转换关系
图 3 设置投影参数
    第三步，在“All databases”列表框中选择“Waypoints”，然后在图标栏中点击图标（Import工具），选择“Other”菜单，打开数据导入对话框（图4），并进行相应操作导入数据。
图 4 数据导入对话框
    第四步，如数据没有问题，则在图标栏上点击图标（Export工具），选择“Magellan NMEA-Files”菜单，输出为Magellan导航GPS支持的数据格式文件。
    需要注意的是目前Touratech QV软件不支持中文，因此点号不能使用中文，否则将自动省略中文字符。另外，软件默认的点号只有6个字节，一个文件内总的航点数为500，如不能满足需要，可在database中的“Waypoints”标签上右击选择“GPS Name Check”菜单，在弹出的对话框（图5）中修改对应的参数。