北京54坐标系与西安80坐标系的转换及常用坐标系参数
北京54坐标系与西安80坐标系的转换及常用坐标系参数2011-01-19 1743
西安80坐标系与北京54坐标系其实是一种椭球参数的转换作为这种转换在同一个椭球里的转换都是严密的，而在不同的椭球之间的转换是不严密，因此不存在一套转换参数可以全国通用的，在每个地方会不一样，因为它们是两个不同的椭球基准。那么，两个椭球间的坐标转换，一般而言比较严密的是用七参数布尔莎模型，即 X 平移， Y 平移， Z 平移， X 旋转（WX）， Y 旋转（WY）， Z 旋转（WZ），尺度变化（DM ）。要求得七参数就需要在一个地区需要 3 个以上的已知点。如果区域范围不大，最远点间的距离不大于 30Km（ 经验值 ） ，这可以用三参数，即 X 平移， Y 平移， Z 平移，而将 X 旋转， Y 旋转， Z 旋转，尺度变化面DM视为 0 。
西安80坐标系与北京54坐标系其实是一种椭球参数的转换作为这种转换在同一个椭球里的转换都是严密的，而在不同的椭球之间的转换是不严密，因此不存在一套转换参数可以全国通用的，在每个地方会不一样，因为它们是两个不同的椭球基准。那么，两个椭球间的坐标转换，一般而言比较严密的是用七参数布尔莎模型，即 X 平移， Y 平移， Z 平移， X 旋转（WX）， Y 旋转（WY）， Z 旋转（WZ），尺度变化（DM ）。要求得七参数就需要在一个地区需要 3 个以上的已知点。如果区域范围不大，最远点间的距离不大于 30Km（ 经验值 ） ，这可以用三参数，即 X 平移， Y 平移， Z 平移，而将 X 旋转， Y 旋转， Z 旋转，尺度变化面DM视为 0 。
方法如下：
第一步：向地方测绘局（或其它地方）找本区域三个公共点坐标对；
第二步：求公共点求操作系数（菜单：投影转换坐标系转换）。如果求出转换系数后，记录下来。
第三步：编辑坐标转换系数。（菜单：投影转换编辑坐标转换系数。）最后进行投影变换，“当前投影”输入80坐标系参数，“目的投影”输入54坐标系参数（长度单位选米角度单位选弧度）。进行转换时系统会自动调用曾编辑过的坐标转换系数。
54国家坐标系：
建国初期，为了迅速开展我国的测绘事业，鉴于当时的实际情况，将我国一等锁与原苏联远东一等锁相连接，然后以连接处呼玛、吉拉宁、东宁基线网扩大边端点的原苏联1942年普尔科沃坐标系的坐标为起算数据，平差我国东北及东部区一等锁，这样传算过来的坐标系就定名为1954年北京坐标系。因此，P54可归结为：
a．属参心大地坐标系；
b．采用克拉索夫斯基椭球的两个几何参数；
c.大地原点在原苏联的普尔科
沃；
d．采用多点定位法进行椭
球定位；
e．高程基准为 1956年青岛验潮站求出的黄海平均海水面；
f．高程异常以原苏联 1955年大地水准面重新平差结果为起算数据。按我国天文水准路线推算而得。
自 P54建立以来，在该坐标系内进行了许多地区的局部平差，其成果得到了广泛的应用。
1954北京坐标系参考椭球基本几何参数
长半轴a＝6378245m
短半轴b＝6356863.0188m
扁 率α＝1298.3
第一偏心率平方 ＝0.006693421622966 第二偏心率平方 ＝0.006738525414683
80国家坐标系：
采用国际地理联合会（IGU）第十六届大会推荐的椭球参数，大地坐标原点在陕西省泾和县永乐镇的大地坐标系，又称西安坐标系。C80是为了进行全国天文大地网整体平差而建立的。根据椭球定位的基本原理，在建立C80坐标系时有以下先决条件：
（1）大地原点在我国中部，具体地点是陕西省径阳县永乐镇；
（2）C80坐标系是参心坐标系，椭球短轴Z轴平行于地球质心指向地极原点方向，大地起始子午面平行于格林尼治平均天文台子午面；X轴在大地起始子午面内与 Z轴垂直指向经度 0方向；Y轴与 Z、X轴成右手坐标系；
（3）椭球参数采用IUG 1975年大会推荐的参数
因而可得C80椭球两个最常用的几何参数为：
长半轴a＝6378140±5（m）
短半轴b＝6356755.2882m
扁 率α＝1298.257
第一偏心率平方 ＝0.00669438499959 第二偏心率平方＝0.00673950181947
椭球定位时按我国范围内高程异常值平方和最小为原则求解参数。
（4）多点定位；
（5）大地高程以1956年青岛验潮站求出的黄海平均水面为基准。
WGS-84大地坐标系
WGS－84（World Geodetic System，1984年）是美国国防部研制确定的大地坐标系，其坐标系的几何定义是：原点在地球质心,z轴指向 BIH 1984．0定义的协议地球极(CTP）方向，X轴指向 BIH 1984.0 的零子午面和 CTP赤道的交点。Y轴与 Z、X轴构成右手坐标系（如图所示）。
WGs-84椭球及有关常数：
对应于 WGS-8大地坐标系有一个WGS-84椭球，其常数采用 IUGG第 17届大会大地测量常数的推荐值。下面给出WGS-84椭球两个最常用的几何常数：
长半轴： 6378137± 2（m）
短半轴b＝6356752.3142m
扁 率α＝1298.257223563
第一偏心率平方 ＝0.00669437999013
第二偏心率平方 ＝0.00673949674223
常用的一些椭球及参数
海福特椭球(1910)
我国52年以前基准椭球 a=6378388m b=6356911.9461279m a=0.33670033670
北京54坐标系基准椭球
a=6378245m b=6356863.018773m a=0.33523298692 1975
年I.U.G.G推荐椭球(国际大地测量协会1975)
西安80坐标系基准椭球
a=6378
140m b=6356755.2881575m a=0.0033528131778
WGS-84椭球
(GPS全球定位系统椭球、17届国际大地测量协会) WGS-84 GPS 基准椭球 a=6378137m b=6356752.3142451m a=0.00335281006247.