RTK坐标转换中四参数法与七参数法精度比较

RTK坐标转换中四参数法与七参数法精度比较
RTK坐标转换中四参数法与七参数法精度比较

2006年第5期(第24卷262期)东北水利水电67[文章编号]1002--0624(2006)05一0067一02

RTK坐标转换中四参数法与七参数法精度比较

茹树青t,吉长东z,王宏宇,

(1.阜新市水利勘测设计研究院,辽宁阜新123000;2.辽宁工程技术大学,辽宁阜新123000;

3.阜新蒙古族自治县河道站,辽宁阜新123100;)

[摘要]文章探讨了P.TK坐标转换中的参数法和七参数法的原理,并对观测的平面坐标进行了精度

的分析和比较。

[关键词]四参数;七参数;IkTK;坐标转换

[中图分类号]P204

随着GPSrZTK技术的出现,其以精度高、速度快和不存在误差累积等优点在各行各业中被广泛应用。坐标转换是R.TK技术里不可缺少的重要部分。不同的空间直角坐标系之间的转换一般采用布尔萨(Bursa)七参数模型,本文在研究布尔萨模型的基础上导出四参数模型。GPS接收机一般是利用三个以上的重合点的两套坐标值通过七参数(或三参数)和四参数来实现坐标转换。在常用的GPS接收机中Ashtechz—x采用的是四参数模型。而Trimble5700采用的则是七参数模型。

本文利用Ashtechz—x和Trimble5700双频GPS接收机(均是4台套(1+3),水平方向标称精度均是10mm+lppm),采用实时载波相位差分技术(R.TK)完成了某工程GPS测量工作。用两种型号的GPSIkTK.对135个图根点分别独立观测2次,并用GTS一6全站仪(标称精度为2”,3mm+2ppm),采用全站仪导线的方法,按I级导线要求,对上述点中的50个点进行检测(抽检比例为37%),总结出在该地区,只有2个已知点的情况下,四参数法要优于七参数法。

1七参数模型

设x压和xa分别为地面网点和GPS网点的

[文献标识码]B

参心和地心坐标向量。由布尔萨(Bursa)模型可知:

X压=AX+(1+南)R(8:)尺(s,)R(8;)x伍(1)式中x口=(x赝,Y口,磊),Xa.=(Xa,Y盘,玩),△x=(AX,AY,△z)为平移参数矩阵;k为尺度变化参数:旋转参数矩阵为

FCOSs.sine,0]

R(乞)。J-sine,co嗡0I,

【-001j

~P000。5i1吩],

R(岛)2lI,

[sine,0COSSyj

r100]

R(&)=10COS,fix—sirle,l

Lo—sine,co沾,j

通常将AX,AY,△z,k,8:,岛,吼称为坐标系问的转换参数。为了简化计算,当k,£,占,,8,为微小量时,忽略其间的互乘项,且COS8—1,sirls—s。则上述模型变为:

【收稿日期】2005—12—12

【作者简介】茹树青(1965一),男,辽宁阜新市人。工程师,从事工程测量工作。

卦、,七+‘l,k+XyZ△△△

RTK坐标转换中四参数法与七参数法精度比较

作者:茹树青, 吉长东, 王宏宇, RU Shu-ping, JI Chang-tong, WANG Hong-yu

作者单位:茹树青,RU Shu-ping(阜新市水利勘测设计研究院,辽宁,阜新,123000), 吉长东,JI Chang-tong(辽宁工程技术大学,辽宁,阜新,123000), 王宏宇,WANG Hong-yu(阜新蒙古族自治县河

道站,辽宁,阜新,123100)

刊名:

东北水利水电

英文刊名:WATER RESOURCES & HYDROPOWER OF NORTHEAST CHINA

年,卷(期):2006,24(5)

被引用次数:4次

引证文献(4条)

1.张秋民七参数法GPS-RTK技术的应用[期刊论文]-矿山测量 2010(5)

2.薛君.郭建明.黄珍船舶监控系统中GPS定位功能的设计与开发[期刊论文]-船海工程 2008(3)

3.王解先七参数转换中参数之间的相关性[期刊论文]-大地测量与地球动力学 2007(2)

4.王解先七参数转换中参数之间的相关性[期刊论文]-大地测量与地球动力学 2007(2)

本文链接:https://www.360docs.net/doc/5c3379725.html,/Periodical_dbslsd200605028.aspx

ArcGIS中的地理坐标系转换方法参数

ArcGIS中的地理坐标系转换方法参数 地理坐标系变换是数据处理过程中常遇到的问题,今天就说下这方面的问题。 如果遇到这种情景:两份数据有不同的坐标系,想叠加在一起显示,作图或显示精度要求不高。 这种情况使用ArcMap 的动态投影即可,ArcMap 的内部动投影机制会解决地理坐标系变换的问题。数据在显示的过程中,会实时的被转换,但不改变数据本身。 如果我们需要进行地理坐标系转换,我们知道ArcGIS Desktop 中提供了Project 工具。 此工具界面上有个至关重要的参数:Geographic Transformation。我们发现它的后面赫然写着Optional 。依照使用其他工具的经验,这种打了Optional 标志的参数,不就是可填可不填的意思吗?但是,它真的让你随便的可填可不填吗?Naive!图样图森破!这个参数的填写与否,完全是受前面两个参数决定的,主要三种情景吧。 情景1: 不涉及到地理坐标系变换的坐标变换,这个参数完全不需要,而不是optional 哦。 例如:从GCS_Xian_1980 进行投影变换,转换为Xian_1980_3_Degree_GK_CM_120E 投影坐标系。整过转换中,仅使用了高斯克吕格投影变换,没有涉及到地理坐标变换。

情景2: 涉及到地理坐标系变换的坐标变换,并且ArcGIS 已知二者之间的变换方法,这个参数是必须的,在已知列表中做选择或者自定义。(自定义见:情景3) 例如:从GCS_Beijing_1954,转换为GCS_WGS_1984坐标系。 转换过程中涉及到地理坐标系变换,也就是进行了椭球体变换。 ArcGIS 中提供了6种已知转换方法,可以根据适用范围选择之。其中如何选择,此文不做介绍,请查看我的另一篇博客:https://www.360docs.net/doc/5c3379725.html,/kikitamoon/article/details/12914477 Beijing_1954_To_WGS_1984 Table 1: Geographic (datum) transformations: well-known IDs, accuracies and areas of use

中海达RTK两个控制点如何计算四参数

中海达R T K两个控制点如何计算四参数 Company number:【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】

中海达RTK两个控制点如何计算四参数摘要 中海达RTK两个控制点计算四参数(转换参数)流程: 1.把两个控制点输入控制点库; 2.平滑采集两个控制点坐标; 3.计算参数。 注意:使用两个点计算四参数前,请确保坐标系统里“平面转换和高程拟合”为无! 否则会造成参数叠加,怎么算都是错误的! --------------------------------------------------------- 中海达RTK两个点求转换参数参数流程: 1、把两个控制点(GPS01\GPS05)输入控制点库 2、采集两个控制点坐标(GPS01\GPS05) 3、计算参数 1、把控制点输入到控制点库 进坐标数据,选择控制点,添加,把GPS01\GPS05依次添加进去。 2、采集控制点坐标 进碎步测量用平滑采集依次采集GPS01和GPS05点,输入点名 GPS01、GPS05,杆高保存。 ①碎步测量 ②点显示隐藏图标采集控制点GPS01,把移动站放在控制点GPS01上,气泡水平居中。 点平滑采集图标开始采集,平滑采集10次,输入点名(GPS01)、杆高()。平滑采集,每秒采集一次,采集10次求平均,精度较高!

③重复以上操作,采集控制点GPS05,把移动站放在控制点GPS05上,气泡水平居中,点平滑采集图标开始采集,平滑采集10次,输入点名(GPS05)、杆高() 3、计算参数 ①进计算参数 ②默认计算类型“四参数+高程拟合”,点添加依次添加GPS01和GPS05。 ④添加 GPS01,源点进点库从坐标点库选择GPS01,目标点——进点库从控制点库选择GPS01,保存。 ⑤同样添加 GPS05,保存 ⑥添加结果 ⑦计算 ⑧计算结果:四参数 平移北:— 平移东:— 旋转:— 尺度K:无限接近1,即 < K < 高程拟合 改正值A: 注意:尺度K<,尺度K>应该考虑操作错误或控制点有问题,必须检查错误重新计算! ⑨点击应用! 4、检核精度 参数计算完后,必须对所计算的参数进行精度检核,检核方法有两种:

基于MATLAB的七参数坐标系统转换问题分析(精)

基于 MATLAB 的七参数法坐标系统转换问题分析 1 张鲜妮 21, ,王磊 21, 1、中国矿业大学环境与测绘学院,江苏徐州 (221008 2、江苏省资源环境信息工程重点实验室,江苏徐州 (221008 E-mail: 摘要:GPS 测量的坐标是基于 WGS-84坐标系下的,而我国实用的测量成果大多都是基于北京 54坐标系下的。随着 GPS 测量技术的广泛使用,由 WGS-84坐标向北京 54坐标系下坐标的转换问题一直是一个可探讨的问题, 坐标系统转换的现有模型很多, 但常用的还是经典的七参数转换模型。随着不断的实践研究, 发现七参数在进行坐标系统转换时有一定的局限性。本文采用 MATLAB 语言编写了七参数法坐标系统转换程序,并对七参数坐标系统转换的若干问题进行了分析讨论。分析结果表明, 小区域范围内用正常高代替大地高对坐标转换精度影响很小; 公共点分布情况对坐标转换精度影响显著; 合适的公共点密度有利于提高坐标转换精度。 关键词:七参数法;坐标系统; MATLAB ;转换问题 1. 引言 随着 GPS 空间定位技术的发展, GPS 技术以其快速、精确、全天候在测量中的应用变的越来越广泛, GPS 成为建立基础控制网的首选手段 ]1[,由于 GPS 系统采用的是 WGS-84坐标系, 是一种地心坐标系, 而我国目前常用的两个坐标系 1954年北京坐标系 (以下称 BJ54 和 1980年国家大地坐标系,是一种参心坐标系,采用克拉所夫斯基椭球为参考椭球,并采用高斯克吕格投影方式进行投影, 我国的国土测量成果和在进行工程施工时大都是基于这两个坐标系下的。所以在利用 GPS 技术进行测量过程中必然存在由 WGS-84坐标向北京 54坐标系下的转换问题。现有的转换模型已经成熟,归纳起来主要有布尔莎 -沃尔夫模型(七参数法、莫洛登斯基 -巴代卡

ARCGIS中坐标转换

ArcGIS 坐标转换 1.坐标分析 问题:对于某地A中心点坐标为455299.845,3223622.525的CAD矩形,CAD施工图。将其转换为WGS-84坐标,如何转换? 分析:分析455299.845为6位,则为东向Y坐标,省去了带号,加上了5000000加常数,其最大为为4,说名在中央子午线的左侧(左侧为负值,加上500万后肯定小于500万,首位为4。若在中央子午线右侧,则最大位数为5);3223622.525为7位,为北向X坐标。 查看“某地A”的经度为92.5度,因为为CAD施工图,比例尺肯定大于1:5万,所以为3度带,所以此点的中央子午线为93E,带号为Beijing_54_Zone_31。 2.CAD转为shp格式并设定坐标系: ArcTool box-Convesion Tools->To Geodatabse->CAD to Geodatabase: 其中空间参考坐标系选择Beijing_1954_3_Degree_GK_CM_93E。 具体原因:选择投影坐标系-Gauss Kruger-Bei Jing54,此时3度带有两种:Beijing_1954_3_Degree_GK_CM_93E和Beijing_54_Zone_31,前者表示中央子午线为93E的3度带,后者表示北京54 31度带,二者意义一样,但选择哪种呢?因为点坐标东向为455299.845为6位,不带带号,因此选择Beijing_1954_3_Degree_GK_CM_93E(若东向坐标

为31455299.845,则选择Beijing_54_Zone_31), 3.北京54到WGS84坐标的转换 1.1加载图层: 打开ArcTool box-Data Management Tools->Project and transformation->feature->Project,加载shp图层,弹出下列窗口: 出现红色“X”号,说明原始图层坐标系没有识别出,则需要首先设定其坐标系后再转换。具体设坐标系参考“9 设置或改变Shp文件坐标系” 1.2选择输出图层地址和名称: 在Out Put Dataset or Feature处输入输出图层名:

坐标转换COORD4.2使用手册

坐标转换问题的详细了解对于测量很重要,那么请和我一起来讨论这个问题。 首先,我们要弄清楚几种坐标表示方法。大致有三种坐标表示方法:经纬度和高程,空间直角坐标,平面坐标和高程。 我们通常说的WGS-84坐标是经纬度和高程这一种,北京54坐标是平面坐标和高程着一种。 现在,再搞清楚转换的严密性问题,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这时不严密的。举个例子,在WGS-84坐标和北京54坐标之间是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应该是怎样的呢?一般而言比较严密的是用七参数法,即X平移,Y平移,Z平移,X旋转,Y旋转,Z旋转,尺度变化K。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K视为0,所以三参数只是七参数的一种特例。在本软件中提供了计算三参数、七参数的功能。 在一个椭球的不同坐标系中转换需要用到四参数转换,举个例子,在深圳既有北京54坐标又有深圳坐标,在这两种坐标之间转换就用到四参数,计算四参数需要两个已知点。本软件提供计算四参数的功能。 现在举个例子说明:在珠江有一个测区,需要完成WGS-84坐标到珠江坐标系(54椭球)的坐标转换,整个转换过程是 这样的:

本软件使用说明: 本软件采用文件化管理,用户可以将一种转换作为一个文件保存下来,下次使用时从文件菜单中选择打开这个文件来调用所有已有的转换参数。 实例一: 转换要求: 用户在一个佛山测区内使用RTK GPS接收机接受了一些点的WGS-84的坐标,现在希望将其转换为北京54和佛山坐标系下的坐标。用户有佛山测区的一些控制点,这些控制点有WGS-84坐标,也有北京-54坐标也有佛山坐标。 分析: WGS-84坐标和北京54坐标是不同两个椭球的坐标转换,所以要求得三参数或七参数,而北京54和佛山坐标都是同一个椭球,所以他们之间的转换是地方坐标转换,需要求得地方转化四参数,因为要求得到的北京54是平面坐标所以需要设置投影参数。: 步骤: 1.1.新建坐标转换文件,便于下次使用转换是不用重新输入,直接打开即可。 2.2.设置投影参数。 3.3.用一个已知点(WGS84坐标和北京54坐标),计算不同椭球转换的三参数(或七参数)。

ArcGis中三参数和七参数转换

在ArcGIS Desktop中进行三参数或七参数精确投影转换ArcGIS中定义的投影转换方法,在对数据的空间信息要求较高的工程中往往不能适用,有比较明显的偏差。在项目的前期数据准备工作中,需要进行更加精确的三参数或七参数投影转换。下面介绍两种办法来在ArcGIS Desktop中进行这种转换。方法1:在ArcMap 中进行动态转换(On the fly) 假设原投影坐标系统为Xian80坐标系统,本例选择为系统预设的Projected Coordinate Systems\Gauss Kruger\Xian 1980\Xian 1980 GK Zone 20投影,中央经线为117度,要转换成Beijing 1954\Beijing 1954 GK Zone 20N。在ArcMap中加载了图层之后,打开View-Data Frame Properties对话框,显示当前的投影坐标系统为Xian 1980 GK Zone 20,在下面的选择坐标系统框中选择Beijing 1954 GK Zone 20N,在右边有一个按钮为Transformations...

点击打开一个投影转换对话框,可以在对话框中看到Convert from和Into表明了我们想从什么坐标系统转换到什么坐标系统。

在下方的using下拉框右边,点击New...,新建一个投影转换公式,在Method下拉框中可以选择一系列转换方法,其中有一些是三参数的,有一些是七参数的,然后在参数表中输入各个转换参数。 输入完毕以后,点击OK,回到之前的投影转换对话框,再点击OK,就完成了对当前地图的动态投影转换。这时还没有对图层文件本身的投影进行转换,要转换图层文件本身的投影,再使用数据导出,导出时选择投影为当前地图的投影即可。

坐标转换器使用说明

大地坐标(BLH) 平面直角坐标(XYZ) 四参数:X 平移、Y 平移、旋转角和比例 七参数:X平移,Y平移,Z 平移,X 轴旋转,Y 轴旋转,Z 轴旋转,缩放比例(尺度比) GPS控制网是由相对定位所求的的基线向量而构成的空间基线基线向量网,在GPS控制网的平差中,是以基线向量及协方差为基本观测量。 图3-1表示为HDS2003数据处理软件进行网平差的基本步骤,从图中可以看到,网平差实际上可以分为三个过程: l、前期的准备工作,这部分是用户进行的。即在网平差之前,需要进行坐标系的设置、并输入已知点的经纬度、平面坐标、高程等。 2、网平差的实际进行,这部分是软件自动完成的; 3、对处理结果的质量分析与控制,这部分也是需要用户分析处理的过程。 图3-1 平差过程 坐标系选择 针对不同的平差,要相应选择不同的坐标系,是否输入相应信息。在笔者接触过的项目中,平差时先通过三维无约束平差后,再进行二维约束平差。由于先进行的时三维无约束平差,是在WGS84坐标系统下进行的。 首先更改项目的坐标系统。在菜单“项目”->“坐标系统”或在工具栏“坐标系统”,则弹出“坐标

系统”对话框,选择WGS-84坐标。 图3-2 坐标系统 这里注意的是,在“投影”下见图,中央子午线是114°。很多情况下这里需要进行修改。 图3-3 WGS84投影 软件中自带的“中国-WGS 84”是允许修改的,我们换种方法:就是新建一个坐标文件,其他参数都和“中国-WGS84”一致,仅仅将中央子午线修改下。 在上图中,点击“新建”,得到“COORD GM”对话框,在“文件”->“新建”,如图

图3-4 新建坐标系统 然后在“设置”->“地图投影”,直接修改中央子午线,这里以81°为例,点击确定后,返回“COORD GM”对话框。 图3-5 投影设置 将输入源坐标和输入目标坐标的椭球,均改为WGS84。在“文件”->“保存”,输入名称和国家(中国),退出操作。

GPS四参数设置

GPS四参数设置 。 南方RTK使用中参数的求取及分类 一、控制点坐标库的应用 GPS 接收机输出的数据是WGS-84经纬度坐标,需要转化到施工测量坐标,这就需要软件进行坐标转换参数的计算和设置,控制点坐标库就是完成这一工作的主要工具。 控制点坐标库是计算四参数和高程拟合参数的工具,可以方便直观的编辑、查看、调用参与计算四参数和高程拟合参数的校正控制点。在进行四参数的计算时,至少需要两个控制点的两套坐标系坐标参与计算才能最低限度的满足控制要求。高程拟合时,使用三个点的高程进行计算时,控制点坐标库进行加权平均的高程拟合;使用4到6个点的高程时,控制点坐标库进行平面高程拟合;使用7个以上的点的高程时,控制点坐标库进行曲面拟合。控制点的选用和平面、高程拟合都有着密切而直接的关系,这些内容涉及到大量的布设经典测量控制网的知识,在这里没有办法多做介绍,建议用户查阅相关测量资料。 利用控制点坐标库的做法大致是这样的:假设我们利用A、B 这两个已知点来求取参数,那么首先要有A、B 两点的GPS 原始记录坐标和测量施工坐标。 A、B 两点的GPS原始记录坐标的获取有两种方式:一种是布设静态控制网,采用静态控制网布设时后处理软件的GPS 原始记录坐标;另一种是GPS 移动站在没有任何校正参数起作用的Fixed(固定解)状态下记录的GPS 原始坐标。其次在操作时,先在控制点坐标库中输入A 点的已知坐标,之后软件会提示输入A 点的原始坐标,然后再输入B 点的已知坐标和B 点的原始坐标,录入完毕并保存后(保存文件为*.cot文件)控制点坐标库会自动计算出四参数和高程拟合参数。 1.1、校正参数

施工测量坐标转换中的七参数详谈

施工测量坐标转换中的七参数详谈 坐标转换永远是测绘工作离不开的一个话题。坐标转换的方法很多,有的方法可以用相应的参数来描述,其中使用较广的一个是七参数。七参数大多用于不同坐标系统间的基准变换。 七参数的由来 对于非测绘的专业人士可能不太能理解“基准”这个词语。简单的理解就是坐标数值的零点,比如空间坐标的原点,再比如大地坐标的起算面。定义一个坐标系的三个基本要素是原点、指向、尺度。原点即坐标系的原点,指向即坐标轴的指向,尺度即长度单位和椭球。由于各个坐标系,或者说定义坐标系的组织所确定的这三个要素都有所区别,这就产生基准的变换,并且使用七参数在空间坐标中进行基准变换。

什么是七参数,又有哪七个参数呢? 七参数主要分为3类参数,旋转、缩放和平移。缩放,表示为k,主要是由于测量误差产生的;平移为3个坐标轴方向上的平移,表示为dX、dY、dZ,这是由于原点不一样产生的;旋转为3个坐标轴的旋转,表示为rX、rY、rZ,这是坐标轴指向不一致产生的。 值得注意的是,旋转存在方向的问题;不同的软件,或者说不同地域的人的习惯差异,致使旋转方向不一致,比如南方集团与天宝七参数旋转方向一致,但与ArcGIS的就相反。因此同一个七参数在不同软件中使用时需要考虑旋转方向的问题,适当的时候做相应的变换才能完成正确的坐标转换,即旋转方向定义相反时,旋转角取其相反数。 平移的单位为对应的长度单位,我们常用米;旋转的单位为秒,原因是各个坐标系间指向的差异都很小;缩放的单位是PPM(part(s)

per million,百万分之一),也就是说缩放是一个特别小的数值,这是因为坐标转换前我们都会率先统一单位,所以缩放数值也就体现了测量误差等因素的影响。 七参数的应用 参数的应用过程细分为旋转、缩放、平移三个过程。这三个过程的顺序是如何的,我们来看一下公式: 简化为: 上式中,X1为原始空间坐标,X2为目标空间坐标,K为缩放,R为旋转,dX为平移。 可以看出,该顺序是先旋转,再缩放,最后平移。当然与之相反的是先平移,再缩放,最后旋转,这是一个可逆的过程,方便了两个空间坐标来回的转换。这里为了方便说明,我们将旋转、缩放、

使用ArcGIS实现WGS84经纬度坐标到北京54高斯投影坐标的转换

使用ArcGIS实现WGS84经纬度坐标到北京54高斯投影坐标的转换 【摘要】本文针对从事测绘工作者普遍遇到的坐标转换问题,简要介绍ArcGIS实现WGS84经纬度坐标到北京54高斯投影坐标转换原理和步骤。 【关键词】ArcGIS 坐标转换投影变换 1坐标转换简介 坐标系统之间的坐标转换既包括不同的参心坐标之间的转换,或者不同的地心坐标系之间的转换,也包括参心坐标系与地心坐标系之间的转换以及相同坐标系的直角坐标与大地坐标之间的坐标转换,还有大地坐标与高斯平面坐标之间的转换。在两个空间角直坐标系中,假设其分别为O--XYZ和O--XYZ,如果两个坐标系的原点相同,通过三次旋转,就可以使两个坐标系重合;如果两个直角坐标系的原点不在同一个位置,通过坐标轴的平移和旋转可以取得一致;如果两个坐标系的尺度也不尽一致,就需要再增加一个尺度变化参数;而对于大地坐标和高斯投影平面坐标之间的转换,则需要通过高斯投影正算和高斯投影反算,通过使用中央子午线的经度和不同的参考椭球以及不同的投影面的选择来实现坐标的转换。 如何使用ArcGIS实现WGS84经纬度坐标到BJ54高斯投影坐标的转换?这是很多从事GIS工作或者测绘工作者普遍遇到的问题。本文目的在于帮助用户解决这个问题。 我们通常说的WGS-84坐标是指经纬度这种坐标表示方法,北京54坐标通常是指经过高斯投影的平面直角坐标这种坐标表示方法。为什么要进行坐标转换?我们先来看两组参数,如表1所示: 表1 BJ54与WGS84基准参数 很显然,WGS84与BJ54是两种不同的大地基准面,不同的参考椭球体,因而两种地图下,同一个点的坐标是不同的,无论是三度带六度带坐标还是经纬度坐标都是不同的。当要把GPS接收到的点(WGS84坐标系统的)叠加到BJ54坐标系统的底图上,那就会发现这些GPS点不能准确的在它该在的地方,即“与实际地点发生了偏移”。这就要求把这些GPS点从WGS84的坐标系统转换成BJ54的坐标系统了。 有关WGS84与BJ54的坐标转换问题,实质是WGS-84椭球体到BJ54椭球体的转换问题。如果我们是需要把WGS84的经纬度坐标转换成BJ54的高斯投影坐标,那就还会涉及到投影变换问题。因此,这个转换过程,一般的GPS数据处理软件都是采用下述步骤进行的:

MAPGIS中坐标转换中七参数法

MAPGIS 中坐标转换中七参数法 京54坐标系和西安80坐标系之间的转换其实是两种不同的椭球参数之间的转换,一般而言比较严密的是用七参数布尔莎模型,即X 平移,丫平移,Z平移,X旋转(WX,丫旋转(WY,Z旋转(WY,尺度变化(DM。若得七参数就需要在一个地区提供3个以上的公共点坐标对(即北京54坐标下x、y、z和西安80坐标系下x、y、z),可以向地方测绘局获取。 下面具体的步骤: 启动“投影变换模块”,单击“文件”菜单下“打开文件”命 令,将演示数据“演示数据_北京54.WT、“演示数据_北京 54.WL、“演示数据—北京54.WP打开。1、单击“投影转换” 菜单下“S坐标系转换”命令,系统弹出“转换坐标值” “话框⑴、在“输入”一栏中,坐标系设置为“北京54坐标系”,单位设置为“线类单位—米”;⑵、在“输出”一栏中,坐标系设置为“西 安80坐标系”,单位设置为“线类单位—米”;⑶、在“转换方法”一栏中,单击“公共点操作求系数”项;⑷、在“输入”一栏中, 输入北京54坐标系下一个公共点的(x、y、z),如图2所示;⑸、在“输出”一栏中,输入西安80坐标系下对应的公共点的(x、y、z), 如图2所示;⑹、在窗口右下角,单击“输入公共点”按钮,右边的数字变为1,表示输入了一个公共点对,如图2所示;⑺、依照相同的方法,再输入另外的2个公共点对;⑻、在“转换方法”一

栏中,单击“七参数布尔莎模型”项,将右边的转换系数项激活;⑼、 单击“求转换系数”菜单下“求转换系数”命令,系统根据输入的3个公共点对坐标自动计算出7个参数,如图3所示,将其记录下来;2、单击“投影转换”菜单下“编辑坐标转换参数”命令,系统弹出“不同地理坐标系转换参数设置”对话框,如图4所示;在“坐标系选项”一栏中,设置各项参数如下:源坐标系:北京54坐标系;目的坐标系:西安80坐标系;转换方法:七参数布尔莎模型;长度单位:米;角度单位:弧度;然后单击“添加项”按钮,则在窗口左边的“不同椭球间转换”列表中将该转换关系列出;在窗口下方的“参数设置”一栏中,将上一步得到的七个参数依次输入到相应的文本框中,如图4所示;单击“修改项”按钮,输入转换关系,并单击“确定”按钮;接下来就是文件投影的操作过程了。 3、单击“投影转换”菜单下“ MAPGI毀影转换/选转换线文件”命令,系统弹出“选择文件”对话框 选中待转换的文件“演示数据_北京54.WL',单击“确定”按 钮; 4、设置文件的Tic点,在“投影变换”模块下提供了两种方法:手工设置和文件间拷贝,这里不作详细的说明; 5、单击“投影转换”菜单下“编辑当前投影参数”命令,系统弹出 “输入投影参数”对话框,如图6所示,根据数据的实际情况来设置 其地图参数坐标系类型:大地坐标系 椭球参数:北京54投影类型:高斯-克吕格投影比例尺分母:1坐标单

MAPGIS中坐标转换中七参数法

MAPGIS中坐标转换中七参数法 京54坐标系和西安80坐标系之间的转换其实是两种不同的椭球参数之间的转换,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(WY),尺度变化(DM)。若得七参数就需要在一个地区提供3个以上的公共点坐标对(即北京54坐标下x、y、z和西安80坐标系下x、y、z),可以向地方测绘局获取。 下面具体的步骤: 启动“投影变换模块”,单击“文件”菜单下“打开文件”命令,将演示数据“演示数据_北京54.WT”、“演示数据_北京54.WL”、“演示数据_北京54.WP”打开。1、单击“投影转换”菜单下“S坐标系转换”命令,系统弹出“转换坐标值”“话框 ⑴、在“输入”一栏中,坐标系设置为“北京54坐标系”,单位设置为“线类单位-米”;⑵、在“输出”一栏中,坐标系设置为“西安80坐标系”,单位设置为“线类单位-米”;⑶、在“转换方法”一栏中,单击“公共点操作求系数”项;⑷、在“输入”一栏中,输入北京54坐标系下一个公共点的(x、y、z),如图2所示;⑸、在“输出”一栏中,输入西安80坐标系下对应的公共点的(x、y、z),如图2所示;⑹、在窗口右下角,单击“输入公共点”按钮,右边的数字变为1,表示输入了一个公共点对,如图2所示;⑺、依照相同的方法,再输入另外的2个公共点对;⑻、在“转换方法”一栏中,单击“七参数布尔莎模型”项,将右边的转换系数项激活;⑼、单击“求转换系数”菜单下“求转换系数”命令,系统根据输入的3个公共点对坐标自动计算出7个参数,如图3所示,将其记录下来; 2、单击“投影转换”菜单下“编辑坐标转换参数”命令,系统弹出“不同地理坐标系转换参数设置”对话框,如图4所示; 在“坐标系选项”一栏中,设置各项参数如下:源坐标系:北京54坐标系;目的坐标系:

RTK坐标转换中四参数法与七参数法精度比较

2006年第5期(第24卷262期)东北水利水电67[文章编号]1002--0624(2006)05一0067一02 RTK坐标转换中四参数法与七参数法精度比较 茹树青t,吉长东z,王宏宇, (1.阜新市水利勘测设计研究院,辽宁阜新123000;2.辽宁工程技术大学,辽宁阜新123000; 3.阜新蒙古族自治县河道站,辽宁阜新123100;) [摘要]文章探讨了P.TK坐标转换中的参数法和七参数法的原理,并对观测的平面坐标进行了精度 的分析和比较。 [关键词]四参数;七参数;IkTK;坐标转换 [中图分类号]P204 随着GPSrZTK技术的出现,其以精度高、速度快和不存在误差累积等优点在各行各业中被广泛应用。坐标转换是R.TK技术里不可缺少的重要部分。不同的空间直角坐标系之间的转换一般采用布尔萨(Bursa)七参数模型,本文在研究布尔萨模型的基础上导出四参数模型。GPS接收机一般是利用三个以上的重合点的两套坐标值通过七参数(或三参数)和四参数来实现坐标转换。在常用的GPS接收机中Ashtechz—x采用的是四参数模型。而Trimble5700采用的则是七参数模型。 本文利用Ashtechz—x和Trimble5700双频GPS接收机(均是4台套(1+3),水平方向标称精度均是10mm+lppm),采用实时载波相位差分技术(R.TK)完成了某工程GPS测量工作。用两种型号的GPSIkTK.对135个图根点分别独立观测2次,并用GTS一6全站仪(标称精度为2”,3mm+2ppm),采用全站仪导线的方法,按I级导线要求,对上述点中的50个点进行检测(抽检比例为37%),总结出在该地区,只有2个已知点的情况下,四参数法要优于七参数法。 1七参数模型 设x压和xa分别为地面网点和GPS网点的 [文献标识码]B 参心和地心坐标向量。由布尔萨(Bursa)模型可知: X压=AX+(1+南)R(8:)尺(s,)R(8;)x伍(1)式中x口=(x赝,Y口,磊),Xa.=(Xa,Y盘,玩),△x=(AX,AY,△z)为平移参数矩阵;k为尺度变化参数:旋转参数矩阵为 FCOSs.sine,0] R(乞)。J-sine,co嗡0I, 【-001j ~P000。5i1吩], R(岛)2lI, [sine,0COSSyj r100] R(&)=10COS,fix—sirle,l Lo—sine,co沾,j 通常将AX,AY,△z,k,8:,岛,吼称为坐标系问的转换参数。为了简化计算,当k,£,占,,8,为微小量时,忽略其间的互乘项,且COS8—1,sirls—s。则上述模型变为: 【收稿日期】2005—12—12 【作者简介】茹树青(1965一),男,辽宁阜新市人。工程师,从事工程测量工作。 卦、,七+‘l,k+XyZ△△△

ARCGIS中坐标系的定义及投影转换方法

ArcGIS中坐标系的定义及投影转换方法 张卫东 (安徽省环境信息中心 合肥 230001 ) 摘 要:本文就我省GIS项目中地理数据所涉及的多种坐标系及地图投影转换等问题作了详细分析,并在ESRI公司的ArcGIS软件平台上介绍了不同坐标系的定义及投影转换方法。 关键词:坐标系; 地图投影 一、问题的提出 GIS技术在我省环保工作中已应用多年,现有多套基于不同坐标系的地理数据,如全省1:5万的北京54坐标系数据,主要城市1:1万的西安80坐标系数据,GPS采集的WGS84坐标系数据以及同是北京54坐标系但不同投影的遥感解译数据等,这些不同坐标系的数据给我们的使用带来了困难:如何将遥感解译数据和不同的地理数据转换到一起,GPS采集的经纬度数据如何正确加载到地图上,以前在北京54坐标系上使用的数据又如何转换到新的西安80坐标系上来?通过摸索,本人找到了解决问题的一些方法,现介绍如下,首先介绍一下相关的几个概念。 二、相关概念 由于GIS所描述是位于地球表面的空间信息,所以在表示时必须嵌入到一个空间参照系中,这个参照系统就是坐标系,它是根据椭球体等参数建立的。另外,为了能够将地图从球面转换到平面,还要进行投影。 1. 椭球体(Spheroid)、基准面(Datum)、坐标系(Coordinate System)及投影(Projection) 尽管地球是一个不规则的椭球,但为了将数据信息以科学的方法存放到椭球上,我们需要用一个可以量化计算的椭球体作为地球的模型。这样的椭球体用长半轴a(semimajor axis),短半轴b(semiminor axis),偏心率倒数1/f(Inverse flattening)来描述,这三个参数数学关系为:1/f=a/(a-b),实际中我们一般用长、短半轴二个参数来表示就可以了,根据需要人们定义了多种参考椭球体模型。然而有了这个椭球体还不够,还需要一个大地基准面将这个椭球定位,它的作用是来确定地球与椭球体之间的位置关系,由于每个国家或地区需要最大限度的贴合自己的那一部分不同,基准面也不同。 有了基于椭球体参数的基准面,再加上角度单位(Angular Unit)和本初子午线(Prime Meridian),就定义了地理坐标系(Geographic Coordinate System),图2清楚地表明了这一点。 但地理坐标系是用经纬度表示球面的位置,很多时候我们精确分析需要在平面上来进行,这就要将地图从三维地理坐标通过投影转换成二维平面坐标,这样的坐标系叫投影坐标系(Projection Coordinate System),它是在地理坐标系上加上投影转换参数(参见图4)。 由于从球面到平面的转换会引起距离、面积、形状、方向一个或多个空间属性的变形失真,没有一种投影转换能保持所有的空间属性不变。所以一些地图投影通过损失其它空间属性来使某一属性失真最小,而另一些地图投影则努力平衡全部空间属性的失真,现有数百种地图投影,它们各自适合于表示整个地球表面或某些区域的不同需求,如我国1:50万和更大比例尺地形图使用的是高斯-克吕格 (Gauss-Kruger) 投影,它没有角度变形,在长度和面积上变形也很小,通过分带投影后能保证很高的精度(参见图4),而遥感解译数据常采用阿尔勃斯(Albers Equal-Area Conic)投影,它是等面积割圆锥投影,可以保持面积不变(参见图5)。

四参数及七参数的简介及测量中的应用

关于四参数和七参数的认识 一、参数的概念: 1、不同的二维平面直角坐标系之间转换时,通常使用四个参数。 (1)两个坐标平移量(△X,△Y),即两个平面坐标系的坐标原点之间的坐标差值; (2)平面坐标轴的旋转角度A,通过旋转一个角度,可以使两个坐标系的X和Y轴重合在一起。 (3)尺度因子K,即两个坐标系内的同一段直线的长度比值,实现尺度的比例转换。通常K值几乎等于1. 通常至少需要两个公共已知点,在两个不同平面直角坐标系中的四对XY坐标值,才能推算出这四个未知参数,计算出了这四个参数,就可以通过四参数方程组,将一个平面直角坐标系下一个点的XY坐标值转换为另一个平面直角坐标系下的XY坐标值。 2、两个不同的三维空间直角坐标系之间转换时,,在该模型中有七个未知参数。 (1)三个坐标平移量(△X,△Y,△Z),即两个空间坐标系的坐标原点之间坐标差值; (2)三个坐标轴的旋转角度(△α,△β,△γ)),通过按顺序旋转三个坐标轴指定角度,可以使两个空间直角坐标系的XYZ轴重合在一起。

(3)尺度因子K,即两个空间坐标系内的同一段直线的长度比值,实现尺度的比例转换。通常K值几乎等于1. 通常至少需要三个公共已知点,在两个不同空间直角坐标系中的六对XYZ坐标值,才能推算出这七个未知参数,计算出了这七个参数,就可以通过七参数方程组,将一个空间直角坐标系下一个点的XYZ坐标值转换为另一个空间直角坐标系下的XYZ坐标值。 二、参数的实际使用。 1.四参数是指相同点在不同平面坐标系中坐标的转换的参数。在测绘工程中,高斯投影平面直角坐标系就是平面直角坐标系,而在一个平面直角坐标系下由于工程建设的需要而建立的建筑坐标系,这就涉及到从测量坐标系到建筑坐标系的转化。在数字化测图中,坐标转化也有许多的应用,比如; 一、测站改正(一个测站上架设一起算观测的坐标数据因为测站点及后视点设置问题,比如测站点设置错误,或者后视点错误导致整个测站数据的错误)可用四参数转换,将坐标数据转换成正确的数据 二、自由设站法中的运用。当使用全站仪进行数字化测图时,由于通视条件的限制,可采用只自由设站法:根据所测地形任一点架设仪器,后视坐标由所测距离假设方位角计算得出。在此测站上测两个或以上的以往测量的点的坐标,作为坐标转换点。根据这些公共点的坐标即可计算自由测站数据与正确数据之间的转换四参数。 2.目前我们外业测量采用RTK仪器比较居多,而RTK获取的

三参数与七参数的区别

参数问题一直是测量方面最大的问题,我简单的解释一下, 首先说七参,就是两个空间坐标系之间的旋转,平移和缩放,这三步就会产生必须的七个参数,平移有三个变量Dx,Dy,DZ;旋转有三个变量,再加上一个尺度缩放,这样就可以把一个空间坐标系转变成需要的目标坐标系了,这就是七参的作用。如果说你要转换的坐标系XYZ三个方向上是重合的,那么我们仅通过平移就可以实现目标,平移只需要三个参数,并且现在的坐标比例大多数都是一致的,缩放比默认为一,这样就产生了三参数,三参就是七参的特例,旋转为零,尺度缩放为一。四参是应用在两个平面之间转换的,还没有形成统一的标准,说的有点乱,如果还是不明白可以给我留言。希望有帮助。 1.2 四参数 操作:设置→求转换参数(控制点坐标库) 四参数是同一个椭球内不同坐标系之间进行转换的参数。在工程之星软件中的四参数指的是在投影设置下选定的椭球内 GPS 坐标系和施工测量坐标系之间的转换参数。工程之星提供的四参数的计算方式有两种,一种是利用“工具/参数计算/计算四参数”来计算,另一种是用“控制点坐标库”计算。。需要特别注意的是参予计算的控制点原则上至少要用两个或两个以上的点,控制点等级的高低和分布直接决定了四参数的控制范围。经验上四参数理想的控制范围一般都在 5-7 公里以内。 四参数的四个基本项分别是:X 平移、Y 平移、旋转角和比例。 从参数来看,这里没有高程改正,所以建议采用“控制点坐标库”来

求取参数,而根据已知点个数的不同所求取的参数也会不同,具体有以下几种。 1.2.1 四参数+校正参数:所需已知点个数:2个 1.2.2 四参数+高程拟合 GPS 的高程系统为大地高(椭球高),而测量中常用的高程为正常高。所以 GPS 测得的高程需要改正才能使用,高程拟合参数就是完成这种拟和的参数。计算高程拟和参数时,参予计算的公共控制点数目不同时计算拟和所采用的模型也不一样,达到的效果自然也不一样。 高程拟后有三种拟合方式: a.高程加权平均:所需已知点个数:3个 b.高程平面拟合:所需已知点个数:4 ~ 6个 c.高程曲面拟合:所需已知点个数:7个以上 二、七参数 操作:工具→参数计算→计算七参数 所需已知点个数:3个或3个以上 七参数的应用范围较大(一般大于 50 平方公里),计算时用户需要知道三个已知点的地方坐标和 WGS-84 坐标,即 WGS-84 坐标转换到地方坐标的七个转换参数。注意:三个点组成的区域最好能覆盖整个测区,这样的效果较好。七参数的格式是,X平移,Y平移,Z 平移,X 轴旋转,Y 轴旋转,Z 轴旋转,缩放比例(尺度比)。 七参数的控制范围和精度虽然增加了,但七个转换参数都有参

七参数坐标变换,影像和矢量完美套合技术文档

影像与完美矢量套合技术文档 本文档要解决的问题如下: 1.如何将卫星影像导出为cad,并与现有的cad图形套合 2.如何将CAD图形导入到软件中,与卫星影像进行套合 众所周知, CAD图形文件常为80或者54坐标系高斯投影,而Google Earth 上的影像则为WGS84坐标系经纬度投影,这两种数据其坐标系采用的是不同的参考椭球,要想实现影像和矢量完美套合,须涉及到不同椭球之间坐标转换,常用的方法有三参数法、四参数和七参数法,本文采用七参数法。 首先说七参数,两个不同的坐标系之间转换时,通常使用七参数模型(数学方程组),在该模型中有七个未知参数,即: (1)三个坐标平移量(△X,△Y,△Z),即两个空间坐标系的坐标原点之间坐标差值; (2)三个坐标轴的旋转角度(△α,△β,△γ)),通过按顺序旋转三个坐标轴指定角度,可以使两个空间直角坐标系的XYZ轴重合在一起。 (3)尺度因子K,即两个空间坐标系内的同一段直线的长度比值,实现尺度的比例转换。 计算七参数至少需要三个公共已知点,在两个不同空间直角坐标系中的六对坐标值,才能推算出这七个未知参数,计算出了这七个参数,就可以通过七参数方程组,将一个坐标系下一个点的坐标值转换为另一个坐标系下。需要说明的是,七参数各个地方,各有不同,不存在统一的转换参数,并且七参数属于保密范畴。 1)求解七参数 假如你有精确的WGS84到目标坐标系的转换参数(一般可从当地测绘局中获得),我们软件能直接支持,求解七参数这一步可以略过,直接进入下一步。 假如你没有转换参数,可以通过在CAD(或其他图纸资料)中和卫星影像图上找三组及以上公共点(cad和地图上位置对应的三组点),根据这些已知点对求七参数。当然,如果你有其他渠道获取公共点,比如通过CORS测量或者从当地测试局获取,可以直接通过我们软件计算七参数,略过找公共点这一步。 下面将演示如何找公共点

GIS笔记——ArcGIS中WGS84转为西安80

GIS笔记——ArcGIS中WGS84转为西安80 在ArcGIS中,如果想要把一种坐标系统的矢量数据转换为另一个坐标系统,通常应当使用ArcToolbox中的Project工具。但是我使用这个工具的时候遇到了一个问题。 我拿到的数据是一个点图层,经纬度坐标。给我这个图层的人说这些点是从Google Earth上取出来的,应该是WGS84坐标。但是项目中使用的是西安80坐标系统,于是就需要把WGS坐标系统转为西安80。使用Project做投影转换的时候遇到了一个问题,如图 本来是可选参数的Geographic Transformation变成了必选参数。而且在下拉列表里找不到WGS84与西安80间的转换选项。 -----分割线-----

在ESRI中国社区里发现了一些关于这个问题的帖子。帖子没有直接给出这个问题的解决方法,但是参考那些帖子的内容,我尝试了下面这个方法,并取得了初步的成功。这个方法的基本思路是,既然必须填Geographic Transformation,但是下拉列表里没有,那么就自定义一个。 1、首先,使用Creat Custom Geographic Transformation工具,定义一个Geographic Transformation。如图 2、完成定义后,再使用Project工具,就会发现Geographic Transformation下拉列表里出现了刚才自定义的那个Geographic Transformation,如图

绿点消失了,可以运行了。这里有件事需要说明,第三幅图里的Geographic Transformation与第二幅图里的Geographic Transformation本来应该是相同的。但是我刚开始做这个操作的时候没有截图,图都是后来截取的,所以图里它们两个不同名。这只是个示意而已。 -----分割线----- 这个方法有两个隐患 1、图2,Method参数我是根据网上一个例子填的,不知道是什么意思; 2、图2,Parameters似乎是投影转换的“七参数”,七个参数都是0,看起来似乎不妥。我做过检查,把转换前的数据和转换后的数据都加载到ArcMap里,发现它们是重合的。但是由于转换前后的数据属于不同的坐标系统,加载数据的时候ArcMap肯定对其中一个做过转换。所以即使它们是重合的,也不能完全确定这个方法是正确的。

crood坐标转换说明书

Coord坐标转换软件说明书 此软件的下载地址(内含完整说明书): https://www.360docs.net/doc/5c3379725.html,/down/2008/1025/down_326.html 坐标转换问题的详细了解对于测量很重要,那么请和我一起来讨论这个问题。 首先,我们要弄清楚几种坐标表示方法。大致有三种坐标表示方法:经纬度和高程,空间直角坐标,平面坐标和高程。 我们通常说的WGS-84坐标是经纬度和高程这一种,北京54坐标是平面坐标和高程着一种。 现在,再搞清楚转换的严密性问题,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的。举个例子,在WGS-84坐标和北京54坐标之间是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应该是怎样的呢?一般而言比较严密的是用七参数法(包括布尔莎模型,一步法模型,海尔曼特等),即X平移,Y平移,Z平移,X旋转,Y旋转,Z旋转,尺度变化K。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(莫洛登斯基模型),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K视为0,所以三参数只是七参数的一种特例。在本软件中提供了计算三参数、七参数的功能。 在一个椭球的不同坐标系中转换可能会用到平面转换,现阶段一般分为四参数和平面网格拟合两种方法,以四参数法在国内用的较多,举个例子,在深圳既有北京54坐标又有深圳坐标,在这两种坐标之间转换就用到四参数,计算四参数需要两个已知点。更精确的可以提供网格拟合数据,本软件提供计算和应用四参数的功能,也提供了网格拟合的功能。 另外,还有高程拟合的问题,大地水准面模型在国内用户中很少会用到,但在国际上已经是标准之一,本软件提供最常用的EGM96模型和Geoid99模型。 最后,本软件提供了ITRF框架转换方法,涉及到ITRF2000和以往用过的ITRF96,ITRF93之间的换算,对于方面的需求的用户是个尝试。 现在举个例子说明:在珠江有一个测区,需要完成WGS-84坐标到珠江坐标系(54椭球)的坐标转换,整个转换过程是 这样的: 本软件使用说明: 本软件采用坐标系统库管理,用户可以将一种转换在系统库里保存下来,下次使用时从文件菜单中选择打开库文件来调用所有已有的转换参数。 实例一: 转换要求: 用户在一个佛山测区内使用RTK GPS接收机接受了一些点的WGS-84的坐标,现在希望将其转换为北京54和佛山坐标系下的坐标。用户有佛山测区的一些控制点,这些控制点有WGS-84坐标,也有北京-54坐标也有佛山坐标。 分析: WGS-84坐标和北京54坐标是不同两个椭球的坐标转换,所以要求得三参数或七参数,而北京54和佛山坐标都是同一个椭球,所以他们之间的转换是地方坐标转换,需要求得地方转化

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