北京54坐标系转换工具
北京54坐标与GPS坐标的转化RT
WGS 一84坐标系与BJ 一54坐标系转换方法摘要 GPS 测量得到的是WGS-84中的地心空间直角坐标，而工程施工中通常使用地方独立坐标系，要求得到地方平面坐标。
如何实现两者的转换，一直是工程施工中关心的热点问题。
介绍了从GPS 定位结果至平面坐标的两种转换模型。
平面转换模型原理简单，数值稳定可靠，但只适用于小范围的GPS 测量；空间转换模型可用于大范围GPS 测量，按实际情况又分为7参数转换和3参数转换两种。
鉴于54坐标点的大地高通常不能精确得知，对这两种转换方法得到的平面坐标的精度进行了比较，得出大地高精度主要表现为对高程的影响，对平面坐标影响较小的结论。
此外，还讨论了7参数与3参数模型对转换结果的影响。
关键词 坐标系 GPS 平面转换 空间转换前言随着GPS 定位精度的不断提高，GPS 技术在测量中的应用也越来越广泛。
由于GPS 卫星星历表示于WGS-84坐标系中，算得的GPS 定位结果也直接表示在WGS-84全球坐标系中。
而我国测绘成果普遍表示在北京54坐标系中，它以克拉索夫斯基椭球为参考椭球，投影方式为Gauss 投影，以3。
或6。
带划分整个中国所在区域。
由于我国北京54坐标系是20世纪50年代建立的，受当时观测和计算手段的限制，精度不是很高，我国大部分城市为了避免Gauss 投影变形带来的不便，而采用地方独立坐标系。
地方独立坐标系的建立仍采用克拉索夫斯基椭球，中央子午线定在城市中央，投影面定为城市平均高度。
这些原因使得我国的平面坐标较为复杂。
本文针对这些问题，详细介绍将GPS 定位结果转换为平面坐标的算法，并进行精度对比，得出了一些有利于工程施工应用的结论和建议。
平面转换模型假设北京54椭球的中心和坐标轴方向与WGS-84椭球相一致，可通过平面转换模型，将GPS 定位得到的大地经纬度和大地高，通过以下过程转换成平面坐标()848484,,TB L h ,通过以下过程转换成平面坐标(),Tg g x y :（1） 由WGS-84的椭球参数，即椭球长半径和扁率，将()848484,,TB L h 换算至空间直角坐标(),,TX Y Z 的公式为:2()cos cos ()cos sin [(1)]sin X N h B L Y N h B L Z N e h B ⎧⎫=+⎪⎪=+⎨⎬⎪⎪=-+⎩⎭-----------------------(1)其中a N =（2） 由北京’&椭球的椭球参数，将(),,TX Y Z 换算至大地坐标形式()545454,,TB L h 的公式为：2arctan(/)arctan[(sin )/L Y X B Z N e B H B N=⎧⎫⎪⎪⎪⎪=+⎨⎬⎪⎪=-⎪⎪⎩⎭--------------------------(2)（3） 根据工程需要，确定中央子午线、投影面高程及北向、东向平移量，将5454(,)T B L 投影为Gauss 坐标''(,)Tg g x y 的高斯投影公式为: '2322445242226'3223242225sin cos sin cos 224(594)sin cos 74(6158270330)cos cos (1)cos 6120(5181458)g g N N x X B Bl B B N t l B B t t t l N N y N Bl B t l Bt t t l ηηηηηηηη⎧⎫=++∙⎪⎪⎪⎪⎪⎪-+++∙⎪⎪⎪⎪-++-+⎨⎬⎪⎪⎪⎪=+-++∙⎪⎪⎪⎪-++-+⎪⎪⎩⎭------------------------(3)以上步骤是在假定54椭球与WGS-84椭球的中心与坐标轴相同的前提下进行的，但实际应用中还应考虑旋转平移缩放的问题。
北京54坐标转换为地理坐标的简易方法
北京54坐标转换为地理坐标的简易方法1. 椭球体、基准面及地图投影GIS中的坐标系定义是GIS系统的基础，正确定义GIS系统的坐标系非常重要。
GIS中的坐标系定义由基准面和地图投影两组参数确定，而基准面的定义则由特定椭球体及其对应的转换参数确定，因此欲正确定义GIS系统坐标系，首先必须弄清地球椭球体(Ellipsoid)、大地基准面(Datum)及地图投影(Projection)三者的基本概念及它们之间的关系。
基准面是利用特定椭球体对特定地区地球表面的逼近，因此每个国家或地区均有各自的基准面，我们通常称谓的北京54坐标系、西安80坐标系实际上指的是我国的两个大地基准面。
我国参照前苏联从1953年起采用克拉索夫斯基(Krassovsky)椭球体建立了我国的北京54坐标系，1978年采用国际大地测量协会推荐的1975地球椭球体建立了我国新的大地坐标系--西安80坐标系，目前大地测量基本上仍以北京54坐标系作为参照，北京54与西安80坐标之间的转换可查阅国家测绘局公布的对照表。
WGS1984基准面采用WGS84椭球体，它是一地心坐标系，即以地心作为椭球体中心，目前GPS测量数据多以WGS1984为基准。
上述3个椭球体参数如下：椭球体与基准面之间的关系是一对多的关系，也就是基准面是在椭球体基础上建立的，但椭球体不能代表基准面，同样的椭球体能定义不同的基准面，如前苏联的Pulkovo 1942、非洲索马里的Afgooye基准面都采用了Krassovsky椭球体，但它们的基准面显然是不同的。
地图投影是将地图从球面转换到平面的数学变换，如果有人说：该点北京54坐标值为X=4231898,Y=21655933，实际上指的是北京54基准面下的投影坐标，也就是北京54基准面下的经纬度坐标在直角平面坐标上的投影结果。
2. GIS中基准面的定义与转换虽然现有GIS平台中都预定义有上百个基准面供用户选用，但均没有我们国家的基准面定义。
Beijing54转WGS84选项如何选择
浙江省，福建省，江西省，湖北省，湖南省，广东省，广西壮族自治区，海南省，贵州省，云南省，香港和澳门特别行政区，台湾省
Beijing_1954_To_WGS_1984_4
青海省，新疆维吾尔自治区，西藏自治区
如果定义的地理坐标是Xian 1980,此项不选，为空
“WGS 1984”坐标系的墨卡托投影分度带（UTM ZONE）选择方法如下：
北半球地区，选择最后字母为“N”的带；
可根据公式计算，带数=（经度整数位/6）的整数部分+31
如：江西省南昌新建县某调查单元经度范围115°35′20″—115°36′00″，
带数=115/6+31=50，选50N，即WGS 1984 UTM ZONE 50N
可直接根据调查单元经度范围查下表确定分度带，操作时直接查表即可：
经度范围（东经）
中央经线经度
分度带
72°-78°
75°
43°
78°-84°
81°
44°
84°-90°
87°
45°
90°-96°
93°
46°
96°-102°
99°
47°
102°-108°
105°
48°
108°-114°
111°
49°
114°-120°
117°
50°
120°-126°
123°
51°
126°-132°
129°
52°
132°-138°
135°
53°
Geographic Transformation (optional)选项
省（自治区、直辖市）名
北京54和西安80坐标系说明及转换
第一步：向地方测绘局（或其它地方）பைடு நூலகம்本区域三个公共点坐标对（即54坐标x，y，z和80坐标x，y，z）；
第二步：将三个点的坐标对全部转换以弧度为单位。（菜单：投影转换/输入单点投影转换，计算出这三个点的弧度值并记录下来）
北京54坐标系(BJZ54)
北京54坐标系为参心大地坐标系，大地上的一点可用经度L54、纬度M54和大地高H54定位，它是以克拉索夫斯基椭球为基础，经局部平差后产生的坐标系，其坐标详细定义可参见参考文献[朱华统 1990]。
1954年北京坐标系的历史：
新中国成立以后，我国大地测量进入了全面发展时期，再全国范围内开展了正规的，全面的大地测量和测图工作，迫切需要建立一个参心大地坐标系。由于当时的“一边倒”政治趋向，故我国采用了前苏联的克拉索夫斯基椭球参数，并与前苏联1942年坐标系进行联测，通过计算建立了我国大地坐标系，定名为1954年北京坐标系。因此，1954年北京坐标系可以认为是前苏联1942年坐标系的延伸。它的原点不在北京而是在前苏联的普尔科沃。
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 。
北京54坐标与西安80坐标相互转换的两种方法
北京54坐标与西安80坐标相互转换的两种方法一、北京54坐标系、西安80坐标系及其相互关系1954年北京坐标系是我国五十年代由原苏联1942年普尔科沃坐标系传算而来采用克拉索夫斯基椭球体其参数为长半轴为 6378245米扁率为 1。
这个坐标系的建立在我国国民经济和社会发展中发挥了巨大的作用但该坐标系存在着定位后的参考椭球面与我国大地水准面不能达到最佳拟合在中国东部地区大地水准面差距自西向东增加最大达+68米其椭球的长半轴与现代测定的精确值相比109米的缺陷定向不明确椭球短轴未指向国际协议原点CIO也不是中国地极原点起始大地子午面也不是国际时间局BIH所定义的格林尼治平均天文台子午面。
同时,该系统提供的大地点坐标是通过局部平差逐级控制求得的由于施测年代不同、承担单位不同不同锁段算出的成果相矛盾给用户使用带来困难。
1978年4月,中国在西安召开了全国天文大地网平差会议,在会议上决定建立中国新的国家大地坐标系有关部门根据会议纪要,开展并进行了多方面的工作,建成了1980西安国家大地坐标系(GDZ80)该坐标系全面描述了椭球的4个基本参数,同时反映了椭球的几何特性和物理特性这4个参数的数值采用的是1975年国际大地测量与地球物理联合会第16届大会的推荐值(简称IGA-1975椭球 ) 。
其主要参数为长半轴为6378140 米扁率为 1/。
IAG-1975椭球参数精度较高能更好地代表和描述地球的几何形状和物理特征。
在其椭体定位方面以我国范围内高程异常平方和最小为原则做到了与我国大地水准面较好的吻合。
此外,1982年我国已完成了全国天文大地网的整体平差,消除了以前局部平差和逐级控制产生的不合理影响提高了大地网的精度在上述基础上建立的1980西安坐标系比1954年北京坐标系更科学、更严密、更能满足科研和经济建设的需要。
由于北京54坐标系和西安80坐标系是两种不同的大地基准面这两个椭球参数不同参心所在位置不同指向不同在高斯平面上其纵横坐标轴不重合因而同一点的坐标是不同的无论是三度带六度带还是经纬度坐标都是不同的其平面位置最大相差80米。
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。
GPS中部分各地WGS84坐标系转换BJ54坐标系参数
部分各地WGS84坐标系转换BJ54坐标系参数2009年11月29日星期日22:59GPS参数DX=11.9DY=-120.8DZ=-62.4DA=-108.0DF=0.00000050E=93°00.000 +1.0000000 +5000000.0 0.0藏东可用99°，其它参数不变，可对照地形图校对。
广东省GPS参数：这是WGS84转北京54的，适宜河源、惠州、深圳、东莞地区DX=-19DY=-112DZ=-55DA=-108.0DF=0.00000050E=114°00.000 +1.0000000 +5000000.0 0.0，WGS84转西安80的是DX=-96DY=-51DZ=12DA=-3DF=0.00000000E=114°00.000 +1.0000000 +5000000.0 0.0 适宜整个广东。
广东?河源GPS参数转换参数/DX=12DY=-121DZ=-62DA=-108DF=0.00000050E=114°00.000 +1.0000000 +5000000.0 0.0坐标参数海南坐标转换参数：dx=-9.8dy=-114.6dz=-62.7da=-108.0df=0.0000005中央子午线：111DX = -18DY = -104.5DZ = -57.5DA= -108；DF= 0.0000005中央子午经度：117或123（东为123，西为117）新疆乌鲁木齐地区坐标转换参数：DX = 19DY = -33DZ = 5DA= -108；DF= 0.0000005中央子午经度：87各地WGS84坐标系转换BJ54坐标系参数（不断加入中...）注：以下参数仅供参考！！以下为四川盆地坐标系转换参数Dx=-4Dy=-104Dz=-45Da=-108Df=+0.0000005中央子午经度：105以下为包头地区坐标系转换参数Dx=-92Dy=-49Dz=-4Da=-108Df=+0.0000005中央子午经度：114安徽省坐标转换区域化参数：DX = -15DY = -120DZ = -48DA= -108；DF= 0.0000005中央子午经度：117鄂尔多斯市省坐标转换区域化参数：DX = 16DY = -147DZ = -77DA= -108；DF= 0.0000005中央子午经度：111新疆阿克苏地区坐标转换参数：DX = 18DY = -152DZ = -76DA= -108；DF= 0.0000005中央子午经度：81西藏坐标转换区域化参数：DX = 11.9DY = -120.8DZ = -62.4DA= -108；DF= 0.0000005中央子午经度：93赤峰地区坐标转换参数：DX = -18DY = -104.5DZ = -57.5DA= -108；DF= 0.0000005中央子午经度：117或123（东为123，西为117）注：以下参数仅供参考！！以下为四川盆地坐标系转换参数Dx=-4Dy=-104Dz=-45Da=-108Df=+0.0000005中央子午经度：105安徽省坐标转换区域化参数：DX = -15DY = -120DZ = -48DA= -108；DF= 0.0000005中央子午经度：117鄂尔多斯市省坐标转换区域化参数：DX = 16DY = -147DZ = -77DA= -108；DF= 0.0000005中央子午经度：111新疆阿克苏地区坐标转换参数：DX = 18DY = -152DZ = -76DA= -108；DF= 0.0000005中央子午经度：81西藏坐标转换区域化参数：DX = 11.9DY = -120.8DZ = -62.4DA= -108；DF= 0.0000005中央子午经度：93坐标系转换问题对于坐标系的转换，给很多GPS的使用者造成一些迷惑，尤其是对于刚刚接触的人，搞不明白到底是怎么一回事。
自定义坐标系(北京54、西安80、2000坐标系)
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遥感事业部
1.2 国内坐标系介绍
先了解大地坐标的概念。大地坐标，在地面上建立一系列相连接的三角形，量取一段精确 的距离作为起算边，在这个边的两端点，采用天文观测的方法确定其点位（经度、纬度和方位 角） ，用精密测角仪器测定各三角形的角值，根据起算边的边长和点位，就可以推算出其他各点 的坐标。这样推算出的坐标，称为大地坐标。 我国 1954 年在北京设立了大地坐标原点， 由此计算出来的各大地控制点的坐标， 称为 1954 年北京坐标系。 为了适应大地测量的发展， 我国于 1978 年采用国际大地测量协会推荐的 IAG-75 地球椭球体建立了我国新的大地坐标系， 并在 1986 年宣布在陕西省泾阳县设立了新的大地坐标 原点，由此计算出来的各大地控制点坐标，称为 1980 年大地坐标系。随着社会的进步，国民经 济建设、国防建设和社会发展、科学研究等对国家大地坐标系提出了新的要求，迫切需要采用 原点位于地球质量中心的坐标系统作为国家大地坐标系。2000 国家大地坐标系（China Geodetic Coordinate System 2000，CGCS2000）是全球地心坐标系在我国的具体体现，其原点为包括海洋 和大气的整个地球的质量中心，CGCS2000 是我国当前最新的国家大地坐标系。 我们经常给影像投影时用到的北京 54、西安 80 和 2000 坐标系是投影直角坐标系，如下表 所示为国内坐标系采用的主要参数。从中可以看到我们通常称谓的北京 54 坐标系、西安 80 坐 标系实际上指的是我国的大地基准面。 表1.2 坐标名称 北京 54 西安 80 CGCS2000 投影类型 Gauss Kruger（Transverse Mercator） Gauss Kruger（Transverse Mercator） Gauss Kruger（Transverse Mercator） 北京 54、西安 80 和 2000 坐标系参数列表 椭球体 Krasovsky Xian_1980 CGCS2000 基准面 D_Beijing_1954 D_Xian_1980 D_China_2000
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北京54坐标系转换工具
利用ARCGIS进行自定义坐标系和投影转换
ARCGIS种通过三参数和其参数进行精确投影转换
注意：投影转换成54坐标系需要下载无偏移卫星图像进行转换，有偏移的转换将导致转换后的卫星图像扭曲，坐标错误，无法配准。
第一步：选择无偏移地图源，下载你所需要的卫星图像。
第二步：选择BIGEMAP软件右边工具栏，选择【投影转换】，如下图所示：
2.1 选择说明：
1. 源文件：选择下载好的卫星图像文件（下载目录中后缀为tiff的文件）
2. 源坐标系：打开的源文件的投影坐标系（自动读取，不需要手动填写）
3. 输出文件：选择转换后你要保持文件的文件路径和文件名
4. 目标坐标系：选择你要转换成的目标坐标系，如下图：
选择上图的更多，如下图所示：
1：选择 -Beijing 1954 2：选择地区3：选择分度带对应的带号（一般默认，也可以手动修改）
选择对应的分度带或者中央子午线（请参看：如何选择分度带？），点击【确定】
5. 重采样算法：投影转换需要将影像的像素重新排列，一次每种算法的效率不一样，一般选择【立方卷积采样】，以达到最好的效果。
如下图：
6. 指定变换参数：在不知道的情况下，可以不用填此处信息，如果√上，则如下图：
此参数为【三参数】或者【七参数】，均为国家保密参数，需要到当地的测绘部门或者国土部门，以单位名义签保密协议进行购买，此参数各地都不一样，是严格保密的，请不要随便流通。
第三步：点击【确定】，开始转换，如下图：
第四步：完成后，打开你刚才选择的输出文件夹，里面就是转换后的卫星图像。
第五步：如果你需要套合你手里已经有的矢量文件，请参看：【BIGEMAP无偏移影像叠加配准】。