大地测量中常用的坐标转换方法
工程测量坐标换算方法
工程测量坐标换算方法引言在工程测量中，常常需要使用不同的坐标系统进行测量和计算。
不同的坐标系统可能采用不同的原点、坐标轴方向、单位等。
在实际应用中，我们经常需要将一个坐标点在不同坐标系统下进行换算和转换。
本文将介绍工程测量中常用的坐标换算方法，旨在帮助读者理解和应用这些方法。
1. 直角坐标系直角坐标系是工程测量中最常用的坐标系统之一。
在直角坐标系中，一个点的位置可以用两个坐标值表示，分别表示点在水平和垂直方向的投影距离。
水平方向的坐标称为X坐标，垂直方向的坐标称为Y坐标。
1.1 原点位置直角坐标系的原点一般位于被测量对象的某个特定位置。
在实际测量中，我们可根据需要将原点设置在合适的位置。
1.2 坐标轴方向直角坐标系的坐标轴一般选择水平和垂直两个方向。
水平方向通常用来表示东西方向，以正东方向为正轴向。
垂直方向通常用来表示南北方向，以正北方向为正轴向。
1.3 坐标的表示在直角坐标系中，一个点的位置可以用一个有序对表示，格式为(X, Y)。
其中，X表示点在水平方向的坐标，Y表示点在垂直方向的坐标。
2. 大地坐标系大地坐标系是工程测量中常用的另一种坐标系统。
大地坐标系以地球的形状和地球表面上的某个参考点为基础，通过经纬度来确定一个点的位置。
2.1 经纬度表示在大地坐标系中，经度是指一个点位于地球上的东西方向位置。
经度的表示方法是以0°经线（即本初子午线）为基准，以东经为正，西经为负，范围为-180°到+180°。
纬度是指一个点位于地球上的南北方向位置。
纬度的表示方法是以赤道为基准，以南纬为负，北纬为正，范围为-90°到+90°。
2.2 坐标换算方法在工程测量中，经常需要将大地坐标系中的经纬度换算为直角坐标系中的X、Y坐标，或者将直角坐标系中的X、Y坐标换算为大地坐标系中的经纬度。
常用的大地坐标与直角坐标的换算方法有以下几种：•大地坐标系（经纬度）到直角坐标系的换算方法，称为大地坐标系的正算方法。
浅析几种常用坐标系和坐标转换
浅析⼏种常⽤坐标系和坐标转换⼀般来讲，GPS直接提供的坐标（B,L,H）是1984年世界⼤地坐标系(Word Geodetic System 1984即WGS-84)的坐标，其中B为纬度，L为经度，H为⼤地⾼即是到WGS-84椭球⾯的⾼度。
⽽在实际应⽤中，我国地图采⽤的是1954北京坐标系或者1980西安坐标系下的⾼斯投影坐标（x,y,），不过也有⼀些电⼦地图采⽤1954北京坐标系或者1980西安坐标系下的经纬度坐标（B,L），⾼程⼀般为海拔⾼度h。
GPS的测量结果与我国的54系或80系坐标相差⼏⼗⽶⾄⼀百多⽶，随区域不同，差别也不同，经粗落统计，我国西部相差70⽶左右，东北部140⽶左右，南部75⽶左右，中部45⽶左右。
现就上述⼏种坐标系进⾏简单介绍，供⼤家参阅，并提供各坐标系的基本参数，以便⼤家在使⽤过程中⾃定义坐标系。
1、1984世界⼤地坐标系WGS-84坐标系是美国国防部研制确定的⼤地坐标系，是⼀种协议地球坐标系。
WGS-84坐标系的定义是：原点是地球的质⼼，空间直⾓坐标系的Z轴指向BIH（1984.0）定义的地极（CTP）⽅向，即国际协议原点CIO，它由IAU和IUGG共同推荐。
X轴指向BIH定义的零度⼦午⾯和CTP⾚道的交点，Y轴和Z，X轴构成右⼿坐标系。
WGS-84椭球采⽤国际⼤地测量与地球物理联合会第17届⼤会测量常数推荐值，采⽤的两个常⽤基本⼏何参数：长半轴a=6378137m；扁率f=1:298.2572235632、1954北京坐标系1954北京坐标系是将我国⼤地控制⽹与前苏联1942年普尔科沃⼤地坐标系相联结后建⽴的我国过渡性⼤地坐标系。
属于参⼼⼤地坐标系，采⽤了前苏联的克拉索夫斯基椭球体。
其长半轴 a=6378245，扁率 f=1/298.3。
1954年北京坐标系虽然是苏联1942年坐标系的延伸,但也还不能说它们完全相同。
3、1980西安坐标系1978年，我国决定建⽴新的国家⼤地坐标系统,并且在新的⼤地坐标系统中进⾏全国天⽂⼤地⽹的整体平差,这个坐标系统定名为1980年西安坐标系。
地理坐标系与测绘坐标系的转换方法
地理坐标系与测绘坐标系的转换方法地理坐标系和测绘坐标系是测绘工作中常用的两种坐标系。
地理坐标系使用经度和纬度来表示地球上的位置，而测绘坐标系则采用特定的坐标系统来定位地理特征。
在实际测绘工作中，我们经常需要将地理坐标系转换为测绘坐标系，或者反向进行转换。
本文将介绍一些常见的地理坐标系与测绘坐标系的转换方法。
一、地理坐标系和测绘坐标系的基本概念地理坐标系是基于地球椭球体坐标的坐标系。
它以地球赤道为基准，将地球划分为经度和纬度的网格系统。
经度表示东西方向的角度距离，以0度经线（即本初子午线）为基准，向东为正，向西为负；纬度表示南北方向的角度距离，以赤道为基准，向北为正，向南为负。
地理坐标系广泛应用于地图制作、导航系统和地理信息系统等领域。
测绘坐标系是为满足地图制作和工程测量需求而设立的坐标系统。
它采用某个特定的坐标系统，通过投影等方法将地球的三维空间映射为二维平面。
测绘坐标系通常以某个参照点为基准，以北方向和东方向为正，建立平面坐标系。
测绘坐标系的选择取决于具体的测量任务和地理区域。
二、地理坐标系转换为测绘坐标系的方法地理坐标系转换为测绘坐标系的方法主要有平面坐标系投影和大地坐标系转换两种。
1. 平面坐标系投影法平面坐标系投影法是将三维地理坐标系投影到二维平面上的方法。
常用的投影方法有经纬投影、等面积投影和等距离投影等。
其中，经纬投影是将地理坐标系的经度和纬度分别投影到水平和垂直坐标轴上，以实现从地理坐标系到平面坐标系的转换。
在实际应用中，为了保证地图的准确性，需要选择适合具体地理区域和测绘任务的投影方法。
2. 大地坐标系转换法大地坐标系转换法是将地理坐标系的大地坐标转换为测绘坐标系的方法。
大地坐标系以地球椭球体的形状作为基准，通过大地测量学的方法来描述地球上的点的三维位置。
常用的大地坐标系转换方法有高斯投影法、UTM坐标系和国家大地坐标系等。
这些方法根据地理区域的不同，选择不同的基准椭球体和投影参数来进行转换。
测量中的常用坐标系及坐标转换概述
三、坐标转换
5、高斯投影的邻带换算
应用高斯投影正反算公式间接进行换带计算：实质是把椭球 面上的大地坐标作为过渡坐标，首先把某投影带（比如I带）内 有关点的平面坐标（x，y） I ，利用高斯投影反算公式换算成椭球 面上的大地坐标（B ，ι），进而得到L=L10+ ι，然后再由大地坐 标（B ，ι），利用投影正算公式换算成相邻带第Ⅱ带的平面坐标 （x，y） Ⅱ，在这一步计算中，要根据第Ⅱ带的中央子午线L20来 计算经差ι，此时ι=L- L20
大地高H：某点沿投影方向到基准面（参考椭球面）的距离。
在大地坐标系中，某点的位置用（B ， L，H）来表示。
二、测量中的各种坐标系
2、空间直角坐标系
定义：以椭球体中心为原点，起始子午面与赤道面交线为X轴，在赤 道面上与X轴正交的方向为Y轴，椭球体的旋转轴为Z轴。
在空间直角坐标系中，某点的位置用（X，Y，Z）来表示。
二、测量中的各种坐标系
3、平面直角坐标系
在小区域进行测量工作若采用大地坐标来表示地面点位置是不方便的， 通常采用平面直角坐标系。 测量工作以x轴为纵轴，以y轴为横轴 投影坐标：为了建立各种比例尺地形图的控制及工程测量控制，一般应 将椭球面上各点的大地坐标按照一定的规律投影到平面上，并以相应的 平面直角坐标表示。
三、坐标转换
3、大地坐标同空间直角坐标的变换
X N cos B cos L Y N cos B sin L Z N (1 e 2 ) sin B
三、坐标转换
4、大地坐标与高斯平面坐标的变换
将大地坐标转换为高斯平面坐标，按照高斯投影正算公式 进行。
高斯投影正算公式：
x X 0 0.5 N sin B cos B l 2 y N cos B l 1 / 6 N cos3 B l 3 (1 t 2 2 )
椭球面坐标与大地测量的转换方法与公式
椭球面坐标与大地测量的转换方法与公式椭球面坐标是地球表面上的一种坐标系统, 它将地球视为一个近似椭球体, 提供了一种测量和计算地球上点的方法。
在实际的测量和定位任务中, 经常需要将椭球面坐标转换为其他坐标系统, 或者反过来。
这就需要使用一些转换方法和公式。
一、椭球面坐标系统椭球面坐标系统是大地测量学中常用的一种坐标系统。
它使用经度、纬度和高程来描述地球上的点。
其中，经度表示点在东西方向上的位置，纬度表示点在南北方向上的位置，而高程表示点相对于基准面的高度。
在椭球面坐标系统中，常用的参考椭球体包括WGS84、CGCS2000等。
二、椭球面坐标与地心坐标的转换将椭球面坐标转换为地心坐标是大地测量中常见的任务。
地心坐标是以地球质心为原点的坐标系统，它与椭球体的长短轴、扁率等参数有关。
在转换过程中，需要考虑到椭球体的参数，包括椭球体的半长轴a、扁率f等。
常用的转换方法包括勒让德多项式展开法、球面三角法等。
三、椭球面坐标与笛卡尔坐标的转换将椭球面坐标转换为笛卡尔坐标是另一个常见的任务。
笛卡尔坐标是三维坐标系，它使用直角坐标系来表示地球上的点。
在转换过程中，需要考虑到椭球体的参数，包括椭球体的半长轴a、扁率f等。
常用的转换方法包括克里金插值法、最小二乘法等。
四、大地测量中的应用椭球面坐标与大地测量的转换方法和公式在实际测量和定位任务中发挥着重要的作用。
它们被广泛应用于地理信息系统、导航定位、地质勘探等领域。
例如，在导航定位中，利用椭球面坐标与笛卡尔坐标的转换，可以实现卫星导航系统的精确定位。
在地质勘探中，利用椭球面坐标与地心坐标的转换，可以确定地下矿藏的位置和分布。
总结：椭球面坐标与大地测量的转换方法与公式是地球科学中的重要内容。
通过了解和掌握这些方法和公式，我们可以更好地进行地球测量和定位任务。
椭球面坐标系统提供了一种描述地球表面上点的方式，而转换方法和公式则是实现不同坐标系统之间转换的关键。
在实际应用中，我们需要根据具体任务的要求选择适当的转换方法和公式，以保证测量和定位的精度和准确性。
七参数四参数转化
七参数四参数转化七参数和四参数转化是在大地测量中常用的两种经纬度转换方法，用于将不同坐标参考系下的坐标相互转换。
下面将详细介绍七参数和四参数转化的原理和应用。
1.七参数转化七参数转化是一种常用的大地测量中的坐标转换方法，其基本原理是通过七个参数来描述两个坐标参考系的空间相对关系。
这七个参数包括三个平移参数(dx, dy, dz)，三个旋转参数(rx, ry, rz)，以及一个尺度因子(s)。
假设我们有一个已知坐标参考系A，以及一个需要转换到的目标坐标参考系B，我们可以通过测量的方式获得A到B之间的七个参数，并利用这些参数将A坐标系下的点转换到B坐标系下的点。
七参数转化的公式如下：Xb = s(Rx * Xa - Ry * Za + Rz * Ya) + dxYb = s(Ry * Xa + Rx * Za - Rz * Xa) + dyZb = s(Rz * Xa + Rx * Ya + Ry * Xa) + dz其中(Xa,Ya,Za)是坐标参考系A中的点的坐标，(Xb,Yb,Zb)是坐标参考系B中的点的坐标。
七参数转化广泛应用于地理信息系统（GIS）、大地测量、导航等领域。
通过七参数转化，可以将不同坐标系统下的点转换到同一坐标系统下，实现数据融合和统一管理。
四参数转化是七参数转化的一种特殊情况，即在七参数转化中忽略了旋转和尺度因子的影响。
四参数转化只考虑了平移因子，即通过三个平移参数(dx, dy, dz)来描述两个坐标参考系的空间相对关系。
四参数转化的公式如下：Xb = Xa + dxYb = Ya + dyZb = Za + dz其中(Xa,Ya,Za)是坐标参考系A中的点的坐标，(Xb,Yb,Zb)是坐标参考系B中的点的坐标。
四参数转化通常应用于简单的坐标系转换，适用于小区域的坐标变换问题。
总结：七参数和四参数转化是大地测量中常用的坐标转换方法，用于将不同坐标参考系下的点的空间位置相互转换。
测绘技术坐标转换方法详解
测绘技术坐标转换方法详解测绘技术是一门研究地球表面地理和空间分布的科学，其主要目的是获取和处理与地球表面相关的各种数据。
在测绘技术中，坐标转换方法是至关重要的，它可以理解为将一个地点或物体在不同坐标系统下的表达方式进行转换的过程。
本文将详细讨论测绘技术中常用的坐标转换方法。
首先，介绍最常用的坐标转换方法之一——大地坐标转换。
大地坐标是用经纬度来表示地球上某个点的位置，它是表达地理坐标的最基本方式。
然而，在实际应用中，我们往往需要将大地坐标转换为其他坐标系统，比如平面坐标系统。
大地坐标转换方法主要包括正反算法和解析算法。
正算法是将大地坐标转换为平面坐标的过程。
其中，最常见的正算法是大地坐标转高斯平面坐标。
高斯投影是将地球表面经纬度网格投射到平面上的方法，这是非常常用的坐标转换方法之一。
其主要思想是将地球表面的曲线地带分为若干等宽度的带带，然后再将经纬度坐标转换为与该带带相关的高斯平面坐标。
通过这种方式，我们可以将地球上的任何一点的经纬度坐标转换为该带带内的平面坐标。
反算法是将平面坐标转换为大地坐标的过程。
在大地测量中，我们常常需要根据已知的平面坐标来计算对应的大地坐标。
这就需要用到反算法，比如高斯平面坐标转大地坐标。
该过程是正算的逆过程，通过已知的平面坐标和带号，可以反推出对应的大地坐标。
这在工程测量和地图制图中非常常见，能够提高数据的精度和准确性。
除了大地坐标转换，还有其他坐标转换方法也非常重要。
例如，UTM（通用横轴墨卡托投影）坐标转换。
UTM投影是一种将地球表面划分为若干个6°的带带，并将这些带带投影到平面上的方法，它是世界上最为广泛使用的坐标系统之一。
通过UTM坐标转换，我们可以将经纬度坐标转换为与UTM相关的平面坐标，从而实现不同坐标系统之间的转换。
此外，还有一种常见的坐标转换是大地水准面高程转换。
大地水准面是一种近似于地心引力势场的曲面，在地理测量和工程测量中非常重要。
然而，大地水准面高程与常见的高程系统（例如正高程和平高程）存在差异。
测绘技术中的地理坐标系转换方法
测绘技术中的地理坐标系转换方法地理坐标系是测绘技术中极其重要的一个概念，它用于描述地球上任意一点的位置。
由于地球是一个球体，而我们在地图上绘制的是平面图，所以要将地球上的点转换为平面坐标，需要使用地理坐标系转换方法。
一、地理坐标系简介地理坐标系是由纬度和经度构成的，纬度是指地球表面上某一点与地球赤道之间的夹角，而经度是指从地球表面上的某点出发，和通过地球两极的经线之间的夹角。
地理坐标系的原点通常是参考子午线和赤道。
地理坐标系的使用非常广泛，不仅仅应用于测绘领域，还应用于导航、地理信息系统（GIS）、地质勘探等领域。
而对于地理坐标系中坐标的转换，是测绘技术中的一项核心技术。
二、地理坐标系转换方法1. 大地测量学法：大地测量学法是一种基于数学和物理模型的地理坐标系转换方法。
它通过测量地球的形状和尺寸上的变化，来精确计算地球上任意一点的坐标。
大地测量学法的核心是模型与参数。
常用的大地测量学模型有椭球体模型和大地水准面模型，而参数包括椭球体参数和参数更新模型等。
通过对这些模型和参数的选择和计算，可以实现地理坐标系的转换。
2. 仿射变换法：仿射变换法是一种基于线性变换的地理坐标系转换方法。
它假设地球上局部区域的形状是平面或者具有某种规则的几何形状，通过定义一组变换关系来实现坐标的转换。
仿射变换法的关键是确定变换关系的参数。
其中包括平移参数、旋转参数、比例参数和剪切参数等。
通过调整这些参数的数值，可以在一定误差范围内实现地理坐标系的转换。
3. 空间解析法：空间解析法是一种基于向量分析的地理坐标系转换方法。
它使用向量和矩阵的运算来描述和变换地球表面上的点，通过解析和计算，实现坐标的转换。
空间解析法的关键是确定向量和矩阵的运算关系。
常用的空间解析法包括欧几里得投影法、三参数法和七参数法等。
通过选择适当的解析方法和计算过程，可以实现地理坐标系的转换。
三、地理坐标系转换的应用地理坐标系转换在测绘技术中有着广泛的应用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
大地测量中常用的坐标转换方法
大地测量是地理信息技术的重要组成部分，它用于测量地球表面的形态和地球
参照系统。
在大地测量中，常常需要进行坐标转换，以便对不同坐标系统的地理数据进行有效管理和应用。
本文将介绍一些常用的坐标转换方法。
一、大地测量简介
大地测量是研究地球形态和地球参照系统的科学与技术。
地球的形态非常复杂，不同地区的地形和地壳运动都会导致地球表面坐标的差异。
为了实现地球表面数据的一致性和互操作性，需要进行坐标转换。
二、地球参照系统
地球参照系统是用于描述和定位地球表面上的物体的方法。
常见的地球参照系
统有地理坐标系统（经纬度）、投影坐标系统（平面坐标）和高程坐标系统。
不同的地理信息系统常使用不同的地球参照系统，因此需要进行坐标转换以实现数据的兼容和交互。
三、大地水准面
大地水准面是描述地球海平面的数学模型。
世界上各地的大地水准面存在差异，因此在进行海拔高度计算时需要进行水准面的转换。
常用的水准面模型有地球椭球体、高斯-克吕格地球模型等。
四、大地空间大地基准面
大地基准面是用于确定地球表面上点的位置的参考面。
不同的地区可能使用不
同的大地基准面，如WGS84、PZ-90等。
为了将数据在不同的大地基准面下进行
比较和分析，需要进行大地基准面的转换。
五、坐标转换方法
1. 大地测量中最常用的坐标转换方法是地理坐标与投影坐标之间的转换。
地理
坐标使用经度和纬度表示，而投影坐标使用平面坐标系表示。
常见的投影坐标系统有UTM坐标系统、高斯投影坐标系统等。
通过合适的坐标转换公式，可以将地理
坐标转换为投影坐标，或者反之。
2. 在进行海拔高度计算时，需要进行水准面的转换。
常见的水准面转换方法有
正高转换和高程异常转换。
正高转换是将某地的高程值从一个水准面转换到另一个水准面，高程异常转换则是将某点的高程值转换为相对于某个水准面的高程异常值。
3. 大地基准面转换常用的方法是七参数法。
七参数法通过平移、旋转和尺度变
换等操作，将一个大地基准面上的点的坐标转换到另一个大地基准面上。
六、常见应用场景
1. 地理信息系统（GIS）中常常需要将不同参照系统下的数据进行叠加和分析，因此需要进行坐标转换。
2. 建筑工程中需要进行地理坐标与平面坐标之间的转换，以便进行土地测量和
地形分析。
3. 水利工程中需要将不同坐标系统下的地形数据进行整合和分析，以进行洪水
模拟和水资源管理。
4. 航空航天领域中，坐标转换用于卫星遥感数据的处理和导航。
七、结论
大地测量中的坐标转换方法多种多样，选择合适的转换方法能够有效地实现数
据的兼容性和互操作性。
在处理地理信息数据时，大地测量的基本概念和方法是不可或缺的。
只有深入理解大地测量中常用的坐标转换方法，并能够正确运用，才能更好地利用地理信息技术促进人类社会的发展和进步。