浅谈GPS测量中的坐标系统及其转换
gps测量仪坐标系转换
GPS测量仪坐标系转换引言全球定位系统（GPS）已经成为现代导航和地理信息系统中不可或缺的工具。
GPS测量仪是一种用于测量地球上任意位置坐标的设备。
由于不同的应用场景可能采用不同的坐标系，因此进行坐标系转换是十分重要的。
本文将介绍GPS测量仪坐标系的基本概念，并详细解释如何进行坐标系转换。
GPS测量仪坐标系GPS测量仪使用的坐标系是地理坐标系（WGS84坐标系）。
地理坐标系是一个以地球椭球体为基准的三维坐标系，用于描述地球上任意点的位置。
在地理坐标系中，经度用角度表示地球表面上的东西方位置，纬度用角度表示地球表面上的南北方位置，高程用米表示。
然而，实际应用中，我们可能需要将GPS测量仪的坐标转换到其他坐标系，比如在地图上显示。
坐标系转换方法进行GPS测量仪坐标系转换，需要使用一些数学公式和算法。
以下是一种常用的坐标系转换方法：1.将GPS测量仪的地理坐标系坐标转换为空间直角坐标系坐标：–首先，将经度和纬度转换为弧度表示。
–使用大地测量学的球体模型，根据经度、纬度和高程计算空间直角坐标系坐标。
2.将空间直角坐标系坐标转换为其他坐标系：–如果需要将坐标转换到平面坐标系（如高斯-克吕格投影），可以使用相应的投影算法进行转换。
–如果需要将坐标转换到其他地理坐标系（如北京54坐标系），可以使用坐标转换参数进行转换。
3.进行坐标精度处理：–针对具体应用场景，根据精度要求对转换后的坐标进行处理，如四舍五入或截断小数位数。
实际应用举例下面我们以将GPS测量仪坐标转换为高斯-克吕格投影坐标系为例进行示范。
假设我们有一个GPS测量仪获取到的地理坐标为：经度为118.8077°，纬度为31.8885°，高程为20.5米。
现在我们需要将其转换为高斯-克吕格投影坐标，可以按照以下步骤进行坐标系转换：1.将经度和纬度转换为弧度。
在计算中，需要将角度转换为弧度表示。
换算公式为：弧度 = 角度* (π/180)。
GPS测量中的坐标系统及其变换原理
特定椭球体及其对应 的转换参数确 定 ， 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 自的大地基准面 ， 通常称谓北京 ５ ４坐
标系 、 西安 ８ ０坐标 系 实 际上 指 的是 我 国的两个 大地
基准面。
第２ ４期 数 据 以 ＷＧ Ｓ一 ８ ４为基 准 。
ＷＧ Ｓ一 ８ ４坐标 系是 一 种 国 际 上 采 用 的地 心 坐
如图 １ 所示 ， 以椭球体 中心为坐标原点 ， 以ｘ 、 Ｙ 、 ｚ ３ 个分量表示椭球面上点坐标 的三维直角坐标 系， 是空间坐标系之间相互变换的一种过渡模型。
１ ． ５ 地 图投 影
地图投影是研究把地球椭球体面上的经纬网按
Ｘ
图 １ 地 球 椭 球 体
１ ． ２ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ参 心 坐标 系
大地测量中以参考椭球面为基准面建立起来 的
坐标 系 ， 地 面点 的位 置用 大地经 度 、 大 地纬 度和 大地
高度表示 。一个形状 、 大小和定位、 定向都已确定 的 地球椭球叫参考椭球。参考椭球一旦确定 ， 则标志 着大地坐标系已经建立。大地坐标系的建立包括选 择一个椭球 、 对椭球进行定位和确定大地起算数据 （ 即国家一等 网起算点 ） 。“ 参 心” 两字意指参 考椭 球的中心。它一般 和地球质心不一致 。北 京 ５ ４和 西安 ８ Ｏ都是参心坐标系。
马洪举 ， 胡 润强
（ 甘肃 煤 田地质局综 合普查队 ， 甘肃 天水 ７ ４ １ ０ ０ ２ ）
摘
要： Ｇ Ｐ Ｓ 测量得到的是 ＷＧ Ｓ 一 ８ ４中的大地坐标 ， 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
gps坐标转换常用方法及转换流程
GPS坐标转换常用方法及转换流程GPS（全球定位系统）坐标转换是将地球上的位置坐标从一种表示方式转换为另一种方式的过程。
这种转换是非常常见的，特别是在地图应用、导航系统和地理信息系统中。
本文将介绍常用的GPS坐标转换方法并提供详细的转换流程。
背景知识在讨论GPS坐标转换之前，首先需要了解一些背景知识。
1. GPS坐标系统GPS坐标系统是用于在地球表面定位和导航的一种坐标系统。
它由经度、纬度和海拔高度组成。
经度表示位置在东西方向上的位置，纬度表示位置在南北方向上的位置，海拔高度表示位置相对于平均海平面的高度。
2. 常用的GPS坐标系统常见的GPS坐标系统包括WGS84和GCJ02坐标系统。
•WGS84坐标系统是一种全球通用的坐标系统，由GPS系统使用。
在大多数情况下，来自GPS设备的原始坐标将使用WGS84。
•GCJ02坐标系统是中国国家测绘局制定的一种坐标系统，用于在中国境内的地图应用中。
GCJ02坐标系统是基于WGS84进行了偏移处理，以保护国家安全。
常用的GPS坐标转换方法在进行GPS坐标转换时，常用的方法包括WGS84转GCJ02和GCJ02转WGS84。
1. WGS84转GCJ02WGS84转GCJ02是将WGS84坐标转换为GCJ02坐标的过程。
由于GCJ02坐标系统在WGS84的基础上进行了偏移处理，所以需要经过一些计算来进行转换。
转换的具体步骤如下：1.将WGS84坐标的经度和纬度分别记为lng和lat。
2.如果lat在1.5以外且lng在48.5以外，则直接返回WGS84坐标。
3.否则，计算新的坐标。
具体计算公式请参考相关的算法。
4.将计算得到的新坐标作为GCJ02坐标返回。
2. GCJ02转WGS84GCJ02转WGS84是将GCJ02坐标转换为WGS84坐标的过程。
由于GCJ02坐标系统相对于WGS84进行了偏移处理，所以需要进行逆运算才能得到原始的WGS84坐标。
转换的具体步骤如下：1.将GCJ02坐标的经度和纬度分别记为lng和lat。
浅述GPS—RTK测量中的坐标转换
坐标系统的坐标值与实际应用坐标值的三维差值 ，Ｏｘ △Ｙ、 。三 ｌ ｆ ／ｘ、 ＡＨ 这种作业时，在整个区域只需在参考站上求一次 ＷＧ ８ Ｓ４坐标值 ， 参数从原理上说参考站每次开机都需要重新校正 ，如果参考站架设在 以后再架在该点时， 直接调用上次存储 的 ＷＧ ８ Ｓ４坐标； 架在其他的点 同一地点，且每次开机发射的 ＷＧ ８ Ｓ４坐标都已经通过设置来固定 ， 那 上时 ， 必需要 有点 的 ＷＧ ８ 坐 标 ， 以是 通过 流动 站测 出后再 架 ， 已 Ｓ４ 可 或 么三参数就不需要再重新求 。手簿里 的操作软件可以设置为参考站发 知地方坐标和转换参数求出的 ， 这样就直接输入到参考站的仪器中。 输 射坐标固定 ， 这种方法因局限于参考站每次只能架设在同—个点上 ， 入 天线 高开 始工 作 。 因 此很少采用。 所以每次开机校正一次是最常用的方法， 这种方法参考站 情况 ｃ 若该区域不能提供任何控制点的坐标 ， ： 可以假设一个点的 可以在已知点上 ， 也可以在未知点上， 但每次都需要—个已知点 。 坐标， 用一步法求出这个独立坐标系的参数， 建立一个独立坐标系。 ２ ． ２四参数和七参数 的求法 ：四参数和七参数并不是一个概念 ， 四 （ 在去测量几个控制点时 ， 可以用几个流动站测量不同的点 ， 并将 参数是同一椭球不同坐标系之间的转换参数 ， 表示为ＡＸ、 Ａ 旋转 ＷＧ ８ Ａｙ、 （ Ｓ ４的坐标分别输入到其他的接收机内， 分别进行坐标转换参数计 角） （ 、 尺度比）七参数是两个不同椭球之间的转换参数 ， Ｋ ， 表示为 ＡＸ、 算 ， 其结果和在一 台接收机内计算的结果和通过 Ｐ ｃ卡传输的结果是一 △Ｙ、 、 ／△ ｐ、 ＡＺ △Ｏ、 ＿ △ 、 三个平移 、 △Ｋ， 三个旋转和一个尺度参数。 致 的 ） 。 四参数和七参数是不能同时使用的， 只能选其一 ， 两者 那么在具体测量 有关坐标转换的计算中， 通过几个点的相互对应的 ＷＧ ８ 坐标和 Ｓ４ 时怎么确定这两种参数是一个关键问题。 地方坐标 ， 来计算出转换参数（ 坐标系统 ） 。相反 ， 也可以通过由 ＷＧ ８ Ｓ４ Ｒ Ｋ直接测量的坐标是属于 ＷＧ ８ Ｔ Ｓ ４坐标系 ，我们通常用的是国 坐标和转换参数求出地方坐标 ； 另外已知地方坐标和转换参数 ， 也可以 家标准坐标系统， 比如 １５ 年北京坐标系 ， ９４ 两者并不是一个椭球 ， 那么 求出点的 ＷＧ ８ Ｓ４的坐标。即 ＷＧ ８ ； Ｓ４转换参数（ 坐标系统 ）地方坐标 ； 原则上讲需要七参数才可以实现两个椭球的转换 ，我们才有可能采集 三者只需要知道其中两个就可以求出另外一个。Ｒ Ｋ测量技术还有很 Ｔ 到 ５ 坐标。一般的手簿软件提供了两种求取四参数的方法 ： ４ 一是利用 大发展空间， 操作方法会越来越简单， 但是要更好 的应用 Ｒ Ｋ技术 ． Ｔ 还 室内点校正 ， 即在未到现场的情况下， 在点校正菜单中 ， 选取数据库 中 是要测量人员亲身体会其原理及 性能 ， 对各种隋况做到心中有数， 这样 的控制 点 ， 且输 入 对应 的 ＷＧ ８ 标 ， 件 就会 自动计 算 出四参 数 才能有效地保证 Ｒ Ｋ测量精度 ， 并 Ｓ４坐 软 Ｔ 提高作业效率。 并给出点位精度 ； 另一种方法就是利用现场 校正， 即在指定的控制点 结语 ： 我 国建 国以来 的工 程历 史上 ， 行业 毋庸 置疑 的被 指定 在 测绘 进行 坐标联 测 ， 联测两 个 以上点 就可 以求 出 四参 数 ， 自动启 用 。 为十大艰苦行业之一 。 一般 并 经过几代测绘中人的不懈努力， 已将光学仪器改 七参数的求解方法一般是靠做控制测量即静态测量。静态测量 的 变为卫星解算 ，坐标转换关联的不仅仅是 ５ ４和 ８ 的新老成果的无缝 Ｏ 数据导入平差软件进行处理后 ， 软件会 自 动求出七参数 ， Ｒ Ｋ测 交融 ， 在做 Ｔ 更是人们解读 Ｇ Ｓ Ｐ 地理信号的最强大武器。 随着人们技术水平 的 量时可以直接输入使用。 七参数相对于四参数来说可以认为是更准确、 不断进步 ， 坐标转换也会推陈出新 ， 变得越来越简捷 、 越来越精确。是人 精度更高， 有条件的话尽量使用七参数。 造卫星遥感技术使测量人迈出了改变命运的一步。是差分信号使不通 ２ 拟合参数的求法 ： ． ３ 拟合参数是指高程拟合参数 ， 在需要 高精度 视变为零距离。 本文所介绍的 Ｒ Ｋ测量技术与一些操作方法会给同行 Ｔ 的正常高高程值 时， Ｒ Ｋ测量必须合理地求解高程拟合面 ， 用 Ｔ 这样才 们一些启发与参考 ， 定会起到抛砖引玉的作用。 能满足一般作业要求 。Ｇ Ｓ静态测量高程最高可以达到三等水准的精 Ｐ 参 考文 献 度 ， Ｒ Ｋ时为四等或四等以外 ， 的前提是必须有高精度的高程拟 ｆ 李征航 ， 做 Ｔ 它 １ １ 黄劲松．Ｐ Ｇ Ｓ测量与数据处理『 武汉： ． 武汉大学出版社 ，０ ５ ２０ ． 合面。 求拟合参数实际上就是求—个区域高程异常的过程 ， 绝大多数的 ［刘璇．Ｔ ２ ］ Ｒ Ｋ技术原理与坐标转换［】 Ｃ． ： 北京 北京合众思壮科技股份有限 ２０． 手簿软件提供了计算 高程拟合参数的方法 ，在利用控制点坐标库求四 公 司 ，０ ７ ３ １ 郭英起 ， 易庆林．Ｐ Ｇ Ｓ在测量工程中的应用［． ０ ． ｚ２ ７ １０ 参数时 ， 如果带有高程的已知点个数达到六个或更多 ， 那么软件会另外 『黄 声享，
GPS测量中坐标系统、坐标系的转换过程
GPS测量中坐标系统、坐标系的转换过程【摘要】GPS测量中的坐标系统和坐标系转换是利用全球定位系统（GPS）进行地理测量和定位的关键。
本文从引言开始，概述了GPS测量中坐标系统和坐标系的转换过程。
接着介绍了GPS坐标系统的概念和作用，以及常用的坐标系及其特点。
随后详细讨论了GPS坐标系统的转换方法和转换工具，帮助读者更好地理解和应用这些技术。
通过实际案例分析展示了GPS测量中坐标系统和坐标系转换的实际应用。
在总结了本文探讨的内容，并展望了未来GPS测量技术的发展方向。
通过本文的阐述，读者可以更深入地了解GPS测量中坐标系统和坐标系的转换过程，为相关领域的研究和应用提供了参考和指导。
【关键词】GPS测量、坐标系统、坐标系、转换过程、引言、GPS坐标系统、常用坐标系、特点、转换方法、转换工具、实际案例、分析、总结、未来发展、展望1. 引言1.1 GPS测量中坐标系统、坐标系的转换过程概述GPS测量中的坐标系统和坐标系转换是一项关键技术，广泛应用于各种领域。
在现代GPS测量中，我们常常需要将不同坐标系统之间的数据进行转换，以确保数据的准确性和一致性。
在这个过程中，我们需要了解GPS坐标系统的基本原理和常用的坐标系，掌握不同坐标系之间的转换方法，并使用相应的工具进行数据处理和分析。
GPS坐标系统是一种地理坐标系统，由经度、纬度和高度三个参数组成。
常用的坐标系包括WGS84、GCJ-02和BD-09等，它们各有自己的特点和适用范围。
在GPS测量中，我们需要根据具体的需求选择合适的坐标系，并进行必要的转换。
GPS坐标系转换方法包括基本的数学转换和大地测量学方法。
我们可以通过公式计算或使用专业软件来进行坐标系转换，确保数据的准确性和一致性。
一些专门的GPS坐标系转换工具也可以帮助我们快速、准确地实现坐标系转换。
通过实际案例分析，我们可以更好地理解GPS测量中坐标系统和坐标系转换的重要性和实际应用。
结合实际情况，总结经验教训，提出今后改进的方向，并展望未来发展的方向和前景。
GPS测量中的坐标转换与配准方法
GPS测量中的坐标转换与配准方法GPS（全球定位系统）是一种基于卫星的导航系统，用于确定地球上任意位置的准确坐标。
在现代测绘和地理信息系统（GIS）应用中，GPS成为了非常重要的工具。
然而，在实际的测量过程中，不同测量设备、不同测量方法以及数据处理的差异会导致测量结果存在一定的误差。
为了消除这些误差，需要进行坐标转换和配准。
本文将探讨在GPS测量中常用的坐标转换和配准方法。
1. 坐标转换方法坐标转换是将一个坐标系中的坐标点转换到另一个坐标系中的过程。
在GPS测量中，常用的坐标转换方法有以下几种：1.1 七参数法七参数法是一种常用的坐标转换方法，通过确定平移、旋转和尺度参数来实现不同坐标系之间的转换。
该方法适用于相对小范围内的坐标转换。
1.2 高斯投影法高斯投影法是一种将地球表面上的经纬度坐标转换为平面坐标的方法。
利用高斯投影公式，可以将经纬度坐标转换为相应的平面坐标。
该方法适用于大范围的坐标转换。
1.3 直角坐标转经纬度坐标直角坐标转经纬度坐标是一种将直角坐标系下的坐标点转换为经纬度坐标系下的坐标点的方法。
该方法适用于定位导航系统（如GPS）输出的直角坐标点与地理信息系统中的经纬度坐标点的转换。
2. 配准方法配准是将不同数据源或不同时间的数据进行对齐的过程，用于实现数据的一致性和整合性。
在GPS测量中，常用的配准方法有以下几种：2.1 点对点配准点对点配准是一种基于特征点匹配的配准方法，通过寻找两幅图像中的相同特征点，计算其坐标差异，从而实现两幅图像的对齐。
该方法适用于测量设备拍摄的图像与地理信息系统中的地图图像进行配准。
2.2 线性配准线性配准是一种基于直线拟合的配准方法，通过拟合两幅图像中的直线，计算其参数差异，从而实现两幅图像的对齐。
该方法适用于图像中包含直线特征的配准。
2.3 非线性配准非线性配准是一种基于非线性变换模型的配准方法，通过寻找两幅图像中的相似区域，计算其变换参数，从而实现两幅图像的对齐。
GPS大地测量坐标系统及高程系统转换
学院：武汉大学班级学号： 7学生姓名：程卫旗指导教师：黄声享武汉大学摘要GPS( Global Positioning System) 测量具有全天候、快速、经济等诸多优点,但是长期以来,工程应用领域只是利用了GPS 测量中的平面位置信息,浪费掉了高程信息,也就是没有充分利用并开发GPS 资源。
如果GPS 水准方法在一定范围内可替代低等级几何水准测量,不仅可以获得可观的经济效益,而且也为通过GPS 测量确定大地水准面的研究提供了参考。
因此, GPS 测定正常高的研究具有一定的科学价值及现实意义。
GPS观测数据经处理后，可以得到两点间基线向量及高精度大地高差，若已知一点大地高，便可求得全网任一点的大地高。
大地高是以椭球面为基准的高程系统，而我国采用的是以似大地水准面为基准的正常高系统，因此，需将大地高转换为正常高。
关键词：GPS,高程系统转换- 1 -目录1 绪论........................................ 错误！未定义书签。
1.1引言 .................................... 错误！未定义书签。
1.2GPS全球定位系统简介 .................... 错误！未定义书签。
1.3GPS系统发展现状 ........................ 错误！未定义书签。
1.4我国高程系统现状........................ 错误！未定义书签。
1.5GPS高程转换概况 ........................ 错误！未定义书签。
1.6本论文所研究的内容...................... 错误！未定义书签。
2 高程基准起算面及其相互关系.................. 错误！未定义书签。
2.1平均海平面与高程基准面.................. 错误！未定义书签。
2.2大地水准面与似大地水准面................ 错误！未定义书签。
GPS测量中坐标系之间转换
GPS测量中的坐标系转换第一章绪论1.1概述坐标转化并不是一个新的课题,随着测绘事业的发展,全球一体化的形成,越来越要求全球测绘资料的统一。
尤其是在坐标系统的统一方面.原始的大地测量工作主要是依靠光学仪器进行,这样不免受到近地面大气的影响,同时受地球曲率的影响很大,在通视条件上受到很大的限制,从而对全球测绘资料的一体化产生巨大的约束性。
另外由于每一个国家的大地坐标系的建立和发展具有一定的历史特性,仅常用的大地坐标系就有150余个。
在同一个国家,在不同的历史时期由于习惯的改变或经济的发展变化也会采用不同的坐标系统。
例如:在我国建国之后,为了尽快搞好基础建设,我国采用了应用克氏椭球与我国实际相结合的北京54坐标系;随着经济的发展北京54坐标系的缺陷也随之被表露的越来越明显,特别是对我国经济较发达的东南沿海地区的影响表现得更为明显,进而我国开始研究并使用国家80坐标系。
在实际生活中,在一些地区由于国家建设的急需,来不及布设国家统一的大地控制网,而建立局部的独立坐标系。
而后,再将其转换到国家统一的大地控制网中,这些坐标系的变换都离不开坐标值的转化.在国际上,随着1964年美国海军武器实验室对第一代卫星导航系统─NNSS的研制成功,为测绘资料的全球一体化提供了可能。
到1972年,经过美国国防部的批准,开始了第二代卫星导航系统的开发研究工作,即为现在所说的GPS。
此套卫星导航系统满足了全球范围、全天候、连续实时以及三维导航和定位的要求.正是由于GPS卫星的这些特性,这种技术就很快被广大测绘工作者接受。
是由于坐标系统的不同,对GPS技术的推广使用造成了一定的障碍。
这样坐标转换的问题再一次被提到了重要的位置。
为了描述卫星运动,处理观测数据和表示测站位置,需要建立与之相应的坐标系统。
在GPS测量中,通常采用两种坐标系统,即协议天球坐标系和协议地球坐标系。
其中协议地球坐标系采用的是1984年世界大地坐标系(Word Geodetic System 1984─WGS-84)其主要参数为:长半轴 a=6378137; 扁率 f=1:298.257223563.而我国采用的坐标系并不是WGS-84坐标系而是BJ-54坐标系,这个坐标系是与前苏联的1942年普耳科沃坐标系有关的,其主要参数为: 长半轴 a=6378245; 扁率 f=1:298.3.这就使得同一点在不同的坐标系下有不同的坐标值,这样使测绘资料的使用范围受到很大的限制,并且对GPS系统在我国的广泛使用造成了一定的约束性,对我国的测绘事业的发展不利。
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浅谈GPS测量中的坐标系统及其转换
GPS是一种采用WGS-84的地心地固坐标系统,而我国绝大多数应用都集中在各种参心坐标系统上,因此,只有解决这两种不同的空间坐标系的转换才能更好地发挥GPS的作用。
本文通过分析GPS的工作原理及GPS测量中的几种常用坐标系统特点,针对测量过程中实现坐标系统转换方法及关键技术进行分析。
标签：GPS 工程测量坐标系统参数转换
1 GPS的工作原理
GPS全球定位系统由空间卫星群、地面监控系统、测量用户的卫星接收设备三大部分组成。
GPS系统是一种采用距离交会法的卫星导航定位系统。
如在需要的位置P 点架设GPS接收机,在某一时刻t同时接收了3颗(A,B,C)以上的GPS卫星所发出的导航电文,通过一系列数据处理和计算可求得该时刻GPS接收机至GPS卫星的距离SAP,SBP,SCP,同样通过接收卫星星历可获得该时刻这些卫星在空间的位置(3维坐标)。
从而用距离交会的方法求得P点的3维坐标(XP,VP,ZP),在GPS测量中通常采用两类坐标系统,一类是空间固定的坐标系统(天球坐标系),另一类是与地球体相固联的坐标系统,称地固坐标系统地球坐标系),我们在控制测量中常用地固坐标系统(如:WGS-84世界大地坐标系和1980年西安大地坐标系统)。
在实际使用中需要根据坐标系统间的转换参数进行坐标系统的变换,来求出所使用的坐标系统的坐标,这样更有利于表达地面控制点的位置和处理GPS观测成果。
2 GPS测量常用坐标系统的比较
2.1 WGS-84坐标系WGS-84坐标系是目前GPS所采用的坐标系统,GPS所发布的星历参数就是基于此坐标系统的。
WGS-84坐标系统的全称是World Geodieal System一84(世界大地坐标系-84),它是一个地心地固坐标系统。
WGS-84坐标系统由美国国防部制图局建立,于1987年取代了当时GPS所采用的坐标系统-WGS-72坐标系统而成为GPS的所使用的坐标系统。
WGS-84坐标系的坐标原点位于地球的质心,Z轴指向BIH1984.0定义的协议地球极方向,X轴指向BIH1984.0的起始子午面和赤道的交点,Y轴与X轴和Z轴构成右手系。
采用椭球参数为:
a=6 378 137mf=1/298.257 223 563
2.2 1954年北京坐标系1954年北京坐标系是我国目前广泛采用的大地测量坐标系,是一种参心坐标系统。
该坐标系源自于前苏联采用过的1942年普尔科夫坐标系。
该坐标系采用的参考椭球是克拉索夫斯基椭球,该椭球的参数为:a=6 378 245mf=1/298.3。
我国地形图上的平面坐标位置都是以这个数据为基准推算的。
2.3 地方坐标系(任意独立坐标系) 在我们测量过程中时常会遇到的如一些某城市坐标系、某城建坐标系、某港口坐标系等,或我们为了测量方便而临时建立的独立坐标系。
3 GPS测量过程中坐标系统转换的实现
在工程应用中使用GPS卫星定位系统采集到的数据是WGS-84坐标系数据,而目前我们测量成果普遍使用的是以1954年北京坐标系或是地方(任意)独立坐标系为基础的坐标数据。
因此必须将WGS-84坐标转换到BJ-54坐标系或地方(任意)独立坐标系。
目前一般采用七参数法与三参数完成WGS-84坐标系到北京54坐标系的转换,得到北京54坐标数据。
我们城市测量主要是进行较小区域内两个椭球间的坐标转换,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。
工程实践过程中,作业队伍在进驻工区以后,首先应着手搜集工区已有的转换参数,在新工区或者没有转换参数的工区应当首先考虑搜集相邻工区的转换参数,并做检验对比,合格后方可使用。
在上述方案失败后,操作步骤可参考以下顺序:如工区内有WGS-84成果点(1个或者多个),可在控制网布设时联测这些WGS-84点做全网起算,在无约束平差(最小约束平差)后,获得经过平差以后的WG
S-84成果,再利用相关软件(如:Powadj,KLseis等)或者TGO软件的点校正实现转换参数的求取。
如果工区内没有WGS-84成果点,考虑到《规范》的滞后性,可以首先考虑长距离联测国际台站,然后通过网络PPP(precise point pointing)或者武测Trip单点定位软件解算得到GPS控制网点的精确WGS-84坐标。
目前国际上通用的网络PPP 主要有:AUSPOS-GPS和CSRS-PPP,上述三个软件都需要经过严密改正天线高的RINEX格式文件,其中AUSPOS-GPS和CSRS-PPP都需要网络良好,一般lh以内均可以得到解算结果,Trip软件需要下载与观测数据匹配良好的精密星历文件,故也需网络支持。
CSRS-PPP(WWW.geod.nrcan.gc.ca)使用前,用户必须用国际通用邮箱(如搜狐、雅虎等)注册,解算结果会发到用户邮箱中。
AUSPOS-PPP(.au/bin/gps.p1)不须注册,但是用户也必须使用国际通用邮箱接收解算文件。
武测Trip软件目前版本是v1.0,用户可以免费使用50次。
精密星历数据可以通过如下IGS网站下载。
经过我们实际对比,利用PPP解算得到的站点精确WGS-84坐标解算出来的转换参数精度较高,完全满足《规范》的相关要求。
故我们建议对此方法进行推广使用。
另外需注意,在作业队伍自己求取转换参数时,无论采用哪一种方法,工区所采用的其它控制点的WGS-84坐标的起算数据必须基于用作求取转换参数的点的成果。
4 结束语
通过运用软件技术进行坐标转换结果的精度是可信的,能够满足一般工程测量对精度的要求,如果要提高测量结果坐标转换的精度,需要进行卫星星历预报,选择最佳时段采集数据,然后在坐标转换过程中选择旋转、平移和尺度比三种参数进行反复计算研究,以提高转换的精度。
参考文献:
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