我国常用坐标系统及其转换
地理信息中各种坐标系区别和转换总结

地理信息中各种坐标系区别和转换总结⼀、北京54坐标到西安80坐标转换⼩结1、北京54和西安80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。
2、数字化后的得到的坐标其实不是WGS84的经纬度坐标,因为54和80的转换参数⾄今没有公布,⼀般的软件中都没有54或80投影系的选项,往往会选择WGS84投影。
3、WGS84、北京54、西安80之间,没有现成的公式来完成转换。
4、对于54或80坐标,从经纬度到平⾯坐标(三度带或六度带)的相互转换可以借助软件完成。
5、54和80间的转换,必须借助现有的点和两种坐标,推算出变换参数,再对待转换坐标进⾏转换。
(均靠软件实现)6、在选择参考点时,注意不能选取河流、等⾼线、地名、⾼程点,公路尽量不选。
这些在两幅地图上变化很⼤,不能⽤作参考。
⽽应该选择固定物,如电站,桥梁等。
⼆、西安80坐标系与北京54坐标系转换西安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 。
在MAPGIS平台中实现步骤: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(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。
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。
我国常用坐标系统及其转换论文

我国常用坐标系统及其转换摘要:随着坐标系的更新以及坐标基准的变化,我国曾先后使用过北京54坐标系、1980西安坐标系,并于2008年7月开始启用新的国家大地坐标系——2000国家大地坐标系,如何将各个坐标系的大地控制点进行相互转换是我们必须解决的问题,本文对我国常用坐标系及其坐标相互转换的理论基础和方法进行了介绍。
关键词:坐标系;坐标转换;参数中图分类号: {p286+.1} 文献标识码: a 文章编号:一、引言20世纪50年代,为了满足测绘工作的迫切需要,我国采用了北京54坐标系,后来随着天文大地网布设任务的完成,通过天文大地网整体平差,于80年代初我国又建立了1980西安坐标系。
1954北京坐标系和1980西安坐标系在我国经济建设和国防建设中发挥着巨大的作用。
同时也应该看到,随着时间的推移,这两个以经典测量技术为基础的局部大地坐标系,目前已经不能适应科学技术特别是空间技术的发展,不能适应我国经济建设和国防建设需要。
同时,全球卫星定位技术的广泛推广和应用,使各行业和部门对采用地心坐标系统提出了迫切的需求,为了适应国民经济和科学技术发展的需要,世界上许多发达和中等发达国家和地区多年前就开始采用地心坐标系,我国也于2008年7月开始启用新的国家大地坐标系——2000国家大地坐标系。
一个完整的地球坐标参考系统是由大地基准(面)与坐标系两部分构成。
坐标系指描述空间位置的表达形式(如空间直角坐标系或大地坐标系等),而基准指的是为描述空间位置而定义的一系列点、线和面。
在大地测量中的大地基准面一般指为确定点在空间中的位置,而采用的总地球椭球或参考椭球的几何参数和物理参数。
我国目前用以测图及工程规划、设计以及其他用途的大地控制点一般基于北京54坐标系或西安80坐标系,如何将这些控制点统一到地心坐标系是十分重要的问题,本文主要介绍我国常用坐标系统及其相互转换方法。
二、我国常用坐标系简介1、北京54坐标系北京54坐标系是我国目前广泛采用的大地测量坐标系,它是依照1953年我国东北边境内若干三角点与前苏联天文网相连测的成果,由1954年东北地区的一部分一等三角锁局部平差确定,随后扩展加密遍及全国,该坐标系采用的参考椭球是克拉索夫斯基椭球。
(完整word版)参考系坐标系及转换

1 天球坐标系、地球坐标系和卫星测量中常用的坐标系的建立方法.天球直角坐标系天球坐标系天球球面坐标系坐标系地球直角坐标系地球坐标系地球大地坐标系常用的天球坐标系:天球赤道坐标系、天球地平坐标系和天文坐标系。
在天球坐标系中,天体的空间位置可用天球空间直角坐标系或天球球面坐标系两种方式来描述.1 天球空间直角坐标系的定义地球质心O为坐标原点,Z轴指向天球北极,X轴指向春分点,Y轴垂直于XOZ 平面,与X轴和Z轴构成右手坐标系。
则在此坐标系下,空间点的位置由坐标(X,Y,Z)来描述.春分点:当太阳在地球的黄道上由天球南半球进入北半球,黄道与赤道的交点)2 天球球面坐标系的定义地球质心O为坐标原点,春分点轴与天轴(天轴:地球自转的轴)所在平面为天球经度(赤经)测量基准-—基准子午面,赤道为天球纬度测量基准而建立球面坐标.空间点的位置在天球坐标系下的表述为(r,α,δ)。
天球空间直角坐标系与天球球面坐标系的关系可用图2—1表示:岁差和章动的影响岁差:地球实际上不是一个理想的球体,地球自转轴方向不再保持不变,这使春分点在黄道上产生缓慢的西移,这种现象在天文学中称为岁差。
章动:在日月引力等因素的影响下,瞬时北天极将绕瞬时平北天极旋转,大致呈椭圆,这种现象称为章动。
极移:地球自转轴相对地球体的位置并不是固定的,因而,地极点在地球表面上的位置,是随时间而变化的,这种现象称为极移。
地球的自转轴不仅受日、月引力作用而使其在空间变化,而且还受地球内部质量不均匀影响在地球内部运动。
前者导致岁差和章动,后者导致极移。
协议天球坐标系:为了建立一个与惯性坐标系统相接近的坐标系,人们通常选择某一时刻,作为标准历元,并将此刻地球的瞬时自转轴(指向北极)和地心至瞬时春分点的方向,经过瞬时的岁差和章动改正后,分别作为X轴和Z轴的指向,由此建立的坐标系称为协议天球坐标系.3 地球坐标系地球直角坐标系和地球大地坐标系的转换其中:过椭球面上一点的法线,可作无限个法截面,其中一个与该点子午面相垂直的法截面同椭球面相截形成的闭合的圈称为卯酉圈。
大地坐标系转换方法

大地坐标系转换方法引言大地坐标系是地理空间测量中常用的一种坐标系统,用来描述地球上任意点的位置。
在使用大地坐标时,常见的问题是如何将大地坐标转换为其他坐标系,或者将其他坐标系转换为大地坐标。
本文将介绍一些常用的大地坐标系转换方法。
经纬度坐标与平面坐标间的转换大地坐标系与平面坐标系的关系大地坐标系使用经度(longitude)和纬度(latitude)来表示地球上的位置,是一种球面坐标系统。
而平面坐标系使用直角坐标系来表示位置,适用于小范围的测量。
因此,经纬度坐标与平面坐标之间的转换是常见的需求。
大地坐标转换为平面坐标大地坐标转换为平面坐标的方法称为投影。
常用的投影方法有等经纬度投影、高斯-克吕格投影、墨卡托投影等。
等经纬度投影等经纬度投影是一种简单的投影方法,它将地球表面划分为等大小的网格,将经纬度坐标映射到网格坐标上。
这种投影方法在小范围测量中常被使用,如城市规划、地图制作等。
高斯-克吕格投影高斯-克吕格投影是一种惯用的大范围测量投影方法。
这种投影方法在使用时需要选择一个中央子午线,并将经度平移至该子午线上,然后再进行投影转换。
高斯-克吕格投影适用于跨越多个经度带的地区。
墨卡托投影墨卡托投影是一种等积投影,具有无扭曲、保持形状不变和保持角度不变的特点。
这种投影方法广泛应用于航海、航空、地图制图等领域。
平面坐标转换为大地坐标平面坐标转换为大地坐标的方法称为反投影。
常用的反投影方法包括逆高斯-克吕格投影、反墨卡托投影等。
逆高斯-克吕格投影逆高斯-克吕格投影是将平面坐标转换为大地坐标的常用方法。
在逆高斯-克吕格投影中,需要知道投影中心的经纬度信息,然后通过逆运算将平面坐标转换为大地坐标。
反墨卡托投影反墨卡托投影将平面坐标转换为大地坐标的方法也很常见。
在反墨卡托投影中,需要指定投影的中心经纬度和投影的参数,然后通过逆运算将平面坐标转换为大地坐标。
大地坐标系间的转换大地坐标系间的转换通常包括从经纬度到其他大地坐标系的转换,或从其他大地坐标系到经纬度的转换。
常用坐标系

一、常用坐标系1、北京坐标系北京54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。
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。
北京54坐标系,属三心坐标系,长轴6378245m,短轴6356863,扁率1/298.3;2、西安80坐标系1978年4月在西安召开全国天文大地网平差会议,确定重新定位,建立我国新的坐标系。
为此有了1980年国家大地坐标系。
1980年国家大地坐标系采用地球椭球基本参数为1975年国际大地测量与地球物理联合会第十六届大会推荐的数据,即IAG75地球椭球体。
该坐标系的大地原点设在我国中部的陕西省泾阳县永乐镇,位于西安市西北方向约60公里,故称1980年西安坐标系,又简称西安大地原点。
基准面采用青岛大港验潮站1952-1979年确定的黄海平均海水面(即1985国家高程基准)。
西安80坐标系,属三心坐标系,长轴6378140m,短轴6356755,扁率1/298.257221013、2000国家大地坐标系的定义国家大地坐标系的定义包括坐标系的原点、三个坐标轴的指向、尺度以及地球椭球的4个基本参数的定义。
2000国家大地坐标系的原点为包括海洋和大气的整个地球的质量中心;2000国家大地坐标系的Z轴由原点指向历元2000.0的地球参考极的方向,该历元的指向由国际时间局给定的历元为1984.0的初始指向推算,定向的时间演化保证相对于地壳不产生残余的全球旋转,X轴由原点指向格林尼治参考子午线与地球赤道面(历元2000.0)的交点,Y轴与Z轴、X轴构成右手正交坐标系。
我国现行坐标系统及其转换

作者:长孙建坤我国现行坐标系统及其转换西安科技大学科 技 论 文 专业名称:测绘工程2015年5月15日目录1.我国测量坐标系统概述 (3)2.各种坐标系的几种表达形式 (3)3.我国现阶段并存的几种坐标系统简介 (3)3.5. 地方独立坐标系 (5)4. 坐标系的转换 (5)4.1.坐标系转换必要性的分析 (5)4.2.坐标系转换严密性的分析 (6)4.3.不同椭球之间大地坐标的差异性 (6)4.4.坐标系转换的方法 (6)1.我国测量坐标系统概述我国测量坐标系统在大地测量学中,坐标系分为两大类:地心坐标系和参心坐标系。
地心坐标系是坐标系原点与地球质心重合的坐标系; 参心坐标系是坐标系原点位于参考椭球体中心,但不与地球质心重合的坐标系。
我国使用的1954北京坐标系,1980西安坐标系都属于参心坐标系。
GPS 中使用的世界大地坐标系WGS -84属于地心坐标系,我国最近开始启用的中国大地坐标系2000(即CGCS2000),也属于地心坐标系。
2.各种坐标系的几种表达形式1.空间大地坐标系,即大地经纬度(B ,L ,H )形式2.空间直角坐标系,即三维空间坐标(X ,Y ,Z )形式3.投影平面直角坐标系。
即二维平面坐标(x ,y ,h )形式3.我国现阶段并存的几种坐标系统简介现就上述几种坐标系迚行简单介绍,供大家参阅,幵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。
3.1. 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)定义的地我国测量坐标系 地心坐标系 参心坐标系Beijing54 Xi ’An80 WGS84 CGC2000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。
常用坐标系及其变换

§2-2 常用坐标系及其变换坐标系的定义:坐标系是量测物体的质心或质点在空间的相对位置,以及物体在空间的相对方位所使用的基准线组。
引入坐标系的目的:1 确切地描述飞行器的运动状态。
2 研究飞行器运动参数的变化规律。
1 惯性坐标系定义:一、常用坐标系的定义¾近程导弹飞行力学中,忽略地球的自转和公转,将与地球固连的坐标系看作惯性坐标系。
¾远程导弹飞行力学中,应考虑地球自转,将以地心为原点,坐标轴不随地球自转而转动的坐标系看作惯性坐标系。
在空间位置不变或作直线运动的坐标系。
实际应用时应注意的问题:2 直角坐标系定义:又称“笛卡儿坐标系”,轴线互相垂直的坐标系。
原点:发射点(发射飞行器时的惯性中心上)地面坐标系()轴:指向任何方向,通常取指向目标的方向。
轴:轴:d ddOXY Z O d OY d OX d OZ 与轴垂直,并位于过O 点的铅垂面内,指向上方。
d OX 与、轴垂直并组成右手坐标系。
dOX d OY特点:固连于地球表面,随地球一起转动可以看作惯性系。
由于有翼导弹飞行距离小、飞行时间短,因此可以把地球看作静止的,并把地球表面看作平面,此时可以将地面系看作惯性系。
对于近程导弹来说,可以认为重力与Y轴平行,方向相反。
地面,取包含发射点的水平面或称切平面。
基准面:目的:决定飞行器重心移动的规律、空间的姿态、导弹速度方向。
原点:导弹的质心。
弹体坐标系()轴:沿纵轴,指向头部为正。
轴:轴:111OX Y Z O 1OY 1OX 1OZ 与轴垂直,并位于纵向对称平面内,指向上方为正。
1OX 弹体纵向对成平面垂直,并与、轴组成右手坐标系。
1OX 1OY特点:与弹体固连,相对于弹体不动;动坐标系。
目的:决定导弹相对于地面坐标系的姿态;把导弹旋转运动方程投影到该坐标系上,可以使方程式简单清晰。
导弹气动力矩三个分量沿此系分解;常用于研究导弹的稳定性和操纵性。
原点:导弹的质心。
弹道固连系()轴:与飞行速度方向一致。
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我国常用坐标系统及其转换
摘要:随着坐标系的更新以及坐标基准的变化,我国曾先后使用过北京54坐标系、1980西安坐标系,并于2008年7月开始启用新的国家大地坐标系——2000国家大地坐标系,如何将各个坐标系的大地控制点进行相互转换是我们必须解决的问题,本文对我国常用坐标系及其坐标相互转换的理论基础和方法进行了介绍。
关键词:坐标系;坐标转换;参数
一、引言
20世纪50年代,为了满足测绘工作的迫切需要,我国采用了北京54坐标系,后来随着天文大地网布设任务的完成,通过天文大地网整体平差,于80年代初我国又建立了1980西安坐标系。
1954北京坐标系和1980西安坐标系在我国经济建设和国防建设中发挥着巨大的作用。
同时也应该看到,随着时间的推移,这两个以经典测量技术为基础的局部大地坐标系,目前已经不能适应科学技术特别是空间技术的发展,不能适应我国经济建设和国防建设需要。
同时,全球卫星定位技术的广泛推广和应用,使各行业和部门对采用地心坐标系统提出了迫切的需求,为了适应国民经济和科学技术发展的需要,世界上许多发达和中等发达国家和地区多年前就开始采用地心坐标系,我国也于2008年7月开始启用新的国家大地坐标系——2000国家大地坐标系。
一个完整的地球坐标参考系统是由大地基准(面)与坐标系两部分构成。
坐标系指描述空间位置的表达形式(如空间直角坐标系或大地坐标系等),而基准指的是为描述空间位置而定义的一系列点、线和面。
在大地测量中的大地基准面一般指为确定点在空间中的位置,而采用的总地球椭球或参考椭球的几何参数和物理参数。
我国目前用以测图及工程规划、设计以及其他用途的大地控制点一般基于北京54坐标系或西安80坐标系,如何将这些控制点统一到地心坐标系是十分重要的问题,本文主要介绍我国常用坐标系统及其相互转换方法。
二、我国常用坐标系简介
1、北京54坐标系
北京54坐标系是我国目前广泛采用的大地测量坐标系,它是依照1953年我国东北边境内若干三角点与前苏联天文网相连测的成果,由1954年东北地区的一部分一等三角锁局部平差确定,随后扩展加密遍及全国,该坐标系采用的参考椭球是克拉索夫斯基椭球。
该坐标系统采用多点定位,且高程基准为1956年青岛验潮站求出的黄海平均海水面,高程异常以前苏联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。
北京54坐标系存在如下的问题:
(1)北京54坐标系所对应的国家参考椭球并未采用我国自己的天文测量资料来进行定位和定向,对椭球的定向含义不明确,从现代观点来看克拉索夫斯基椭球元素也显得不够精确,而且只有两个几何参数,并不具有反映椭球几何、物理特性的四个基本参数。
(2)北京54坐标系椭球参数长半轴与现在的精确值有108m的差距。
(3)北京54坐标系参考椭球面与我国大地水准面之间存在自西向东的系统性倾斜,东部差距达68m。
(4)几何大地测量和物理大地测量应用的参考面不统一。
重力数据处理采用的是赫尔默特正常重力公式,与其相应的椭球为赫尔默特椭球,这与克拉索夫斯基椭球不一致。
(5)定向不明确。
克拉索夫斯基椭球短半轴既不指向CIO也不指向我国地极原点JYD1968.0;同时其起始子午面也不是国际时间局所定义的格林尼治平均天文台子午面,这给坐标换算带来了很多麻烦。
(6)北京54坐标系按局部平差逐步提供大地点成果的,因此不可避免的会出现一些矛盾和不够合理的地方。
2、1980年西安坐标系
1980年国家大地坐标系因其大地坐标原点在陕西省泾阳县永乐镇境内。
通常又被称为西安80坐标系。
由于北京54坐标系自身存在的很大缺陷而不能满足现代大地测量和有关科学发展的需要,为了消除局部平差和逐级控制产生的不合理影响,提高大地网的精度,1982年我国完成了全国天文大地网整体平差,建立了新坐标系即1980西安坐标系。
西安80坐标系的大地原点在我国中部,是参心坐标系,椭球面同似大地水准面在我国境内符合的最好;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0经度方向;Y轴与Z,X轴成右手坐标系;椭球采用IUGG1975年大会推荐的参数;多点定位:椭球定位时按我国范围内高程异常值平方和最小原则求解参数;大地高程以1956年青岛验潮站求出的黄海平均水面为基准。
从技术和应用方面考虑,西安80系主要存在下面几个问题:
(1)二维坐标系统,即任何所考虑对象的三维坐标在西安80系中只表现为平面的2维坐标;
(2)椭球定位,西安80系是由中国大陆局部高程异常最佳符合方法定位,因此它不仅不是地心定位,而且当时确定定位也没有顾及占中国全部国土面积近
1/3的海域国土
(3)随着科学技术的发展,原来在20世纪70年代用于定义我国大地坐标系的物理和几何常数,已有了更新和改善,其中如椭球大小,西安80系采用的椭球是IAG1975椭球,它的椭球长半轴要比现在国际公认的相应值大3米左右
(4)椭球短轴的指向,西安80系采用指向JYD1968.0地极原点,与国际上通用的地面坐标系如ITRS等椭球短轴的指向(BIH1984.0)不同。
3、2000国家大地坐标系
以地球质量中心为原点的地心大地坐标系,是当今空间时代全球通用的基本大地坐标系,以空间技术为基础的地心大地坐标系,是我国新一代大地坐标系的适宜选择。
地心大地坐标系可以满足大地测量、地球物理、天文、导航和航天应用以及经济、社会发展的广泛需求。
2000中国大地坐标系(CGCS2000),是我国新一代大地坐标系,已在全国正式实施。
它是地心坐标系,长度单位是米,这一尺度同地心局部框架的TCG时间坐标一致,定向初始由1984.0国际时间局(BIH)的定向给定,定向的时间演变由整个地球上水平构造运动无净旋转条件保证。
CGCS2000坐标系参考椭球的定义常数为:
长半轴
扁率
地球的地心引力常数
地球角速度
CGCS2000为右手地固正交坐标系, 其原点和轴向的定义是: 原点在地球的质量中心; Z 轴指向IERS参考极( IRP ) 方向; X 轴为IERS参考子午面( IRM ) 与通过原点且同Z 轴正交的赤道面的交线;Y 轴与Z、X 轴构成右手正交坐标系。
CGCS2000的参考椭球为一旋转椭球, 其几何中心与坐标系的原点重合, 其旋转轴与坐标系的Z轴一致。
参考椭球面在几何上代表地球表面的数学形状。
CGCS2000的参考椭球在物理上代表一个等位椭球(水准椭球), 其椭球面是地球正常重力位的等位面。
三、坐标系的转换
坐标转换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。
由于地球曲率客观存在,传统测绘作业通视受到很大限制,测绘资料的统一存在巨大的约束。
另外由于每个国家的大地坐标系的建立和发展具有一定的历史性,仅常用的大地坐标系就有150余个。
采用不同的参考椭球和定位定向建立的坐标系,均可以转换为空间直角坐标系。
因此不同的坐标系之间的转换归根结底都是不同的空间直角坐标系之间的换算。
如果已知
两个不同的空间直角坐标系相应于某个模型的转换参数,只需要按照相应的转换模型计算,即可完成坐标的转换。
如果并不知道两个坐标系间的转换参数,而只是已知两个坐标系中部分公共点的坐标,则可以根据这些已知点的公共点在两个坐标系中的坐标,利用最小二乘原理求出坐标间的转换参数,然后利用所求的转换参数对两个空间直角坐标系进行相应的转换。
空间直角坐标系之间的转换模型比较常用的是布尔沙模型(式1),它有7个转换参数,即三个平移参数,三个旋转参数和一个尺度参数,所以也称为七参数法。
在某些特殊情况下,一些参数对坐标转换的最终结果并不产生显著影响,可以根据具体情况对这些参数进行剔除以简化转换计算,这就产生了三参数法、四参数法、五参数法和六参数法等,这种情况下用的较多的是三参数模型,它只考虑三个平移参数,模型简单,尽管在理论上有不完善的地方,但是在部分领域也能满足一定的精度要求。
(1)
其中:
和为三个平移参数;和为三个旋转参数;为尺度参数。
四、结束语
新大地基准的启用,对原来所有的测绘成果都将产生直接的影响。
目前,大地测量、地图制图、地理信息系统、航天技术等方面使用的旧坐标系成果,都必须以适当的方式转换到新的地心坐标系上。
本文通过对坐标系统及其转换的有关问题的探讨,旨在介绍坐标转换的背景,坐标系统及参数,以期对在工程规划设计建设中有所启迪和帮助。
参考文献(reference):
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