GPS测量中坐标系统、坐标系的转换过程
RTK基础知识解析
RTK基础知识RTK作为现代化测量中的测绘仪器，已经非常普及。
RTK在测量中的优越性也是不言而喻.为了能让RTK的优越性能在使用中充分的发挥出来,为了能让RTK使用人员能灵活的应用RTK，我认为RTK使用人员必须了解以下的基本知识：1。
GPS的概念及组成GPS(Global Positioning System）即全球定位系统，是由美国建立的一个卫星导航定位系统,利用该系统,用户可以在全球范围内实现全天候、连续、实时的三维导航定位和测速;另外，利用该系统，用户还能够进行高精度的时间传递和高精度的精密定位.GPS计划始于1973年，已于1994年进入完全运行状态(FOC［2］)。
GPS的整个系统由空间部分、地面控制部分和用户部分所组成:空间部分GPS的空间部分是由24颗GPS工作卫星所组成,这些GPS工作卫星共同组成了GPS卫星星座,其中21颗为可用于导航的卫星，3颗为活动的备用卫星。
这24颗卫星分布在6个倾角为55°的轨道上绕地球运行.卫星的运行周期约为12恒星时.每颗GPS工作卫星都发出用于导航定位的信号。
GPS 用户正是利用这些信号来进行工作的。
控制部分GPS的控制部分由分布在全球的由若干个跟踪站所组成的监控系统所构成，根据其作用的不同，这些跟踪站又被分为主控站、监控站和注入站。
主控站有一个，位于美国克罗拉多(Colorado）的法尔孔(Falcon）空军基地,它的作用是根据各监控站对GPS的观测数据，计算出卫星的星历和卫星钟的改正参数等，并将这些数据通过注入站注入到卫星中去；同时,它还对卫星进行控制，向卫星发布指令，当工作卫星出现故障时，调度备用卫星,替代失效的工作卫星工作；另外，主控站也具有监控站的功能。
监控站有五个，除了主控站外，其它四个分别位于夏威夷（Hawaii）、阿松森群岛（Ascencion)、迭哥伽西亚（Diego Garcia)、卡瓦加兰（Kwajalein），监控站的作用是接收卫星信号，监测卫星的工作状态；注入站有三个，它们分别位于阿松森群岛(Ascencion)、迭哥伽西亚(Diego Garcia）、卡瓦加兰（Kwajalein)，注入站的作用是将主控站计算出的卫星星历和卫星钟的改正数等注入到卫星中去。
GPS简易操作求坐标测量及坐标放样
G P S简易操作求坐标测量及坐标放样Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT本章将分三种情况介绍野外实际操作过程（一）用户有已知坐标，基站架未知点1．第一次开始作业2.关基站或收测后第二次作业（二）用户有已知坐标，基站架已知点1．第一次开始作业2.关基站或收测后第二次作业（三）用户没有已知点，测自定义坐标1．第一次开始作业2.关基站或收测后第二次作业（四）坐标文件的转换输出（一）用户有已知坐标，基站架未知点1．第一次开始作业基准站在测区中央选择地势较高、视野开阔的位置架好基站（不用对中整平、不用量取仪器高，只用架稳就行了），连接好基站、电台、电瓶连线，开机。
Ok！（开机时主机STA和PWR指示灯常亮，达到条件会自动发射，发射时，STA 灯1秒闪一次，DL灯5秒快闪2次，电台的TX灯1秒闪一次）主机和电台都由电瓶供电移动站比如nanning开主机，主机和手簿正常连接后，新建工程，选择北京54椭球，输入当地中央子午线。
中央子午线的算法：假如测量的经度是110度23分30秒，则用除以3四舍五入取整得到－>37，再用所得的整数乘以37*3，就得到常用的中央子午线了111。
改移动站天线高点击“设置－其他设置－移动站天线高”进入输入2米，选择杆高，选中直接显示实际高程，点击ok。
注意：每次新建工程后第一步要做的就是改天线高固定解坐标，并保存。
在固定解状态下，测出已知点A的坐标（对中后，按手簿上的字母A或者向左的方向键，弹出储存的界面，点名输入A，杆高是固定的2米，回车或者确定）；同样，到B点扶平对中杆，测量并保存B点坐标。
计算转换参数（至少两个已知点，一个已知点只能求出平移Δx、Δy、Δz）点击设置－>控制点坐标库，点击增加，把用于求转换参数的点增加到库里面计算参数。
输入刚才所测的已知点A的已知坐标，输入后点击OK进入原始坐标的输入界面：点击“从坐标管理库选点”，如果坐标管理库里面没有坐标，点击“导入”，把刚才所测的原始值导入到临时库里以供选择。
RTK基础知识
RTK根底知识RTK 作为现代化测量中的测绘仪器，已经非常普及 .RTK 在测量中的优越性也是不言而喻 . 为了能让 RTK 的优越性能在使用中充分的发挥出来，为了能让 RTK 使用人员能灵活的应用 RTK ，我认为 R TK 使用人员必须了解以下的根本知识：1.GPS 的概念及组成GPS(Global Positioning System)即全球定位系统，是由美国建立的一个卫星导航定位系统，利用该系统，用户可以在全球X围内实现全天候、连续、实时的三维导航定位和测速 ; 另外，利用该系统，用户还能够进展高精度的时间传递和高精度的精细定位。
GPS 方案始于 1973年，已于1994年进入完全运行状态(FOC[2])。
GPS的整个系统由空间局部、地面控制局部和用户局部所组成：空间局部GPS 的空间局部是由 24 颗 GPS 工作卫星所组成，这些 GPS 工作卫星共同组成了 GPS 卫星星座，其中 21 颗为可用于导航的卫星， 3 颗为活动的备用卫星。
这 24 颗卫星分布在 6 个倾角为 55°的轨道上绕地球运行。
卫星的运行周期约为12 恒星时。
每颗GPS 工作卫星都发出用于导航定位的信号。
GPS 用户正是利用这些信号来进展工作的。
控制局部GPS 的控制局部由分布在全球的由假设干个跟踪站所组成的监控系统所构成，根据其作用的不同，这些跟踪站又被分为主控站、监控站和注入站。
主控站有一个，位于美国克罗拉多 (Colorado)的法尔孔 (Falcon) 空军基地，它的作用是根据各监控站对GPS 的观测数据，计算出卫星的星历和卫星钟的改正参数等，并将这些数据通过注入站注入到卫星中去; 同时，它还对卫星进展控制，向卫星发布指令，当工作卫星出现故障时，调度备用卫星，替代失效的工作卫星工作; 另外，主控站也具有监控站的功能。
监控站有五个，除了主控站外，其它四个分别位于夏威夷(Hawaii)、阿松森群岛 (Ascencion) 、迭哥伽西亚 (Diego Garcia) 、卡瓦加兰 (Kwajalein) ，监控站的作用是接收卫星信号，监测卫星的工作状态;注入站有三个，它们分别位于阿松森群岛 (Ascencion)、迭哥伽西亚 (Diego Garcia) 、卡瓦加兰 (Kwa jalein) ，注入站的作用是将主控站计算出的卫星星历和卫星钟的改正数等注入到卫星中去.用户局部GPS 的用户局部由 GPS 接收机、数据处理软件及相应的用户设备如计算机气象仪器等所组成。
坐标系的转换
对于坐标系之间的转换，目前我们国家有以下几种：1、大地坐标（BLH）对平面直角坐标（XYZ）；2、北京54全国80及WGS84坐标系的相互转换；3、任意两空间坐标系的转换。
坐标转换就是转换参数。
常用的方法有三参数法、四参数法和七参数法。
以下对上述三种情况作转换基本原理描述如下：1、大地坐标（BLH）对平面直角坐标（XYZ）常规的转换应先确定转换参数，即椭球参数、分带标准（3度，6度）和中央子午线的经度。
椭球参数就是指平面直角坐标系采用什么样的椭球基准，对应有不同的长短轴及扁率。
一般的工程中3度带应用较为广泛。
对于中央子午线的确定的一般方法是:平面直角坐标系中Y坐标的前两位*3，即可得到对应的中央子午线的经度。
如x=3888888m，y=388888666m，则中央子午线的经度=38*3=114度。
另外一些工程采用自身特殊的分带标准，则对应的参数确定不在上述之列。
确定参数之后，可以用软件进行转换，以下提供坐标转换的程序下载。
2、北京54全国80及WGS84坐标系的相互转换这三个坐标系统是当前国内较为常用的，它们均采用不同的椭球基准。
其中北京54坐标系，属三心坐标系，大地原点在苏联的普而科沃，长轴6378245m，短轴6356863，扁率1/298.3；西安80坐标系，属三心坐标系，大地原点在陕西省径阳县永乐镇，长轴6378140m，短轴6356755，扁率1/298.25722101；WGS84坐标系，长轴6378137.000m，短轴6356752.314，扁率1/298.257223563。
由于采用的椭球基准不一样，并且由于投影的局限性，使的全国各地并不存在一至的转换参数。
对于这种转换由于量较大，有条件的话，一般都采用GPS联测已知点，应用GPS软件自动完成坐标的转换。
当然若条件不许可，且有足够的重合点，也可以进行人工解算。
详细方法见第三类。
3、任意两空间坐标系的转换由于测量坐标系和施工坐标系采用不同的标准，要进行精确转换，必须知道至少3个重合点（即为在两坐标系中坐标均为已知的点。
解析GPS应用中坐标转换技术
解析GPS应用中的坐标转换技术摘要：gps在当前多个领域得到广泛性应用，且因其较高的检测精准度在今后仍将具有很大的应用空间。
但gps在国内应用中，因与当前统一使用的wgs—84坐标体系在检测结果上存在一定差异性，需要完成相应的坐标转换。
本文即就此问题进行了具体探析。
关键词：gps；坐标转换技术；解析gps是当前应用广泛的一种技术，操作简便且准确度高；在国内随着gps差分站在各地的逐步建立，gps单机定位的准确度进一步提升，在遥感监测、管道开挖以及国土资源检测等多个领域均取得良好的应用效果。
但在使用gps技术时，因gps使用的坐标系统是wgs—84由美国制图局设立的坐标系，而国内使用的坐标系为54系（1954年于北京建立的坐标系）以及80系（1980年于西安建立的坐标系），因此，在具体使用中需要完成坐标系的转换。
当前应用excel表格软件进行坐标系的转换比较方便。
本文即主要对excel 表格软件的换算法以及gps坐标系的转换方式进行分析。
一、不同坐标系统简介（一）关于wgs—84系wgs—84系是当前gps技术使用的坐标系统，于1984年由美国建立，并成为gps技术在世界范围内使用的一种统一化的坐标系统。
该坐标系统以地球质心为坐标原点，x轴指向赤道以及起始子午面的交点上，z轴与bihl984.0有关地球极所协议的方向相一致；另外，y轴则和x、z轴组合成右手系。
（二）关于54系54系是1954年于北京建立而成的，是当前国内应用广泛的一种测量坐标系，54系的建立以原苏联的42系为基础，并充分接受原苏联相关专家的建议建成。
其建立时参照的椭球也源自原苏联，并未参照国内当时有关的天文资料予以再次定位，而直接经由国内的天文水准路线进行推算并得到。
（三）关于80系二、excel表格软件的换算法在对gps进行坐标体系转换中，对于非专业人员比较困难且具体的转换技术较难掌握，但如采用excel并按照相关公式的要求输入相应的数据，可较为便捷地完成转换。
GPS中的坐标系
GPS中的坐标系一､基本概念：1､地形图坐标系：我国的地形图采用高斯-克吕格平面直角坐标系｡在该坐标系中，横轴：赤道，用Y表示；纵轴：中央经线，用X表示；坐标原点：中央经线与赤道的交点，用O 表示｡赤道以南为负，以北为正；中央经线以东为正，以西为负｡我国位于北半球，故纵坐标均为正值，但为避免中央经度线以西为负值的情况，将坐标纵轴西移500公里｡2､北京54坐标系：1954年我国在北京设立了大地坐标原点，采用克拉索夫斯基椭球体，依此计算出来的各大地控制点的坐标，称为北京54坐标系｡3､GS84坐标系：即世界通用的经纬度坐标系｡4､6度带､3度带､中央经线｡我国采用6度分带和3度分带：1：2.5万及1：5万的地形图采用6度分带投影，即经差为6度，从零度子午线开始，自西向东每个经差6度为一投影带，全球共分60个带，用1，2，3，4，5，……表示。
即东经0～6度为第一带，其中央经线的经度为东经3度，东经6～12度为第二带，其中央经线的经度为9度｡我省位于东经113度-东经120度之间，跨第19带和20带，其中东经114度以西(包括阜平县的下庄乡以西､平山的温塘､苏家庄以西，井陉的矿区以西，邢台县的浆水镇以西，武安的活水乡以西，涉县全境)位于第19带，其中央经线为东经111度；114度以东到山海关均在第20带，其中央经线为117度｡1：1万的地形图采用3度分带，从东经1.5度的经线开始，每隔3度为一带，用1，2，3，……表示，全球共划分120个投影带，即东经1.5～4.5度为第1带，其中央经线的经度为东经3度，东经4.5～7.5度为第2带，其中央经线的经度为东经6度.我省位于东经113度-东经120度之间，跨第38､39､40共计3个带，其中东经115.5度以西为第38带，其中央经线为东经114度；东经115.5～118.5度为39带，其中央经线为东经117度；东经118.5度以东到山海关为40带，其中央经线为东经120度｡地形图上公里网横坐标前2位就是带号，例如：我省1：5万地形图上的横坐标为20345486，其中20即为带号，345486为横坐标值｡二､当地中央经线经度的计算六度带中央经线经度的计算：当地中央经线经度=6°×当地带号-3°，例如：地形图上的横坐标为20345，其所处的六度带的中央经线经度为：6°×20-3°=117°(适用于1：2.5万和1：5万地形图)｡三度带中央经线经度的计算：中央经线经度=3°×当地带号(适用于1：1万地形图)｡三､GPS的坐标系统及坐标系转换GPS接受器是以WGS84坐标系(经纬度坐标系)为根据而建立的｡我国目前应用的1：5万的地形图属于1954年北京坐标系(BJ54)，通常我们叫它公里网坐标｡但GPS接受器已经预设了WGS84和公里网坐标之间进行坐标转换的公式，因此我们只要将必要的参数输入GPS接受器，即可自动转换｡参数如下：LONGITUDEORIGIN：(中央经线)：依据上述内容，根据不同比例尺的地图和本地所处的不同位置而定；SCALE(投影比例)：1.0000000；FALSE′E′(东西偏差)：500000.0；FALSE′N′(南北偏差)：0.0｡因为WGS84坐标系与公里网坐标系统之间通常有80～120米的差值，要获得较为精确的公里网坐标，还需要进行精确校正，各地区参数略有不相同，北京市附近的县可采用北京市参数，河北省其他地区可采用河北参数，E114°以西的地区(包括阜平县的下庄乡以西､平山的温塘､苏家庄以西，井陉的矿区以西，邢台县的浆水镇以西，武安的活水乡以西，涉县全境)可试用山西省参数，使用1：2.5或1：5万的地形图中央子午线取E111°，其他参数不变｡四､已知坐标点校正GPS的误差1､用GPS去测量已知坐标点得到坐标XGPS和YGPS；2､计算两者的差值：△X=XGPS-X已知△Y=YGPS-Y已知3､计算FALSE′E′(东西偏差)和FALSE′N′(南北偏差)东西偏差=500000-△X南北偏差=0-△Y4､更改GPS参数中的FALSE′E′(东西偏差)和FALSE′N′(南北偏差)要取得十分精确的坐标点，只能从测绘部门得到，但我们也可通过地理信息系统中的配准后的地形图中测得较为准确的公里网坐标点｡一般情况下，也可以从地形图上直接仔细量取多个易于确定的特殊点的坐标，与GPS测定的坐标进行比较，求取平均偏差值｡。
测量坐标转换施工坐标的方法有哪些
测量坐标转换施工坐标的方法有哪些在施工工程中，测量坐标转换是将原始测量坐标转换为施工坐标的过程。
施工坐标是指在施工现场上实际进行施工操作所使用的坐标系统。
由于原始测量坐标一般是地理坐标或平面坐标，与实际施工相差较大，需要进行坐标转换以适应施工需要。
本文将介绍几种常用的测量坐标转换施工坐标的方法。
1. 计算坐标转换这是最常用的一种方法，通过数学计算将原始测量坐标转换为施工坐标。
具体步骤如下：1.获取原始测量坐标系中的坐标数据；2.在施工现场建立施工坐标系，并确定其中一个点的坐标；3.根据原始测量坐标系和施工坐标系的参照关系，建立坐标转换方程；4.利用坐标转换方程，将原始测量坐标转换为施工坐标。
这种方法在计算过程中需要考虑坐标系之间的缩放、旋转和平移等因素，以确保转换结果的准确性。
2. 光电测距法光电测距法是另一种常用的测量坐标转换方法。
该方法利用光电测距仪测量特定点到控制点的距离，并结合已知控制点坐标计算测点的施工坐标。
具体步骤如下：1.在施工现场选择一些已知坐标的控制点，并利用测量仪器获取其准确坐标；2.使用光电测距仪测量待测点到相邻的控制点的距离；3.根据已知控制点的施工坐标和测得的距离，利用三角测量原理计算待测点的施工坐标。
光电测距法适用于平面坐标的转换，但要求场地较为平坦，以确保测量的准确性。
3. GPS定位法GPS定位法是一种基于卫星导航系统的测量坐标转换方法。
它通过接收卫星发射的信号，计算接收器与卫星之间的距离，并结合卫星的坐标信息，确定接收器的位置坐标。
具体步骤如下：1.使用GPS接收器，在施工现场上测量多个已知坐标的控制点；2.利用卫星导航系统获取控制点的地理坐标；3.使用测量仪器对待测点进行GPS定位，获取其地理坐标；4.利用已知控制点的地理坐标和待测点的地理坐标，进行坐标转换，得到施工坐标。
GPS定位法适用于大范围的坐标转换，并且可以在复杂的地形和天气环境下进行准确测量。
4. 其他方法除了上述方法外，还有一些其他方法可以用于测量坐标转换施工坐标，如：•基于无人机的影像测量法：通过无人机拍摄施工现场的影像，并对影像进行处理和分析，得到施工点的坐标。
GPS网WGS_84平差坐标向地方独立坐标的转换
值线分布图和层厚三维图,并进行了误差计算。
从中可以看到,利用GPS 采集数据与Surfer 分析相结合的一种实时动态监测系统,可高精度地满足碾压机械的运行轨迹、运行速度和碾压遍数等监控技术要求,在平面定位精度上可为施工时的质量控制提供强有力的保障。
研究表明,采用GPS 进行路基施工质量控制是具有可行性的。
实时监控公路路基碾压施工质量新技术的研究成果对工程施工具有一定的指导作用,对节约工程造价,提高路基碾压效率具有十分重要的现实意义。
参考文献[1]王建,白世彪,陈晔.Surfer 8.0地理信息制图[M ].北京:中国地图出版社,2004[2]黄声享,刘经南,吴晓铭.GPS 实时监控系统研制及其在堆石坝施工中的初步应用[J ].武汉大学学报・信息科学版,2005,30(9):13216[3]黄声享,曾怀恩.GPS 实时监控系统碾压试验的高程精度评定[J ].测绘信息与工程,2004,29(5):39240[4]王凤花,张淑娟,高丽红.基于Surfer 软件的田间信息制图与分析[J ].山西农业大学学报,2006,26(1):88290[5]董舒.Surfer 在绘制水下地形图中的应用[J ].江苏水利,2005(12):13216收稿日期:2006209225。
第一作者简介:余志奇,硕士研究生,现主要研究卫星定位导航技术及其工程应用。
E 2m ail :yuyu1982@APPLICATION OF Surfer 8.0I N GPS REAL 2TI ME SUPERVISORY SYSTEMY U Zhiqi H UANG Shengxiang CHE N Zhilan XI NG Cheng(School of G eodesy and G eomatics ,Wuhan University ,129Luoyu Road ,Wuhan 430079,China )ABS TRACT The experimental plan of real 2time monitoring system for the highway subgraderoller compaction construction is introduced.With three different sets of data collected f rom the same deck elevation ,the Surfer 8.0Kriging method is used to roll data grid.Three tests were conducted ,and the error analysis shows the feasibility of the application software in the trial.KEYWORDS GPS ;Surfer 8.0;Kriging interpolation ;roller compaction construction文章编号:100723817(2007)0120033203中图分类号:P226.3 文献标志码:BGPS 网WG S 284平差坐标向地方独立坐标的转换刘宗泉1 贾志强1 邢 诚1 付先国2(1武汉大学测绘学院,武汉市珞喻路129号,430079;2合肥市测绘设计研究院,合肥市阜南路136号,230061)摘 要 论述了采用椭球膨胀法确定区域性椭球面的方法,并给出了有关的大地经纬度计算公式,结合具体工程实例,建立了地方独立坐标系,并对相关结果与数据进行了比较和分析。
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。
用gps怎么测量坐标数据的位置
用GPS测量坐标数据的位置GPS（全球定位系统）是一种用于测量地球上位置的定位技术。
它使用一组卫星和接收器，通过三角测量原理计算出接收器的精确位置。
在本篇文档中，我们将介绍如何使用GPS测量坐标数据的位置。
1. GPS简介GPS系统由一组在地球轨道上的卫星和一个接收器组成。
这些卫星通过无线电信号向接收器发送时间和位置信息。
接收器通过接收来自多个卫星的信号，并计算其相对于这些卫星的位置。
2. 测量GPS坐标数据的步骤要使用GPS测量坐标数据的位置，需要进行以下步骤：步骤1：获取GPS接收器首先，您需要获取一个GPS接收器。
这可以是一个独立设备（如手持GPS设备或车载导航系统），或者是集成在智能手机或平板电脑中的GPS功能。
步骤2：打开GPS接收器确保您的GPS接收器处于打开状态，并具有良好的天线接收信号。
大多数设备在打开时会自动搜索可用的卫星信号。
步骤3：等待GPS定位一旦GPS接收器打开并搜索到卫星信号，它将开始进行定位。
这通常需要几秒钟到几分钟的时间，具体取决于设备和信号强度。
步骤4：记录坐标数据当GPS接收器成功定位后，它会显示当前位置的坐标数据。
这些坐标数据通常以经度和纬度的形式提供。
您可以将这些坐标数据记录下来，以后进行分析或导航。
步骤5：处理坐标数据您可以使用各种软件或在线工具来处理和分析GPS坐标数据。
这些工具可以将坐标数据转换为可识别的地名或地图上的位置，以便更方便地使用。
3. GPS测量坐标数据的应用GPS测量坐标数据的应用非常广泛，包括但不限于以下几个方面：•导航和定位：GPS可以用于车辆导航、船舶导航、飞机导航等，使用户能够准确地知道自己的位置并规划路径。
•地图和GIS：GPS坐标数据可以在地图上绘制，并用于地理信息系统（GIS）中的空间数据分析和可视化。
•运动和健身：许多运动追踪设备使用GPS来记录跑步、骑行等活动的轨迹和里程。
•科学研究：GPS被用于测量地壳运动、大气层监测以及动物迁徙等科学研究领域。
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GPS测量中坐标系统、坐标系的转换过程
2007-3-16 【大 中 小】【打印】
摘 要：GPS在测量领域得到了广泛的应用，本文介绍将GPS所
采集到的WGS-84坐标转换成工程所需的坐标的过程。
关键词：GPS 坐标系统 坐标系 转换
一、概述GPS及其应用
GPS即全球定位系统（Global Positioning System）是美国从本世
纪70年代开始研制，历时20年，耗资200亿美元，于1994年全面
建成的卫星导航定位系统。作为新一代的卫星导航定位系统经过二十
多年的发展，已成为在航空、航天、军事、交通运输、资源勘探、通
信气象等所有的领域中一种被广泛采用的系统。我国测绘部门使用
GPS也近十年了，它最初主要用于高精度大地测量和控制测量，建立
各种类型和等级的测量控制网，现在它除了继续在这些领域发挥着重
要作用外还在测量领域的其它方面得到充分的应用，如用于各种类型
的工程测量、变形观测、航空摄影测量、海洋测量和地理信息系统中
地理数据的采集等。GPS以测量精度高； 操作简便，仪器体积小，
便于携带； 全天候操作；观测点之间无须通视；测量结果统一在
WGS84坐标下，信息自动接收、存储，减少繁琐的中间处理环节、
高效益等显著特点，赢得广大测绘工作者的信赖。
二、GPS测量常用的坐标系统
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
Geodical System-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的启始
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 = 6378137m f = 1/298.257223563
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。该坐标系源自于原苏联采用过的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 = 6378245m f = 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。
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，或我们自己为了测量方便而临时建立的独立
坐标系。
三、坐标系统的转换
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。
目前一般采用布尔莎公式（七参数法）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。
XBJ54=XWGS84+ KXWGS84+Δx+YWGS84ξZ＂/ρ＂－ＺＷＧ
Ｓ84ξＹ＂/ρ＂
YBJ54=YWGS84+ KYWGS84+ΔY-XWGS84ξZ＂/ρ＂+ＺＷＧＳ
84ξX＂/ρ＂
ZBJ54=ZWGS84+ KZWGS84+ΔZ+XWGS84ξY＂/ρ＂－ＺＷＧ
Ｓ84ξX＂/ρ＂
四、坐标系的变换
同一坐标系统下坐标有多种不同的表现形式，一种形式实际上就
是一种坐标系。如空间直角坐标系（X，Y，Z）、大地坐标系（B，
L）、平面直角坐标（x，y）等。通过坐标统的转换我们得到了BJ54
坐标系统下的空间直角坐标，我们还须在BJ54坐标系统下再进行各
种坐标系的转换，直至得到工程所需的坐标。
1.将空间直角坐标系转换成大地坐标系，得到大地坐标（B，L）：
L=arctan（Y/X）
B=arctan {（Z+Ne2sinB）/（X2+Y2）0.5}
H=（X2+Y2）0.5sinB-N
用上式采用迭代法求出大地坐标（B，L）
2.将大地坐标系转换成高斯坐标系，得到高斯坐标（x，y）
按高斯投影的方法求得高斯坐标，x=F1（B，L），y=F2（B，L）
3.将高斯坐标系转换成任意独立坐标系，得到独立坐标（x'，y'）
在小范围内测量，我们可以将地面当作平面，用简单的旋转、平
移便可将高斯坐标换成工程中所采用坐标系的坐标（x'，y'），
x'=xcosα+ysinα
y'=ycosα-xsinα
五、小结
由于GPS测量的种种优点，GPS 定位技术现已基本上取代了常
规测量手段成为了主要的技术手段，市面上出现了许多转换软件和不
同型号的GPS数据处理配套软件（包含了怎样将GPS测量中所得到
的WGS-84转换成工程中所须坐标的功能），万变不离其宗，只要我
们明白了WGS-84转换到独立坐标系的转换过程，便可很容易的使用
该软件了，甚至可以自己编写程序，将WGS-84坐标转换成独立坐标
系坐标。
本文主要是介绍坐标系统、坐标系的转换过程，文中提及的符号
及具体转换方法请参阅相关文献。
参考文献
[1] 徐绍铨等。GPS测量原理及应用（3S丛书）。武汉测绘科技
大学出版社。1998.
[2] 朱华统等。GPS坐标系统的变换。北京测绘出版社。1994.
[3] 武汉测绘学院等。控制测量学（下）。测绘出版社。1988.
[4] 杨德麟等。大比例尺数字测图的原理方法与应用。清华大学
出版社。1998.