水利工程坐标转换模型及精度分析
GNSS-RTK坐标转换参数与转换精度分析
GNSS-RTK!"8換参+分析郭凯（自然资源部第四地形测量队,黑龙江哈尔滨150025）摘要由于GNSS-RTK测量得到的坐标为WGS-84地心坐标系下的大地坐标（B,L,H）,而我国工程建设使用的坐标为CGCS2000坐标系下的平面坐标或区域独立平面直角坐标，这就需要通过一定的方法实现两个坐标系间的转换;将WGS-84椭球下的坐标转为CGCS2000坐标系下的坐标一般采用“布尔莎七参数模型”或“莫洛登斯基三参数模型”;椭球之间或一个椭球下的两种不同平面坐标的转换通常采用“二维四参数模型”;GNSS测量得到的大地高转换为1985国家高程（正常高）一般使用“高程拟合法”完成。
文章阐述了坐标转换的相关理论并结合工程实际对GNSS-RTK坐标转换精度进行分析。
关键词GNSS-RTK；七参数；四参数；高程拟合;精度分析中图分类号P24文献标识码B文章编号2095-6319（2020）02-0025-030■引言GNSS-RTK测量方式采用载波相位差分实时动态相对定位技术，能够全天候快速地获取地球表面点的空间坐标，其定位精度能够达到厘米级。
相对传统的全站仪等测量仪器,GNSS-RTK作业方法测站间不需要通视，可以全天候作业，单人作业极大地提高了工作效率。
GNSS-RTK观测的三维坐标（B,L,H）为基于WGS-84地心坐标下的大地坐标，需要将其转换为当地坐标供工程用，测量业采用的参考椭球为CGCS2000地心椭球，所以WGS-84坐标向CGCS2000坐标转换是不同基准之间的转换。
#■坐标转换数学模型两种不球坐标间的转换范围较大时一般采用,范围较时采用基三参两种不面坐标（x,y）转换采用,GNSS测大地高（H）高（h）转换采用“高程 。
1.1布尔莎七参数模型用于大范围的不同地球椭球基准下的大地坐标统间点位坐标转换叭两空间坐标动点三T x,Ty, T z,的两空间坐标系坐标不同，三转参数R X,R,R Z,为了使两坐标统一,需乘以D。
黄河下游河道2000坐标系转换精度评价
收稿日期：2020－05－18基金项目：国家自然科学基金会与山东省人民政府联合资助项目（U1706214）作者简介：吴文娟（1988—），女，山东东营人，工程师，研究方向为河口与河道监测E-mail ：wuwenjuan0205@163．com【防洪治河】黄河下游河道2000坐标系转换精度评价吴文娟，高洁（黄河河口海岸科学研究所，山东东营257091）摘要：黄河河道断面历史成果资料多采用1954北京坐标系和1980西安坐标系，为方便应用，需要将其转换到2000国家大地坐标系下。
通过COOＲD 计算坐标转换七参数，并利用GIS 软件实现河道历史测绘资料从北京54坐标系到2000坐标系的坐标转换。
对转换后坐标进行精度评价，得到转换后坐标平均点位中误差为0．023m ，最大点位中误差为0．044m ，且中误差在均值附近相对稳定，满足河道测验精度要求。
GIS 软件具有强大的数据管理和分析功能，可以很好地应用于河道断面资料的空间坐标转换中。
关键词：GIS ；坐标转换；精度评估；河道测验；黄河下游中图分类号：P217；TV882．1文献标志码：Adoi ：10．3969/j．issn．1000－1379．2020．S2．022黄河下游河道统一性测验是黄河防汛、水资源调度及河道治理的一项重要基础工作，关系国计民生。
2018年7月1日起，黄河下游河道测绘资料成果已全面采用2000国家大地坐标系。
河道历史资料成果中，如河道断面成果图表、河势图等，其大量数据均采用1954北京坐标系或1980西安坐标系，这些数据对于分析黄河下游河道河势长时间序列变化及三角洲淤积摆动有重要价值。
前期空间坐标系转换多采用TGO 和CASS 软件实现。
TGO 坐标系转换只针对离散点，无法实现面域转换。
CASS 虽能实现面域坐标转换，但不能进行高斯正反算，大地坐标和投影坐标无法自由切换。
GIS 软件因其强大的数据管理和空间分析功能，在各行业不断推广应用。
工程测量中不同坐标系变换与精度
工程测量中不同坐标系变换与精度工程测量是指通过仪器和技术手段对工程建设中的各种特征和物体进行测量、计算和分析的过程，是保障工程质量和实现工程设计要求的重要环节。
在工程测量中，不同坐标系的变换和精度是非常重要的概念。
本文将对工程测量中不同坐标系变换与精度进行深入探讨。
一、不同坐标系的变换在工程测量中，常用的坐标系有直角坐标系和极坐标系。
直角坐标系是指以一个点为原点，以三条相互垂直的线为坐标轴的坐标系，其中两条垂直的坐标轴称为x轴和y轴，另一条垂直的坐标轴称为z轴。
而极坐标系是指以一个点为极点，以一条线为极轴的坐标系，其中极轴是坐标轴的正方向。
在工程测量中，经常需要将不同坐标系之间进行变换，以满足实际测量和计算的需求。
1.直角坐标系和极坐标系的变换直角坐标系和极坐标系是常见的两种坐标系，在工程测量中经常需要进行它们之间的变换。
在实际测量中，常常需要利用极坐标系来描述某些特定的曲线或物体，然后再将其转换为直角坐标系进行计算。
在进行直角坐标系和极坐标系的变换时，需要应用数学知识和相应的计算方法，以确保变换结果的准确性和可靠性。
2.坐标系变换的应用坐标系变换在工程测量中具有广泛的应用，例如在地理信息系统（GIS）中，常常需要将不同坐标系的地理数据进行转换和集成，以便进行空间分析和决策支持。
在工程测量中还需要进行不同坐标系之间的变换，以实现对不同物体和特征的精确测量和定位。
坐标系变换是工程测量中的重要内容，其准确性和精度对工程质量和结果分析具有重要影响。
在工程测量中，坐标系变换的精度至关重要。
精度是指测量结果与实际值之间的偏差程度，是衡量测量结果准确性和可信度的重要指标。
在坐标系变换过程中，需要保证变换结果的精度符合工程测量的要求，以确保工程质量和设计准确性。
1.影响精度的因素坐标系变换的精度受到多种因素的影响，包括测量仪器的精度、测量方法的准确性、数据处理的误差等。
在进行坐标系变换时，需要对这些因素进行全面考虑，并采取相应的措施来保证变换结果的精度。
测绘中坐标转换的方法与精度控制
测绘中坐标转换的方法与精度控制在测绘工作中，坐标转换是一个非常重要的环节。
它能够将不同坐标系下的地理位置信息进行转换，使得不同测量数据之间可以进行有效的比对和分析。
本文将介绍一些常用的坐标转换方法，并探讨如何控制转换精度，以确保测绘结果的准确性和可靠性。
一、坐标转换方法1.七参数法七参数法是一种常用的坐标转换方法，它通过求解七个参数来完成坐标的转换。
这七个参数包括三个平移参数、三个旋转参数和一个尺度参数。
平移参数用于描述不同坐标系下原点之间的偏差，旋转参数用于描述坐标系之间的旋转角度，尺度参数用于描述坐标系之间的尺度差异。
通过求解这七个参数，可以将不同坐标系下的坐标转换为统一的坐标系。
2.四参数法四参数法是一种简化的坐标转换方法，它只考虑了平移和尺度的影响，而忽略了旋转的因素。
四参数法可以适用于一些坐标系之间旋转角度较小的情况。
由于四参数法的简化性质，计算过程相对较简单，适用于一些实时测绘和导航定位等应用中。
3.分区转换法分区转换法是一种常用的坐标转换方法，它将大范围的坐标转换问题划分为多个小区域的转换问题。
通过对每个小区域进行坐标转换，然后再将各个小区域的转换结果进行拼接，就可以实现整个区域的坐标转换。
分区转换法可以有效地降低计算复杂度，提高转换效率。
二、精度控制方法在坐标转换过程中，精度控制是非常重要的。
如果转换精度不够高，就会导致测绘结果的误差和不确定性增大，影响到后续的应用。
因此，需要采取一些措施来控制转换精度，确保测绘结果的可靠性。
1.观测数据的选择观测数据的选择对于转换精度具有重要影响。
应该选择精度高、稳定性好的观测数据进行坐标转换。
一般来说，使用多个不同类型的观测数据进行转换可以提高转换精度。
例如，可以使用GNSS观测数据、地面测量数据和遥感数据等进行坐标转换。
2.精度分析与评定在进行坐标转换之前，需要进行精度分析与评定。
通过对原始观测数据的误差分析，可以预估坐标转换结果的精度范围。
工程测量中不同坐标系转换与精度分析
工程测量中不同坐标系转换与精度分析摘要：不同坐标系转换与精度分析是工程测量中一种常用的方法，目前主要应用到航天、地质等领域，对我国勘测与国防工作具有重要意义。
但是由于不同坐标系转换与精度控制难度较大，所以必须及时对不同坐标系转换与精度在工程测量中的应用进行分析，并结合实际情况制定相应的解决措施，给我国各领域的发展提供参考依据，促进各项工作的开展。
关键词：工程测量；坐标系转换；精度分析工程测量中包含几种坐标系，为了实现坐标的统一分析，要求将对各个坐标系进行转换，并将其转换为坐标体系，减少转换工作失误，提高我国工程测量的精确度。
现阶段，我国工程测量已经形成了规模化的体系，而且发展空间较大，为了提高不同坐标系变换的精确度，必须加强测量技术研究。
一、工程控制测量工程控制测量是各个工程的基础，随着科学技术的发展，传统的平面测量发生了巨大变化，RTK与CORS等已经应用到线路控制测量中，给工程控制测量提供了全新的技术，并逐渐替代了传统三角测量与导线测量等方式，促进了工程测量控制工作的开展。
随着全站仪的发展，工程测角与测距得到了显著提升，目前测角精度已经提升到0.5秒，测量距离提升到，而且自动化水平也得到发展。
经过分析发现，自动全站仪的主要特点就是具有自动跟踪、识别等功能，简化了观测操作程序，并应成功应用工程测量中。
现阶段，全站仪开展过程测量控制时，主要应用到高精度小范围加密控制测量、工程控制测量及地下工程测量等工程中，得到的效果较理想。
经过分析发现，几何水准测量是当前精度较高的方法，随着电子水准测量的产生，推动了几何水准测量的发展，简化了操作程序，并提高了测量精度。
现阶段电子测距三角高程测量已经应用到很多发展快速的领域中，并替代了四等与五等几何水准测量。
现如今，我国很多省份已经建立了CORS，给测绘部门的工作奠定了基础，并可提供精度与档次不同的数据，已经广泛应用到各个行业中。
二、工程测量中不同坐标系的变化（一）不同坐标系分析目前主要有三种坐标系，具体分析如下。
工程测量中不同坐标体系转换精度分析 余凌燕
工程测量中不同坐标体系转换精度分析余凌燕摘要：在工程测量中其坐标体系分为几种，为了将坐标进行统一，就需要将各个坐标之间形成转换体系，并且要确保转换过程中不会出现错误，以此推动我服哦工程测量技术的更快更好发展。
当前情况下的我国工程测量其规模体系已经初步形成，因此其发展空间较大，有关部门为了促进工程测量的进步发展，就需要不断的研发测量技术。
基于此，本文首先介绍了工程控制测量，然后分析了不同坐标系简介、变换以及不同坐标体系转换精度。
关键词：工程测量；不同坐标系变换；精度；一、工程控制测量各项工程的基准和基础就是工程控制测量，伴随着现阶段空间定位技术和CORS的创新，在工程控制测量中出现了一个全新的测量技术措施，改变了工程平面测量的基础。
CORS逐渐取代了传统的三边测量、三角测量、导线测量等测量的方式。
并且在CORS快速定位工艺和RTK技术也被广泛的应用到了线路控制测量中。
基于全站仪的发展，工程测距和测角的精度得到了提升，全站仪测角的精度在当前已经达到了0.5s，测距精度更是实现了（0.5mm+1×10-6D），其自动化的程度获得了全所未有的提升。
自动全站仪的特点是可以针对目标进行自动的跟踪、识别及照准，将仪器的观测操作程序进行了简化，被广泛的应用到了工程测量的工作中。
目前使用全站仪进行过程测量控制主要用于了高精度小范围的工程控制测量、加密控制测量、地下工程的控制测量及城市导线的控制测量工程中。
建立精度高的高层测量的基本方法就是几何水准测量。
在电子水准测量的出现后，推动了几何水准测量向数字化及自动化的方法发展。
之所以三角高层测量的精度获得了全面的提升，其操作的程序更加的简便，主要是由于电子测距提升了其精度和灵敏性垂直盘数读数实现的自动化补偿。
目前，在起伏较大的区域已经开始使用了电子测距三角高程测量替代了三等和四等几何水准测量。
当前情况下，我国的一些省份已经建立了CORS，在相关部门提供了测绘的基础，并且利用不同的通讯方法提供了档次和精度不同的定位信息和相关数据，在不同的行业被广泛的应用。
工程测量中不同坐标系变换与精度
工程测量中不同坐标系变换与精度【摘要】本文探讨了工程测量中不同坐标系变换与精度的问题。
在我们介绍了研究背景和研究意义。
在我们详细讨论了不同坐标系的描述与转换、坐标系变换的影响因素、精度分析方法、精度控制技术以及通过案例分析来展示实际应用。
结论部分强调了工程测量中不同坐标系变换与精度的重要性，并提出了未来研究方向。
通过本文的研究，我们可以更好地理解工程测量中不同坐标系变换与精度之间的关系，为实践工程测量提供理论支持和指导。
【关键词】工程测量、坐标系、转换、精度、影响因素、分析方法、控制技术、案例分析、重要性、未来研究方向、结论总结1. 引言1.1 研究背景工程测量是工程施工中不可或缺的一项重要工作。
工程测量中的坐标系变换与精度问题一直是研究的热点之一。
在工程测量中，不同的坐标系表示方法和坐标系之间的转换关系对于测量结果的准确性和可靠性具有重要影响。
深入研究工程测量中不同坐标系变换与精度的问题具有重要的理论和实际意义。
通过对工程测量中不同坐标系变换与精度的研究，可以为工程测量技术的提高和工程施工的质量保障提供有力支持。
对工程测量中不同坐标系变换与精度的问题进行深入研究，对于推动工程测量技术的发展和工程施工质量的提升具有积极的意义。
1.2 研究意义工程测量是现代社会中不可或缺的一门学科，它在各个领域都有着广泛的应用。
工程测量中经常涉及到不同坐标系的使用和转换，而正确的坐标系变换对于测量结果的准确性至关重要。
研究不同坐标系变换与精度的问题具有重要的意义。
通过研究不同坐标系的描述与转换，可以帮助工程测量人员更好地理解不同坐标系之间的联系和转换规则，从而提高测量数据的准确性和可靠性。
深入探讨坐标系变换的影响因素，可以帮助工程测量人员更好地理解坐标系变换过程中可能存在的误差来源，从而有针对性地采取措施进行误差的控制与修正。
精度分析方法和精度控制技术在工程测量中也具有重要作用，通过研究和应用这些方法和技术，可以提高测量数据的精度和可靠性，确保工程项目的质量和安全。
RTK坐标转换参数的应用与精度分析
RTK 坐标转换参数的应用与精度分析RTK 坐标转换参数的应用与精度分析摘要：RTK 技术是目前高精度定位领域中应用最广泛的技术之一，其能够提供厘米级甚至毫米级的定位精度。
在实际应用中，如果使用不合适的坐标系，将会影响定位精度。
因此，在使用RTK 技术进行高精度定位时，需要进行坐标转换和参数校正。
本文主要介绍RTK 坐标转换参数的应用以及精度分析。
关键词：RTK 技术；坐标转换；精度分析。
一、RTK 技术介绍RTK（Real Time Kinematic）技术是目前高精度定位领域中应用最广泛的技术之一。
它是利用多颗GPS 卫星的L1/L2 信号实现精密单点定位（PPP），并通过测量基站和移动站之间的相对距离来进行差分处理，从而得到厘米级甚至毫米级的定位精度。
RTK 技术应用广泛，涵盖了航空、航天、地理信息、导航、测绘、地质勘探、建筑等领域。
二、坐标转换的作用在实际应用中，如果使用不同的坐标系，定位结果将会有所不同，这将会影响RTK 技术的定位精度。
因此，在使用RTK 技术进行高精度定位时，需要进行坐标转换和参数校正，以确保获得真实的定位坐标。
坐标转换的作用是将一个坐标系中的坐标转换到另一个坐标系中，以满足实际应用需求。
在RTK 技术中，通常会采用本地坐标系、UTM 坐标系和大地坐标系等不同的坐标系。
在不同的领域使用不同的坐标系，需要进行相应的坐标转换。
例如，在航空领域中，通常采用WGS84 大地坐标系，但在地图制作领域中，通常采用的是国家/地区的本地坐标系。
因此，在跨领域或跨区域应用时，需要进行坐标转换。
三、RTK 坐标转换参数的应用RTK 坐标转换参数是指基站和移动站之间的相对坐标以及基站坐标之间的相对距离等参数。
在RTK 技术中，采用差分定位的方法获取到相对距离，然后通过坐标转换参数将相对距离转换为真实坐标。
RTK 坐标转换参数的应用可以分为以下两个方面：1.坐标转换RTK 技术测得的相对位置是指基站和移动站之间的相对距离，该距离不是真实的坐标。
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７
１ 三 维 空 间直 角 坐标 转换 模 型
自２ ０ 世纪 ６ ０年 代 以 来 ， 各 国大 地 测 量 学 者 对
此 作 了大 量 的研 究 ， 获 得 了很 多 种 转 换 方 法 及 模 型， 其 中较 常用 的是二 维平 面 坐标 三 参数 法 和 三维 空 间直 角坐 标 七参 数 法 的转换 模 型【 １ 。由于 三参 数 法 转 换模 型是 在 假 设 两 坐 标 系 之 间各 坐标 轴 相 互 平 行 的条 件 下 导 出 的 ， 这 在 实 际 上 往 往 是不 可 能 的 。并 且该 模 型是 线 性 的 ， 没 有顾 忌 高斯 投 影变 形
明： 其成果可用于水利工程 中不同参考椭球面的坐 标转换 。 【 关键词］ 坐标 系 ； 布尔沙模型 ； 转换参数 ； 精度 ； 分析 ［ 中图分 类号】 Ｐ ２ ８ ２ ． ２ 【 文献标识码］ Ｂ ［ 文章编号］ １ ０ ０ ３ — １ ５ １ ０ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ — ０ ０ １ ４ — ０ ３
重新 定 义 ， 因为权 矩 阵在 用 最 小二 乘 法解 算 过程 中
起着衡量精度标准的作用 。如果公共点的坐标值
是等 精 度 的 ， 则 Ｐ可 以采 用 单位 阵 Ｅ； 如果 是 不 等精 度的， 在平 差 时 Ｐ不 能等 同处 理 。总之 ， 精 度较 高 的
０ Ｏ ．０ ０ １ 公共 点 坐 标值 在 １ 平 差结 果 中应 占较 大 的 比重 ， 或者
（ 广西水利 电力职业技术学院 ， 广西 南宁 ５ ３ ０ ０ ２ ３ ）
【 摘 要】 为了实现在水利工程 中不 同坐标系坐标 的自由转换 ， 基于布尔沙模型的三维空间直角坐标 转换 的基本原理 ，
分析通过改变某些精度较低 的公共点 坐标权值 ， 采用间接平差法达到了高精度 坐标转换 ， 并以实例进行 验证 ， 结果表
在 许 多水 利 工程 测量 中 ， 若 直 接采 用 国家 坐标 系， 可能会 因为远 离 中央子 午线 或 测 区平 均 高程较 大， 从 而导致 长度 投 影变形 较 大 ， 超出２ ． ５ ｃ ｍ ／ ｋ ｍ， 难 以满 足工 程 或实 用上 的精度 要 求 。另外 ， 对 于一些 特 殊 的水 利 工程 测量 ， 如大 坝 、 山体 滑坡 监 测 等 ， 有 时采用 国家 坐标 系在 实 用上 很 不方 便 。 因此 ， 常 常 会 建 立适 合 本工 程 的坐 标 系统 。但 是 ， 为 了综 合利 用 测 绘成 果 及 与其他 工 程衔 接 的需 要 ， 各 项 目均要 求提 供 １ ９ ５ ４ 北京坐标 、 １ ９ ８ ０ 西安坐标或 ２ ０ ０ ０国家 大地 坐标 。在用 Ｇ Ｐ Ｓ 布设 控 制 网 时 ， 得 到 的原 始 坐 标 是 ＷＧ Ｓ 一 ８ ４坐标 ， 这些 坐 标 系从 属 于 不 同 的参 考 椭球 ， 既有参 心 坐标 系 ， 也 有地 心 坐标 系 ， 如何 在 这 些不 同的坐 标 系 中实 现坐 标 自由转换 ， 并 保证 转 换
广 西水 利水 电 Ｇ Ｕ Ａ Ｎ Ｇ Ｘ Ｉ ＷＡ Ｔ Ｅ Ｒ Ｒ Ｅ Ｓ Ｏ Ｕ Ｒ Ｃ Ｅ Ｓ＆ Ｈ Ｙ Ｄ Ｒ Ｏ Ｐ Ｏ ＷＥ Ｒ Ｅ Ｎ Ｇ Ｉ Ｎ Ｅ Ｅ Ｒ Ｉ Ｎ Ｇ ２ ０ １ ３ （ １ ）
・
测量 与地 质 ・
水利工程 坐标转换模型及精 度分析
刘 凯
度是保证坐标转换精度的关键 ， 同时又与公共点双 重 坐标 的精 度 密切相 关 。
广 西水 利 水 电 Ｇ Ｕ Ａ Ｎ Ｇ Ｘ Ｉ ＷＡ Ｔ Ｅ Ｒ Ｒ Ｅ Ｓ Ｏ Ｕ Ｒ Ｃ Ｅ Ｓ＆ Ｈ Ｙ Ｄ Ｒ Ｏ Ｐ Ｏ ＷＥ Ｒ Ｅ Ｎ Ｇ Ｉ Ｎ Ｅ Ｅ Ｒ Ｉ Ｎ Ｇ ２ ０ １ ３ （ １ ）
共点 的双重坐标才可解算 ７ 个 坐 标 转 换 参 数 。而 且， 转 换 参数 具 有 时 间性 和 区域 性 ， 导 致在 实 际转 换 中解 算 转 换 参 数 相 当频 繁 。而 转 换 参 数 解 算 精
成果 的精度 ， 是 目前 急需解 决 的问题 。
常用 的三 维 空 间直 角 坐 标 七 参 数 法 转 换模 型 有Ｂ ｕ ｒ ｓ ａ — Ｗｏ ｌ ｆ （ 布尔沙 ） 模型、 Ｍｏ ｌ ｏ ｄ ｅ ｎ ｓ ｋ ｙ 模 型 和 武 测 模 型 。这 里 ， 仅 对 布 尔沙模 型进 行研 究 。该 模 型 包括 ３ 个 平 移参 数 、 ３ 个 旋 转参 数 和 １ 个尺 度 变化 参
域， 特别 是 在较 大 区域 范 围 内进行 坐 标转 换 时能 够
卜
尺度变 化参数 。
保证 最终 转换 成果 的精度 。
【 收稿 日期】 ２ ０ １ ２ — １ ２ — １ ８ 【 作者简介】 刘
１ ４
根 据 布 尔 沙模 型 ， 需 要 已知 ３ 个或 ３ 个 以上 公
凯（ １ ９ ７ ８ 一 ） ， 男， 广西桂林人 ， 广西水利 电力职业技术学 院水利系讲师 ， 硕士 ， 从 事工程 测量研究及教学工作 。
数， 共计７ 个参数 。若以（ ｘ， Ｙ， ｚ ） 。 和（ ｘ， Ｙ， ｚ ） 分别表 Ｙ 。 ｚ ． 和０ 一 ｘ ： Ｙ ： Ｚ 中
的坐标 ； （ Ａ Ｘ 。 ， △ Ｙ ０ ， △ Ｚ 。 ） 表示 原点 坐标平 移量 （ 见
图１ 空 间直 角 坐 标 系转 换 图
布尔 沙模 型换算 公式 为 ：
圈 ＝ 圈 ＋
式中： ｘ ， ｙ ， ｚ ——３ 个 坐标 轴 的旋 转 角度
参数 ；
误差 ， 通常在较小区域范围内使用。而七参数法转
换 模 型是 一 种 使 用 较 广 的 模 型 ， 不 仅 适 合 中小 区