ge_zi
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坐标转换公式谁有?

楼主#
更多 发布于:2004-08-05 17:02
将Beijing54-21N的投影坐标系坐标转换为WGS_1984坐标系的坐标 的转换公式?
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gis
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1楼#
发布于:2004-08-05 17:19
经纬度坐标转高斯投影直角坐标(x, y)的公式
GPS接收机接收到的是经纬度坐标,必须通过高斯投影将其转换成高斯坐标。由已知的参心大地坐标系中点的大地纬度和大地经度(B, L),求相应的高斯投影直角坐标(x, y)的公式, 称为高斯投影正算公式。
  设参考椭球的长半轴为a,第一偏心率为e,则高斯投影正算公式如下。(L、B为转换前的经纬度坐标;x、y为转换后的高斯坐标;L0为投影带的中央经线坐标;C0、C1、C2、C3为与点位无关而只与椭球参数有关的常数)
<TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 width="100%" align=center border=0><TR><TD><P align=left><img src="http://www.chinatopcom.com/upimages/10.29.jpg"></P></TD></TR></TABLE>
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ge_zi
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2楼#
发布于:2004-08-06 08:59
<P>  反换的有吗?</P>
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liu76xt
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3楼#
发布于:2004-08-07 10:03
<P>如果自己通过公式计算,就会比较麻烦。</P>
<P>ding。</P><img src="images/post/smile/dvbbs/em01.gif" /><img src="images/post/smile/dvbbs/em01.gif" />
| ------------- | 白云悠悠矶头月涌千骏过, 往事渺渺江上风情一燕来。 | ------------- | [img]http://www.gisempire.com/bbs/showimg.asp?BoardID=3&filename=2004-9/200491972356282.gif[/img]
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hyb1011
路人甲
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4楼#
发布于:2004-08-07 14:25
<P>是啊 ,我也很想知道阿  </P><img src="images/post/smile/dvbbs/em08.gif" />
QQ:22621544 欢迎交流~^^~
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ge_zi
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5楼#
发布于:2004-08-09 10:56
<P>如果您不知道,请帮我顶。谢谢。</P>
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ge_zi
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6楼#
发布于:2004-08-09 19:27
ding.
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gis
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7楼#
发布于:2004-08-10 08:12
<P 0px; MARGIN-BOTTOM: 0px; TEXT-INDENT: 0px; LINE-HEIGHT: 150%; mso-line-height-rule: exactly" align=center><FONT color=#333399><FONT size=3><b>坐标系转换与高斯投影(1)</b></FONT></FONT></P><P 0px; LINE-HEIGHT: 150%; mso-line-height-rule: exactly"><FONT face=宋体 color=#333399 size=2>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。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。<P> </P></FONT></P><P 0px; MARGIN-BOTTOM: 0px; TEXT-INDENT: 0px; LINE-HEIGHT: 150%; mso-line-height-rule: exactly"><FONT face=宋体 color=#333399 size=2>    GPS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,但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。<P> </P></FONT></P><P 0px; MARGIN-BOTTOM: 0px; TEXT-INDENT: 0px; LINE-HEIGHT: 150%; mso-line-height-rule: exactly"><FONT face=宋体 color=#333399 size=2>    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。<P> </P></FONT></P><P 0px; MARGIN-BOTTOM: 0px; TEXT-INDENT: 0px; LINE-HEIGHT: 150%; mso-line-height-rule: exactly"><FONT face=宋体 color=#333399 size=2>    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即WGS-84)。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:<P> </P></FONT></P><P 0px; MARGIN-BOTTOM: 0px; TEXT-INDENT: 0px; LINE-HEIGHT: 150%; mso-line-height-rule: exactly"><FONT face=宋体 color=#333399 size=2>    长半轴a=6378137m;扁率f=1:298.257223563。<P> </P></FONT></P><P 0px; MARGIN-BOTTOM: 0px; TEXT-INDENT: 0px; LINE-HEIGHT: 150%; mso-line-height-rule: exactly"><FONT face=宋体 color=#333399 size=2>    而我国采用的坐标系并不是WGS-84坐标系而是BJ-54坐标系,这个坐标系与前苏联的1942年普耳科沃坐标系有关, 属于参心大地坐标系(大地原点、高程基准和高程异常见后文),参考椭球为克拉索夫斯基椭球,其主要参数为:<P> </P></FONT></P><P 0px; MARGIN-BOTTOM: 0px; TEXT-INDENT: 0px; LINE-HEIGHT: 150%; mso-line-height-rule: exactly"><FONT face=宋体 color=#333399 size=2>    长半轴 a=6378245,扁率 f=1/298.3。<P> </P></FONT></P><P 0px; MARGIN-BOTTOM: 0px; TEXT-INDENT: 0px; LINE-HEIGHT: 150%; mso-line-height-rule: exactly"><FONT face=宋体 color=#333399 size=2>    这就使得同一点在不同的坐标系下有不同的坐标值,使测绘资料的应用受到很大的限制,并且对GPS系统的广泛使用造成了一定的约束性,对我们国家测绘事业的发展不利。<P> </P></FONT></P><P 0px; MARGIN-BOTTOM: 0px; TEXT-INDENT: 0px; LINE-HEIGHT: 150%; mso-line-height-rule: exactly"><FONT face=宋体 color=#333399 size=2>    为了解决这个问题,常规方法是GPS待测点与已知地方坐标的城市控制网基线联测(基线越短越精确),通过网平差求解GPS待测点的地方坐标,但如果地方控制网不开放,就需要使用或开发软件进行坐标转换。确定转换方程的关键是根据已知参考点(两类坐标系的坐标值都精确确定)求解转换参数,常用方法为七参数法,常用模型为Boolsa公式,而坐标转换的精度取决于已知参考点与待测点的几何关系。</FONT></P>
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gis
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8楼#
发布于:2004-08-10 08:13
<DIV class=text-jj align=center>手持GPS坐标系统转换参数的求解方法
广西壮族自治区基础地理信息中心 林国技 覃赵行 </DIV><P><b>【摘 要】</b> GPS卫星星历是以WGS-84大地坐标系为根据而建立的,所以手持GPS使用的坐标系统是WGS-84坐标系统。我国目前使用的是1954年北京坐标系或1980年国家大地坐标系,因此必须求出WGS-84坐标转换到54北京坐标系或80国家坐标系的参数。本文介绍的就是我们在实际工作中求解该参数的方法。
<b>【关键词】</b> 手持GPS 坐标系统 转换参数

<b>概述</b>
  目前,市面上出售的手持GPS所使用的坐标系统基本都是WGS-84坐标系统,而我们使用的地图资料大部分都属于1954年北京坐标系或1980年西安国家大地坐标系。不同的坐标系统给我们的使用带来了困难,于是就出现了如何把WGS-84坐标转换到1954北京坐标系或1980西安国家大地坐标系上来的问题。大家知道,不同坐标系之间存在着平移和旋转的关系,要使手持GPS所测量的数据转换为自己需要的坐标,必须求出两个坐标系(WGS-84和北京54坐标系或西安80坐标系)之间的转换参数。两坐标系之间的转换有七参数法、五参数法、和三参数法。七参数法一般用于转换精度要求较高的计算,而手持GPS接收机内部设置的是五参数法,因此只要用户计算出五个参数(DX、DY、DZ、DA、DF)并按提示输入即可在仪器上进行坐标转换。
  下面以1954北京坐标系为例,求手持GPS接收机坐标转换五个参数的方法。</P><TABLE width="80%" align=center border=0><TR><TD vAlign=top width="17%"><b>计算流程见下图:</b></TD><TD vAlign=center align=middle width="83%"><img src="http://www.digitalgx.com/Information/article/Image/gps7/image01.gif"></TD></TR></TABLE><P>  一.收集测区高等级控制点资料
  在应用手持GPS接收机观测的区域内找出三个以上分布均匀的等级点(精度越高越好)或GPS“B”级网网点,点位最好是周围无电磁波干扰,视野开阔,卫星信号强。并到测绘管理部门抄取这些点的54北京坐标系的高斯平面直角坐标(x、y),大地经纬度(B、L),高程h ,高程异常值ξ和WGS-84坐标系的大地经纬度(B、L),大地高H。
  二.直接用手持GPS测定已知点B、L、H值
  若同时收集到北京坐标系x、y、B、L、h、ξ值和WGS-84坐标系B、L、H值,则不需此步骤。
用户如果收集到的只是54北京坐标,必须进行此步工作。由于WGS-84坐标系与我国坐标系之间的平面差异较大,要消除这个误差,应借助收集到的控制点坐标进行转换参数的计算,此时应在收集到的高等级控制点上分别测量B、L、H值(即WGS-84坐标),供计算转换参数时使用。
  三.计算三维直角坐标X、Y、Z
  大地坐标系与空间直角坐标系之间的关系如下图。对于同一空间点,大地坐标系与空间直角坐标系有下列转换关系式: </P><TABLE width="72%" align=center border=0><TR><TD vAlign=top width="33%"><img src="http://www.digitalgx.com/Information/article/Image/gps7/image02.gif"></TD><TD vAlign=top width="31%"><b>

(3-1)</b></TD><TD width="36%"><DIV align=center><img src="http://www.digitalgx.com/Information/article/Image/gps7/image08.gif"></DIV></TD></TR></TABLE><P>其中,N=A/(1-E<B><SUP>2</SUP></B>sin<B><SUP>2</SUP></B>B)<SUP>1/2</SUP>,1954北京坐标系的大地高H=h+ξ,X、Y、Z为大地坐标系中的三维直角坐标,A为大地坐标系对应椭球之长半轴,E为大地坐标系对应第一偏心率,F为大地坐标系对应之扁率,N为该点的卯酉圈曲率半径。
  根据测量到的大地坐标值B<SUB>WGS84</SUB>、L <SUB>WGS84</SUB>、H <SUB>WGS84</SUB>和收集到的B<SUB>BJ54</SUB>、L<SUB>BJ54</SUB>、H<SUB>BJ54</SUB>分别代入公式(3-1)求得三维直角坐标X<FONT size=1>1</FONT>、Y<FONT size=1>1</FONT>、Z<FONT size=1>1</FONT>和X<FONT size=1>2</FONT>、Y<FONT size=1>2</FONT>、Z<FONT size=1>2</FONT>。
  如果收集到的只是高斯平面直角坐标(x,y),则应把平面直角坐标(x,y)代入高斯投影反算公式(3-2)求出大地坐标值(B,L)再代入式(3-1)求X<FONT size=1>2</FONT>、Y<FONT size=1>2</FONT>、Z<FONT size=1>2</FONT>,此时</P><TABLE width="47%" align=center border=0><TR><TD width="63%"><DIV align=center><img src="http://www.digitalgx.com/Information/article/Image/gps7/image03.gif"></DIV></TD><TD width="37%"><DIV align=center><b>(3-2)</b></DIV></TD></TR></TABLE><P>式中</P><TABLE width="50%" align=center border=0><TR><TD><DIV align=left><img src="http://www.digitalgx.com/Information/article/Image/gps7/image04.gif"></DIV></TD></TR><TR><TD><DIV align=left><img src="http://www.digitalgx.com/Information/article/Image/gps7/image05.gif"></DIV></TD></TR><TR><TD><DIV align=left><img src="http://www.digitalgx.com/Information/article/Image/gps7/image06.gif"></DIV></TD></TR><TR><TD><DIV align=left><img src="http://www.digitalgx.com/Information/article/Image/gps7/image07.gif"></DIV></TD></TR><TR><TD><DIV align=left><img src="http://www.digitalgx.com/Information/article/Image/gps7/image09.gif"></DIV></TD></TR><TR><TD><DIV align=left><img src="http://www.digitalgx.com/Information/article/Image/gps7/image10.gif"></DIV></TD></TR><TR><TD><img src="http://www.digitalgx.com/Information/article/Image/gps7/image11.gif"></TD></TR><TR><TD><img src="http://www.digitalgx.com/Information/article/Image/gps7/image12.gif"></TD></TR></TABLE><P>  不同坐标系对应的椭球参数见下表:</P><TABLE cellSpacing=1 cellPadding=1 width="80%" align=center border=1><TR><TD width="22%"><DIV align=center><b>项 目</b></DIV></TD><TD width="26%"><DIV align=center><b>WGS-84</b></DIV></TD><TD width="22%"><DIV align=center><b>北京54</b></DIV></TD><TD width="30%"><DIV align=center><b>西安80</b></DIV></TD></TR><TR><TD><DIV align=center>长半轴A</DIV></TD><TD><DIV align=center>6378137 M</DIV></TD><TD><DIV align=center>6378245 M</DIV></TD><TD><DIV align=center>6378140 M</DIV></TD></TR><TR><TD><DIV align=center>第一偏心率平方E2</DIV></TD><TD><DIV align=center>0.00669437999013</DIV></TD><TD><DIV align=center>0.006693427</DIV></TD><TD><DIV align=center>0.006694385</DIV></TD></TR><TR><TD><DIV align=center>扁率F</DIV></TD><TD><DIV align=center>1/298.257223563</DIV></TD><TD><DIV align=center>1/298.3</DIV></TD><TD><DIV align=center>1/298.257</DIV></TD></TR></TABLE><P>  四.求五个转换参数DX、DY、DZ、DA、DF</P><TABLE width="80%" align=center border=0><TR><TD width="59%"><DIV align=center><img src="http://www.digitalgx.com/Information/article/Image/gps7/image13.gif"></DIV></TD><TD width="41%"><b>(4-1)</b></TD></TR></TABLE><P>  上述函数模型是把WGS-84坐标系的空间直角坐标原点平移到1954北京坐标系的原点,用1954北京坐标系的椭球参数重算以达到两坐标系转换的方法。(注:手持GPS存储的是WGS-84大地坐标,转换到用户坐标系后显示的是经过转换后的坐标值)
  把第三步求得的两组三维直角坐标值分别代入(4-1)式,求出DX、DY、DZ、DA、DF值。
  一旦需转换的两个坐标系统确定以后,DA、DF是常值,但是DX、DY、DZ对于不同地区有不同的值。
  五.参数检验
  DX、DY、DZ、DA、DF五个转换参数求出后,必须按提示分别输入手持GPS,同时输入测区中央子午线经度。E代表东经,投影比例参数为1.00000,东西偏差为500000m,南北偏差为0,并设单位为米。输入这些参数后,应拿到实地检测,检验这五个参数是否正确。方法是,在野外选定视野开阔、GPS接收信号强的特征点(如线状地物交叉点、独立地物等),最好是埋石控制点进行测量,然后找出这些点的理论坐标与之比较。如比较结果超过仪器标称精度,则应重新测算转换参数。
  下面是我们在河池市国际疫苗研究所“DOMI伤寒Vi疫苗国际合作项目研究” 项目中,测量GIS基础数据图时,对手持GPS进行坐标转换后,进行实地检测的结果。
  检测坐标比较表:</P><TABLE cellSpacing=1 cellPadding=1 width="80%" align=center border=1><TR><TD width="11%" height=20><DIV align=center><b>特征点</b></DIV></TD><TD width="15%" height=20><DIV align=center><b>实测Y</b></DIV></TD><TD width="12%" height=20><DIV align=center><b>实测X</b></DIV></TD><TD width="12%" height=20><DIV align=center><b>已知Y</b></DIV></TD><TD width="12%" height=20><DIV align=center><b>已知X</b></DIV></TD><TD width="9%" height=20><DIV align=center><b>△Y</b></DIV></TD><TD width="11%" height=20><DIV align=center><b>△X</b></DIV></TD><TD width="18%" height=20><DIV align=center><b>√△△</b></DIV></TD></TR><TR><TD height=20><DIV align=center>1</DIV></TD><TD height=20><DIV align=center>3051</DIV></TD><TD height=20><DIV align=center>1948</DIV></TD><TD height=20><DIV align=center>3052</DIV></TD><TD height=20><DIV align=center>1946</DIV></TD><TD height=20><DIV align=center>1.0</DIV></TD><TD height=20><DIV align=center>-2.0</DIV></TD><TD height=20><DIV align=center>2.2</DIV></TD></TR><TR><TD height=20><DIV align=center>2</DIV></TD><TD height=20><DIV align=center>3044</DIV></TD><TD height=20><DIV align=center>1956</DIV></TD><TD height=20><DIV align=center>3044</DIV></TD><TD height=20><DIV align=center>1954</DIV></TD><TD height=20><DIV align=center>0.0</DIV></TD><TD height=20><DIV align=center>-2.0</DIV></TD><TD height=20><DIV align=center>2.0</DIV></TD></TR><TR><TD height=20><DIV align=center>3</DIV></TD><TD height=20><DIV align=center>3039</DIV></TD><TD height=20><DIV align=center>1952</DIV></TD><TD height=20><DIV align=center>3038</DIV></TD><TD height=20><DIV align=center>1949</DIV></TD><TD height=20><DIV align=center>-1.0</DIV></TD><TD height=20><DIV align=center>-3.0</DIV></TD><TD height=20><DIV align=center>3.2</DIV></TD></TR><TR><TD height=20><DIV align=center>4</DIV></TD><TD height=20><DIV align=center>3045</DIV></TD><TD height=20><DIV align=center>1942</DIV></TD><TD height=20><DIV align=center>3047</DIV></TD><TD height=20><DIV align=center>1942</DIV></TD><TD height=20><DIV align=center>2.0</DIV></TD><TD height=20><DIV align=center>0.0</DIV></TD><TD height=20><DIV align=center>2.0</DIV></TD></TR><TR><TD height=20><DIV align=center>5</DIV></TD><TD height=20><DIV align=center>3196</DIV></TD><TD height=20><DIV align=center>2058</DIV></TD><TD height=20><DIV align=center>3200</DIV></TD><TD height=20><DIV align=center>2053</DIV></TD><TD height=20><DIV align=center>4.0</DIV></TD><TD height=20><DIV align=center>-5.0</DIV></TD><TD height=20><DIV align=center>6.4</DIV></TD></TR><TR><TD height=20><DIV align=center>6</DIV></TD><TD height=20><DIV align=center>3001</DIV></TD><TD height=20><DIV align=center>2232</DIV></TD><TD height=20><DIV align=center>3103</DIV></TD><TD height=20><DIV align=center>2229</DIV></TD><TD height=20><DIV align=center>2.0</DIV></TD><TD height=20><DIV align=center>-3.0</DIV></TD><TD height=20><DIV align=center>3.6</DIV></TD></TR><TR><TD height=20><DIV align=center>7</DIV></TD><TD height=20><DIV align=center>3139</DIV></TD><TD height=20><DIV align=center>2196</DIV></TD><TD height=20><DIV align=center>3142</DIV></TD><TD height=20><DIV align=center>2193</DIV></TD><TD height=20><DIV align=center>3.0</DIV></TD><TD height=20><DIV align=center>-3.0</DIV></TD><TD height=20><DIV align=center>4.2</DIV></TD></TR></TABLE><P>  从上表可以看出,最大点位误差6.4m,最小点位误差2.0m,点位误差并不大,以目前市面上出售的手持GPS(标称的单机定位精度一般为10-15米)来说,在没有进行差分的情况下,达到这种精度,应该说还是比较高的。而我们上述转换参数的求解结果仅是在图根点上进行,如果在GPS B级网点上进行求解,相信精度会更高。</P><P><b>主要参考文献</b>
<b>[1]</b> GARMIN.《eTrex Venture owner’s manual and reference guide》.
<b>[2] </b>徐绍铨,张华海,杨志强,王泽民编著.《GPS测量原理及应用》.武汉测绘科技大学出版社.
<b>[3] </b>孔祥元,梅是义主编.《控制测量学》. 武汉测绘科技大学出版社
</P>
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天外流光
路人甲
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9楼#
发布于:2004-08-10 10:53
谢谢GIS
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