工程測量中GPS坐標系統(tǒng)轉(zhuǎn)換及坐標系換算

1、工程測量中GPS坐標系統(tǒng)轉(zhuǎn)換及坐標系換算1 GPS 在工程測量中的應(yīng)用GPS全球定位系統(tǒng)經(jīng)過20多年的發(fā)展，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于航 空、航天、軍事、交通運輸、資源勘探、通信氣象等領(lǐng)域。我國 測繪部門引進和使用 GPS也十多年了，主要采用GPS-RTK技術(shù)用 于高精度大地測量和控制測量， 建立各種類型和等級的測量控制 網(wǎng)。還廣泛用于各種類型的工程測量、 變形觀測、航空攝影測量、 海洋測量和地理信息系統(tǒng)中地理數(shù)據(jù)的采集等。GPS體積小、重量輕、便于攜帶， 測量精度高、 操作簡便、 觀測點之間無須通視、 可全天候作業(yè)，測量結(jié)果統(tǒng)一在 WGS-8哋標系統(tǒng)下，信息自動 接收、存儲，減輕了工作量、提高了作業(yè)速度

2、和效益，改寫了測 量作業(yè)方法的歷史。2 常用坐標系統(tǒng)坐標系是描述空間位置的表達形式， 生產(chǎn)實踐中人們采用多 種方法描述空間位置，從而就產(chǎn)生了不同的坐標系。GPS全球定位系統(tǒng)采用WGS-84地心空間直角坐標系，不同的用戶使用 GPS 測量時需將成果轉(zhuǎn)換到不同的坐標系中。在我國通常采用 BJ-54 北京坐標系、 1980 西安坐標系或地方局部坐標系等參心坐標系。2.1 BJ-54 坐標系1954北京坐標系的依據(jù)是前蘇聯(lián)的克拉索夫斯基橢球 ( 簡稱 克氏橢球 ) ，大地原點在前蘇聯(lián)的普爾科沃，它實際上是前蘇聯(lián) 普爾科沃坐標系在中國境內(nèi)的延伸 1 ，其幾何參數(shù)見表 -1 。2.2 WGS-84 坐標系

3、WGS-84坐標系是一個協(xié)議地球坐標參考系CTS（Conventional TerrestrialSystem） ，其原點位于地球質(zhì)心，Z 軸指向 BIHl984.0 定義的協(xié)議地極 CTP（Conventional Terrestrial Pole）方向，X軸指向BIH 1984.0 的零子午面和 CTP 赤道的交點，Y軸與X、Z軸正交構(gòu)成右手坐標系。WGS-84大地坐標系的橢球參數(shù)見表 -12 。表-1克氏橢球、WGS-84橢球幾何參數(shù)表-1 中 a， b， f ， e2 分別表示橢球體的長半軸、短半軸、 扁率和第一偏心率。由表-1可知，克氏橢球與 WGS-84橢球的長 半軸相差108m

4、短半軸相差107.705m，兩個差值并不相等。2.3 地方坐標系（任意獨立坐標系）地方坐標系是在我們測量過程中經(jīng)常會遇到的一些如某城 市坐標系、某城建坐標系、某港口坐標系等，或我們自己為了測 量方便而臨時建立的獨立坐標系。3 坐標系轉(zhuǎn)換同一橢球體和基準面的坐標系統(tǒng)下的位置也有多種表現(xiàn)形 式，一種表現(xiàn)形式就是一種坐標系。如空間直角坐標系（X， Y，Z）、大地坐標（B，L，H）、平面直角坐標（x，y）等。在同一 坐標系統(tǒng)下， 只需通過投影變換或數(shù)學計算就可以得出不同坐標 系的轉(zhuǎn)換關(guān)系。3.2 大地坐標系與高斯平面坐標系轉(zhuǎn)換 對確定的橢球體和基準參考面， 使用一定的投影法則， 可以 實現(xiàn)大地坐標系與平面直角坐標系的轉(zhuǎn)換。 以 BJ-54 橢球幾何參 數(shù)和高斯 - 克呂格投影法則為例實現(xiàn)大地坐標系 (B,L) 到平面直 角坐標系 (x,y) 的正算公式為式( 3)，由平面直角坐標系 (x,y) 到大地坐標系 (B,L) 的反算公式為式( 4)。5 結(jié)束語由于GPS測量的種種革命性優(yōu)點，GPS定位技術(shù)已在工程測 量中占據(jù)了決定地位。目前，市面有各種型號的 GPS接收機及數(shù) 據(jù)處理軟件， 只要理解坐標系統(tǒng)變換和坐標系轉(zhuǎn)換的原理及各