GPS測(cè)量中坐標(biāo)系統(tǒng)及坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換_百度文庫

1、GPS測(cè)量中坐標(biāo)系統(tǒng)及坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換李燕(山西省土地勘測(cè)整理中心,山西太原030024123概述GPS及其應(yīng)用GPS測(cè)量常用的坐標(biāo)系統(tǒng)坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換GPS即全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System是美國從20世紀(jì)70年代開始研制,歷時(shí)20年,耗資200億美元,于1994年全面建成的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。作為新一代的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)經(jīng)過20多年的發(fā)展,已成為在航空、航天、軍事、交通運(yùn)輸、資源勘探、通信氣象等所有的領(lǐng)域中一種被廣泛采用的系統(tǒng)。我國測(cè)繪部門使用GPS也近十年了,它最初主要用于高精度大地測(cè)量和控制測(cè)量,建立各種類型和等級(jí)的測(cè)量控制網(wǎng),現(xiàn)在它除了繼續(xù)在這些領(lǐng)域發(fā)揮著重要

2、作用外還在測(cè)量領(lǐng)域的其它方面得到充分的應(yīng)用,如用于各種類型的工程測(cè)量、變形觀測(cè)、航空攝影測(cè)量、海洋測(cè)量和地理信息系統(tǒng)中地理數(shù)據(jù)的采集等。GPS以測(cè)量精度高;操作簡便,儀器體積小,便于攜帶;全天候操作;觀測(cè)點(diǎn)之間無須通視;測(cè)量結(jié)果統(tǒng)一在WGS84坐標(biāo)下,信息自動(dòng)接收、存儲(chǔ),減少繁瑣的中間處理環(huán)節(jié)、高效益等顯著特點(diǎn),贏得廣大測(cè)繪工作者的信賴。1954年北京坐標(biāo)系是我國目前廣泛采用的大地測(cè)量坐標(biāo)系,是一種參心坐標(biāo)系統(tǒng)。該坐標(biāo)系源自于原蘇聯(lián)采用過的1942年普爾科夫坐標(biāo)系。該坐標(biāo)系采用的參考橢球是克拉索夫斯基橢球,該橢球的參數(shù)為:=6378245m。在我們測(cè)量過程中時(shí)常會(huì)遇到的如一些某城市坐標(biāo)系、某城

3、建坐標(biāo)系、某港口坐標(biāo)系等,或我們自己為了測(cè)量方便而臨時(shí)建立的獨(dú)立坐標(biāo)系。在工程應(yīng)用中使用GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)是WGS-84坐標(biāo)系數(shù)據(jù),而目前我們測(cè)量成果普遍使用的是以1954年北京坐標(biāo)系或是地方(任意獨(dú)立坐標(biāo)系為基礎(chǔ)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。因此必須將WGS-84坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到BJ-54坐標(biāo)系或地方(任意獨(dú)立坐標(biāo)系。目前一般采用布爾莎公式(七參數(shù)法完成2.1WGS-84坐標(biāo)系2.21954年北京坐標(biāo)系2.3地方坐標(biāo)系(任意獨(dú)立坐標(biāo)系WGS-84坐標(biāo)系是目前GPS所采用的坐標(biāo)系統(tǒng),GPS所發(fā)布的星歷參數(shù)就是基于此坐標(biāo)系統(tǒng)的。WGS-84坐標(biāo)系統(tǒng)的全稱是World Geodical System-84(世

4、界大地坐標(biāo)系-84,它是一個(gè)地心地固坐標(biāo)系統(tǒng)。WGS-84坐標(biāo)系統(tǒng)由美國國防部制圖局建立,于1987年取代了當(dāng)時(shí)GPS所采用的坐標(biāo)系統(tǒng)-WGS-72坐標(biāo)系統(tǒng)而成為GPS的所使用的坐標(biāo)系統(tǒng)。WGS-84坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)位于地球的質(zhì)心,軸指向BIH1984.0定義的協(xié)議地球極方向,軸指向BIH1984.0的啟始子午面和赤道的交點(diǎn),軸與軸和軸構(gòu)成右手系。采用橢球參數(shù)為:=6378137m,=1/298.257223563。Z X Y X Z a f a 摘要:關(guān)鍵詞:GPS在測(cè)量領(lǐng)域得到廣泛,WGS-84是目前所采用的坐標(biāo)系統(tǒng),而我們目前的測(cè)量成果普遍使用的是以1954年北京坐標(biāo)系統(tǒng)或是地方(任意獨(dú)

5、立坐標(biāo)系為基礎(chǔ)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。介紹了將所采集到的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成工程所需坐標(biāo)的過程。將空間直角坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換成大地坐標(biāo)系,得到大地坐標(biāo),將大地坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換成高斯坐標(biāo)系,得到高斯坐標(biāo),將高斯坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換成任意獨(dú)立坐標(biāo)系,得到獨(dú)立坐標(biāo)。GPS;坐標(biāo)系統(tǒng);坐標(biāo)系;轉(zhuǎn)換GPS WGS-84應(yīng)用中圖分類號(hào):P27文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A收稿日期:2008-07-11作者簡介:李燕(1975-,女,河南沁陽人,工程師,1999年畢業(yè)于山西省農(nóng)業(yè)大學(xué)土地規(guī)劃專業(yè),現(xiàn)從事土地勘測(cè)整理及Mapgis建庫制圖等土地工作,(Tel138*文章編號(hào):1672-7487(200803-006-022華北國土資源技術(shù)應(yīng)用JISHU YINGYONG

6、2008年第3期-62-WGS-84坐標(biāo)系到北京54坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換,得到北京54坐標(biāo)數(shù)據(jù)。=+/-/=+-/+Z /=+/-/同一坐標(biāo)系統(tǒng)下坐標(biāo)有多種不同的表現(xiàn)形式,一種形式實(shí)際上就是一種坐標(biāo)系。如空間直角坐標(biāo)系(,、大地坐標(biāo)系(,、平面直角坐標(biāo)(,等。通過坐標(biāo)統(tǒng)的轉(zhuǎn)換我們得到了BJ54坐標(biāo)系統(tǒng)下的空間直角坐標(biāo),我們還須在BJ54坐標(biāo)系統(tǒng)下再進(jìn)行各種坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換,直至得到工程所需的坐標(biāo)。1將空間直角坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換成大地坐標(biāo)系,得到大地坐標(biāo)(,:=arctan(/=arctan (+sin /(+0.5=(+0.5sin -用上式采用迭代法求出大地坐標(biāo)(,2將大地坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換成高斯坐標(biāo)系,得到高斯坐標(biāo)(

7、,按高斯投影的方法求得高斯坐標(biāo),=(,=(,。3將高斯坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換成任意獨(dú)立坐標(biāo)系,得到獨(dú)立坐標(biāo)(,。在小范圍內(nèi)測(cè)量,我們可以將地面當(dāng)作平面,用簡單的旋轉(zhuǎn)、平移便可將高斯坐標(biāo)換成工程中所采用坐標(biāo)系的坐標(biāo)(,:=cos +sin =cos -sin 由于GPS測(cè)量的種種優(yōu)點(diǎn),GPS 定位技術(shù)現(xiàn)已基本上取代了常規(guī)測(cè)量手段成為了主要的技術(shù)手段,市面上出現(xiàn)了許多轉(zhuǎn)換軟件和不同型號(hào)的GPS數(shù)據(jù)處理配套軟件(包含了怎樣將GPS測(cè)量中所得到的WGS-84轉(zhuǎn)換成工程中所須坐標(biāo)的功能,萬變不離其宗,只要我們明白了WGS-84轉(zhuǎn)換到獨(dú)立坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換過程,便可很容易的使用該軟件了,甚至可以自己編寫程序,將WGS-84

8、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成獨(dú)立坐標(biāo)系坐標(biāo)。這里主要介紹坐標(biāo)系統(tǒng)及坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換過程,文中提及的符號(hào)及具體轉(zhuǎn)換方法請(qǐng)參閱相關(guān)文獻(xiàn)。X X KX x Y Z Z Y Y Y KY Y X Z X Z Z KZ Z X Y Z X X Y Z B L x y B L L Y X B Z Ne B X Y H X Y B NB L x y x F B L y F B L x y x y x x y ,Y y x .BJ54WGS84WGS84WGS84WGS84BJ54BJ5412WGS84WGS84WGS84WGS84WGS84WGS84WGS84WGS8445坐標(biāo)系的變換小結(jié)22222參考文獻(xiàn):1徐紹銓.GPS測(cè)量原理及應(yīng)用(3S叢書M.武漢:武漢測(cè)繪科技大學(xué)出版社,1998.2朱華統(tǒng).GPS