GPS坐标向地方坐标转换的两种方法精度比较.pdfVIP

第35卷 第 5期 山 西 建 筑 Vo1．35No．5 2009年 2月 SHANXI ARCHITE URE Feb．2009 ·353 · 文章编号：1009—6825(2009)050353—02 GPS坐标向地方坐标转换的两种方法精度 比较 詹 勇 摘 要：给出了GPS坐标 向地方坐标转换的两种二维平面坐标转换方法，并通过实例对两种二维坐标转换方法进行 了 精度比较，得 出了仿射变换模型的精度高于相似变换模型的结论，指出当测区只有两个公共点时只能采用相似变换模 型，当测 区已知点个数不小于3时，采用仿射变换模型较好。 关键词：GPS坐标，地方坐标 ，二维转换，精度 中图分类号：TU198 ’ 文献标识码：A 0 引言 2 实例分析 GPS测量采用 WGS-84坐标系统，它是一种地球质心坐标 我们曾对 8个测区的GPS测量成果进行GPS高斯坐标向地 系，而我国测绘成果及大型工程施工大都采用国家或地方独立坐 方高斯坐标的转化工作 ，转化开始前首先根据高斯投影坐标正算 标系，如 1980年国家大地坐标系 (或54北京坐标系)，它是一种 公式将GPS点的大地坐标转化为GPS高斯平面直角坐标，然后 参心坐标系。因此，在GPS应用中，需要将 GPS的测量成果转换 分别按照相似变换和仿射变换将 GPS高斯平面直角坐标转换为 到地方坐标系中。GPS坐标转换为地方坐标有许多转换模式 ，大 地方高斯平面直角坐标。 量的实践证明，在GPS坐标向地方坐标转换时二维转换方法 比较 当GPS网中公共点个数多于必要个数时，利用最小二乘法平 简便，效果较好。 差解算坐标转换参数。坐标转换参数根据公共点的两套坐标拟 基本 思路如下 ：(X，Y，Z)wGs84一 (B，L，H)wGS84一 (z， 合而得，因公共点坐标存在测量误差和高斯投影变换误差，导致 Y)WGS84高斯一(，Y)~Ts，即将GPS直接测量的空间直角坐标(x， 公共点已知坐标与解算的坐标转换参数转换而得的坐标不再吻 y，z)晒 84先转化为 (B，L，H)ⅣG584大地坐标 ，再由大地坐标转 合，存在一定的拟合误差 ，此误差的大小反映了坐标转换的精度。 换为WGS-84高斯平面直角坐标，最后根据公共点的两套平面直 现以公共点的已知地方平面坐标和解算的坐标转换参数转换而 角坐标求得坐标转换参数，实现WGS-84高斯平面直角坐标到地 得的坐标之差求定转换精度，计算公式如式 (4)所示。8个测区的 方平面坐标(z，)地方的转换。 具体转换精度见表 1。 本文介绍两种二维平面坐标转换方法，即相似变换和仿射变 △x x已知一x转换值 l ，¨ 换 ，并进行了转换精度比较。 △ = 已知一 转换值 (i=1，2，…，，2)j 1 二维平面坐标转换模型 厂—— —一 1 啾 = 1．1 相似 变换 啾，√＼／1 △fli 相似变换是基于笛卡尔直角坐标系而建立起来 的一种坐标 厂I_— —一 = 变换数学模型，是通过两个坐标系的平移、旋转和尺度变化来实 y^、√／∑△；fl