用EXCEL完成GPS坐标转换的简易方法..doc

用EXCEL完成GPS坐标转换的简易方法 用EXCEL完成GPS坐标转换的简易方法 [摘要]对利用EXCEL电子表格进行高斯投影换算的方法进行了 较详细的介绍，对如何进行GPS坐标系转换进行了分析，提出了 一种简单实用的坐标改正转换方法，介绍了用EXCEL完成转换的 思路。 [关键字]电子表格；GPS；坐标转换 作为尖端技术GPS，能方便快捷性地测定出点位坐标，无论是操 作上还是精度上，比全站仪等其他常规测量设备有明显的优越 性。随着我国各地GPS差分台站的不断建立以及美国SA政策的 取消，使得单机定位的精度大大提高，有的已经达到了亚米级精 度，能够满足国土资源调查、土地利用更新、遥感监测、海域使 用权清查等工作的应用。在一般情况下，我们使用的是1954年 北京坐标系或1980年西安坐标系（以下分别简称54系和80系）， 而GPS测定的坐标是WGS-84坐标系坐标，需要进行坐标系转换 对于非测量专业的工作人员来说，虽然GPS定位操作非常容易， 但坐标转换则难以掌握，EXCEL是比较普及的电子表格软件，能 够处理较复杂的数学运算，用它来进行GPS坐标转换、面积计算 会非常轻松自如。要进行坐标系转换，离不开高斯投影换算，下 面分别介绍用EXCEL进行换算的方法和GPS坐标转换方法。 一、用EXCEL进行高斯投影换算 从经纬度BL换算到高斯平面直角坐标XY（高斯投影正算），或 从XY换算成BL（高斯投影反算），一般需要专用计算机软件完 成，在目前流行的换算软件中，存在一个共同的不足之处，就是 灵活性较差，大都需要一个点一个点地进行，不能成批量地完成， 给实际工作带来许多不便。笔者发现，用EXCEL可以很直观、方 便地完成坐标换算工作，不需要编制任何软件，只需要在EXCEL 的相应单元格中输入相应的公式即可。下面以54系为例，介绍 具体的计算方法。 完成经纬度BL到平面直角坐标XY的换算，在EXCEL中大约需要 占用21列，当然读者可以通过简化计算公式或考虑直观性，适 当增加或减少所占列数。在EXCEL中，输入公式的起始单元格不 同，则反映出来的公式不同，以公式从第2行第1列（A2格） 为起始单元格为例，各单元格的公式如下： 单元格 单元格内容 说明 A2 输入中央子午线，以度.分秒形式输入，如115度30分则输入1 15.30 起算数据L0 B2 =INT(A2)+(INT(A2*100)-INT(A2)*100)/60+(A2*10000-INT(A2* 100)*100)/3600 把L0化成度 C2 以度小数形式输入纬度值，如38°14′20″则输入38.1420 起算数据B D2 以度小数形式输入经度值 起算数据L E2 =INT(C2)+(INT(C2*100)-INT(C2)*100)/60+(C2*10000-INT(C2* 100)*100)/3600 把B化成度 F2 =INT(D2)+(INT(D2*100)-INT(D2)*100)/60+(D2*10000-INT(D2* 100)*100)/3600 把L化成度 G2 =F2-B2 L-L0 H2 =G2/57.2957795130823 化作弧度 I2 =TAN(RADIANS(E2)) Tan(B) J2 =COS(RADIANS(E2)) COS(B) K2 =0.006738525415*J2*J2 L2 =I2*I2 M2 =1+K2 N2 =6399698.9018/SQRT(M2) O2 =H2*H2*J2*J2 P2 =I2*J2 Q2 =P2*P2 R2 =(32005.78006+Q2*(133.92133+Q2*0.7031)) S2 =6367558.49686*E2/57.29577951308-P2*J2*R2+((((L2-58)*L2 +61)* O2/30+(4*K2+5)*M2-L2)*O2/12+1)*N2*I2*O2/2 计算结果X T2 =((((L2-18)*L2-(58*L2-14)*K2+5)*O2/20+M2-L2)*O2/6+1)*N2 *(H2*J2) 计算结果Y 表中公式的来源及EXCEL软件的操作方法，请参阅有关资料，这 里不再赘述。按上面表格中的公式输入到相应单元格后，就可方 便地由经纬度求得平面直角坐标。当输入完所有的经纬度后，用 鼠标下拉即可得到所有的计算结果。表中的许多单元格公式为中 间过程，可以用EXCEL的列隐藏功能把这些没有必要显示的列隐 藏起来，表面上形成标准的计算报表，使整个计算表简单明了。 从理论上讲，可计算的数据量是无限的，当第一次输入公式后， 相当于自己完成了一软件的编制，可另存起来供今后重复使用， 一劳永逸。 二、GPS坐标转换方法与面积计算 GPS所采用的坐标系是美国国防部