GPS测量中坐标系统_坐标系的转换过程_丁连川.docVIP

GPS测量中坐标系统_坐标系的转换过程_丁连川 民营科技2015年第5期 科技论坛 GPS测量中坐标系统、坐标系的转换过程 丁连川 （沈阳高等级公路建设总公司，辽宁沈阳110141） 摘 要：GPS在测量领域得到了广泛的应用，介绍将GPS所采集到的WGS-84坐标转换成工程所需的坐标的过程。关键词：GPS坐标系统；坐标系；转换1 概述GPS及其应用 GPS即全球定位系统（GlobalPositioningSystem）是美国从20世纪70年代开始研制，历时20年，耗资200亿美元，于1994年全面建成的卫星导航定位系统。作为新一代的卫星导航定位系统航天、军事、交通运输、资源经过二十多年的发展，已成为在航空、勘探、通信气象等所有的领域中一种被广泛采用的系统。我国测绘部门使用GPS也近十年了，它最初主要用于高精度大地测量和控制测量，建立各种类型和等级的测量控制网，现在它除了继续在这些领域发挥着重要作用外还在测量领域的其它方面得到充变形观测、航空摄影测分的应用，如用于各种类型的工程测量、海洋测量和地理信息系统中地理数据的采集等。GPS以测量精量、 度高；操作简便，仪器体积小，便于携带；全天候操作；观测点之间减少繁琐的中间处理环节、高效益等显著特点，赢得广大测绘工作者的信赖。2 GPS测量常用的坐标系统 WGS-84坐标系是目前GPS所采用的坐标系统，GPS所发布的星历参数就是基于此坐标系统的。WGS-84坐标系统的全称是WorldGeodicalSystem-84（世界大地坐标系-84），它是一个地心地固坐标系统。WGS-84坐标系统由美国国防部制图局建立，于1987年取代了当时GPS所采用的坐标系统―WGS-72坐标系统而成为GPS的所使用的坐标系统。WGS-84坐标系的坐标原点位于地球的质心，Z轴指向BIH1984.0定义的协议地球极方向，X轴Y轴与X轴和Z轴指向BIH1984.0的启始子午面和赤道的交点， 构成右手系。采用椭球参数为：a=6378137mf=1/298.2572235632.2 1954年北京坐标系 1954年北京坐标系是我国目前广泛采用的大地测量坐标系，是一种参心坐标系统。该坐标系源自于原苏联采用过的1942年普尔科夫坐标系。 该坐标系采用的参考椭球是克拉索夫斯基椭球，该椭球的参数为：a=6378245mf=1/298.3。我国地形图上的平面坐标位置都是以这个数据为基准推算的。2.3 地方坐标系（任意独立坐标系） 在我们测量过程中时常会遇到的如一些某城市坐标系、某城建坐标系、某港口坐标系等，或我们自己为了测量方便而临时建立的独立坐标系。3 坐标系统的转换 在工程应用中使用GPS卫星定位系统采集到的数据是WGS-84坐标系数据，而目前我们测量成果普遍使用的是以1954年北京坐标系或是地方（任意）独立坐标系为基础的坐标数据。因此必须将WGS-84坐标转换到BJ-54坐标系或地方（任意）独立坐标系。 科技大学出版社，1998． [2]朱华统，等．GPS坐标系统的变换[M]．北京：测绘出版社，1994．[3]武汉测绘学院等．控制测量学（下）[M]．北京：测绘出版社，1988．[4]杨德麟，等．大比例尺数字测图的原理方法与应用[M]．北京：清1998．华大学出版社，54.34.2 2.1WGS-84坐标系 4 目前一般采用布尔莎公式（七参数法）完成WGS-84坐标系得到北京54坐标数据。到北京54坐标系的转换， XBJ54 =XWGS84 +KXWGS84 +Δx +YWGS84ξZ＂/ρ＂ － ZWGS84ξY＂/ρ＂ YBJ54=YWGS84+ZWGS84ξX＂/ρ＂ ZBJ54=ZWGS84+ZWGS84ξX＂/ρ＂ 坐标系的变换 同一坐标系统下坐标有多种不同的表现形式，一种形式实际（X，Y，Z）、大地坐标系（B，上就是一种坐标系。如空间直角坐标系 L）、平面直角坐标（x，y）等。通过坐标统的转换我们得到了BJ54坐各种坐标系的转换，直至得到工程所需的坐标。4.1 将空间直角坐标系转换成大地坐标系，得到大地坐标（B，L）：L=arctan（Y/X） B=arctan{（Z+Ne2sinB）（/X2+Y2）0.5}（X2+Y2）0.5sinB-NH= 用上式采用迭代法求出大地坐标（B，L） 将大地坐标系转换成高斯坐标系，得到高斯坐标（x，y）按高斯投影的方法求得高斯坐标，x=F1（B，L），y