水利工程测量工程中坐标转换法的应用浅谈

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1、水利工程测量工程中坐标转换法的应用浅谈摘要：在水利工程建设过程中施工测量技术占有着重要的作用，因此方便简洁的测量方法对工程的建设发展有着重要的意义。文章通过对现阶段坐标转化法的简单介绍，就水利工程中改方法的运用提出了一些观点，望与各位提供参考。关键词：水利测量；坐标转换；施工坐标；应用中图分类号：TV文献标识码：A一、前言因地形水文及各种环境因素的影响，水利工程的形式繁多。实际的工程测量放线中，在工程开始施工之前，工程控制点得大地坐标由建设单位提供给项目施工单位，工程主要区域轴线上的大地坐标由设计单位在施工图纸上标出。根据控制点的测放轴线上

2、点位较为简单，但在测放出该轴线上的点位之后，然后再开始细部测放，由此必须按照细部点与轴线上点的距离与方位角计算得出细部点的坐标方可进行测放，较为复杂。因此，根据建筑物轴线平行或者垂直与细部尺寸点的特征，在实际工作中利用工程轴线和大地坐标系之间的关系，将大地坐标系转换成仅供测量、施工使用的施工坐标系。由此一来，所有困难就都迎刃而解了.二、坐标转换的几种方法7（一）经典方法在水利工程项目施工测量中使用得最广泛，同时从数学的角度来说也是最精密、最严格的转换测量法，称为经典的三维赫尔墨特转换方法（Classical）。地方的局部坐标系其原点对于WG

3、S84系统的原点（地心）的偏差（DX，DY，DZ），称为地方局部坐标系统相对于WGS84地心坐标系统的三个平行移动的参数。因地方局部坐标系中的3个坐标轴未能够严格和WGS84地心坐标系统得对应轴达到平行，所以须要分别旋转1个极小的角度值方可满足平行的条件，进而出现了3个所谓的定向Z。最后考虑到2个椭球的大小相互差异，存在于一个地方坐标系相对于WGS84地心坐标系统的尺度因子（m）。按照上述方法建立起来的ωY，ωX，ω参数（坐标转换模型，因为含有七个参数，所以通常被称为7参数法。这种方法的优点在于能够保持GPS测量的计算精度。只要地方坐标足够

4、精密（包括平面与高程），公共点的分布合理，不管区域的大小都能适用.（二）一步法7该转换方法通过将点位与高程分别进行转换.在平面点位转换的过程中，应先将WGS84地心坐标投影到临时的横轴墨卡托投影中，然后通过旋转、平移和尺度之间的变换使其与计算地“真实”投影相吻合.高程转换则采用简单的一维高程拟合.因采用该种方法进行平面点位转换，所以不需要知道地方坐标系统的地图投影类型和参考椭球.平面点位和高程的转换是分开进行的，因此高程误差不会传播给平面点位，假如地方高程的资料不是很好或者根本没有，你仍然可以仅对平面点位进行转换.还有，高程已知点和平面点位

5、已知点不必是同一个点.用这种方法进行转换，能够在只有一个公共点的情况下进行坐标与高程的转换.（三）分片平滑插值方法分片平滑插值转换方法是经典3D转换法与插值转换方法的互相结合.高程与平面点位的转换分别来处理.前者运用插值方法，而后者运用经典的转换技术.对于该种方法，应该掌握至少4个点的格网坐标与WGS84坐标.只使用三个公共点进行转换参数计算也可以，而使用4个公共点可以进行残差计算.另外需要已知地图投影的类型，使用的地方椭球以及地方坐标和其参数都是基于地图上的投影.由于这种方法使转换分成两个部分，与插值方法一样，高程与平面点位分别独立.这就

6、意味着用于平面点位转换的点和高程转换的可以不是同一个点.由于平面点位的转换使用经典3D转换方法，转换区域比插值方法大.适用区域的大小很大程度上受制于高程转换精度.操作的步骤如下：1.确定经典的二维转换参数.2.换算公共点重心.3.地图投影运用于WGS84点.74.构造高程插值模型.5.推算地方椭球和WGS84之间的平移参数.在平坦的地区或者比较平坦的地区，地方坐标系统中可获得的高程精度较好一些.因此，建立一个精度较为良好的大范围高程转换模型并不困难.其中包含的高程点越多，高程转换也就更好.大地水准面起伏可能比较大的区域，若要求有良好的转换高

7、程，实施转换的地区必须极大地缩小。请注意：大地水准面的不规则起伏对点位的转换没有任何影响.（四）插值法将工程测量成果通过一种均匀、合理的弹性形变的方式，将其纳入到地方格网的坐标系统之中.地方系统的格网是以输入的点位平面格网坐标来定义的.分别对在转换中的高程平面点位作出处理.也就表明测量的平面点位有可能不是高程已知的相同的点，在地方高程中的偏差将不可能传播到平面点位转换部分.插值转换方法在有些方面较为传统的3D经典转换方法有利，如可以在没有地方椭球资料或地图投影的情况下推算转换参数.另外，平面点位以及高程的转换是相互独立的.也就表示地方坐标没

8、有必要涵盖高程信息，高程信息也可以从不同的点中获取。插值转换方法趋向于将测量值扭曲，从而适合已有的地方格网测量值.既是一个优点又或是缺点，因为GPS7坐标通常被发现好于已有的格网