手持gps坐标系转换

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1、手持GPS坐标系转换(2010-12-3101:04:33)转载▼标签：杂谈分类：关于地理信息系统手持GPS坐标系转换山寨蚂蚁手持GPS基本都采用WGS1984坐标系统，而在工程实际中我们常用的是投影坐标系，如北京54坐标或西安80，以及最新的国家大地坐标系CGCS2000等等。不同坐标系之间主要存在平移和旋转的关系。在进行坐标系之间的转换时，首先需要求出它们之间的转换参数。两种坐标系之间的转换常用有七参数法、五参数法和三参数法。手持GPS一般采用五参数法，即需要用户输入五个参数（DX、DY、DZ、DA、DF）（分别为X偏差值、Y偏差值、Z

2、偏差值、长半轴偏差值和扁率偏差值），这五个参数可以通过反算来获取。在一个地域比较开阔、卫星信号强、无电磁波干扰的位置找一个控制点，该控制点的高斯平面坐标（x,y）已知。如果是进行北京54与WGS1984间的转换，则需要知道该点在54坐标系下的平面坐标（x,y）；如果是进行西安80与WGS1984间的转换，则需要知道该点在80坐标系下的平面坐标（x,y）。此外，还需要确定该点的高程h及高程异常值ξ（如果不知道可以取0）。利用手持GPS在该点测得该点的经度L、纬度B和高程H，在手持GPS中如果默认采用WGS1984坐标系则此处测得的经纬度及高程

3、都是指WGS1984坐标系下的值（手持GPS一般都内置了该坐标系）。对于空间中同一点，大地坐标系与空间直角坐标系存在下列关系：三种坐标系的椭球参数如下：坐标系长半轴A(m)第一偏心率平方E2扁率FWGS198463781370.006694379990131/298.257223563北京5463782450.0066934271/298.3西安8063781400.0066943851/298.257根据WGS1984坐标系下测得的经纬度及高程（L，B，H）及采用的椭球参数，利用前面的公式即可求得x1、y1、z1、A1、F1。其中A1和F

4、1即WGS1984坐标系采用的椭球参数中长半轴A和扁率F。如果已知控制点的坐标只是高斯平面直角坐标(x，y)，则应把平面直角坐标(x，y)代人高斯投影反算公式，求出大地坐标值(B，L)，然后再代入式（1）求得该点的三维直角坐标（x2，y2，z2）。通过高斯反算计算出B、L后，在代人式（1）求得三维直角坐标（x2，y2，z2）。已知该点的三维直角坐标（x2，y2，z2），以及该点的平面坐标系采用的椭球参数长半轴A2和扁率F2。五参数即可通过下式求得：DX=x1-x2DY=y1-y2DZ=z1-z2DA=A1-A2DF=F1-F2一般DA、DF

5、都是常数，DX、DY、DZ对于不同地区值也不相同。在五参数求出后，输入手持GPS中（采用自定义坐标系），同时输入测区中央子午经度、东西偏差、南北偏差。其中关于中央子午线经度设置需要考虑是3度带还是6度带，对于3度带，中央子午线经度为3的倍数，其适用范围从中央子午线经度左侧1.5°到右侧1.5°之间，举例说明，如果现在某点位置在东经112°32′，即112.5333°（将分秒单位转换成°）除以3等于37.51，37.51大于37.5，即表示该点不在37号带范围内（因为37号带的适用范围是从109°30′至112°30′），该点在38号带范围内

6、（38号带的范围是从112°30′至115°30′），38号带的中央子午经度为38*3°=114°。对于六度带也是类似，其适用范围从中央子午经线左侧3°至右侧3°。设置东西偏差的原因主要是为避免在横向坐标值中出现负值，一般东西偏差为500000m。另外，由于我国在北半球，所以在纵向坐标中不会出现负值，所以南北偏差为0。在进行五参数设置后，可以到实地进行一下控制点坐标的测量，已检验参数是否正确。对于目前市场上的手持GPS，主要为单点定位，其平面精度一般都优于10米，在野外大比例尺的数据采集中精度已足够。另外，许多情况下只知道椭球的长半轴和短半

7、轴，还需要采用下式来求得扁率、第一偏心率、第二偏心率。已知椭球长半轴为A，短半轴为B，则有：五参数计算程序参考如下：//计算投影坐标下的高斯反算                doublex,y;                x=X2;y=Y2-500000;                doubleE=k0*x;                doublesinE=Math.Sin(E);                doubleBf=E+Math.Cos(E)*(k1*sinE-k2*sinE*sinE*sinE+k3*sinE*

8、sinE*sinE*sinE*sinE-                    k4*sinE*sinE*sinE*sinE*sinE*sinE*sinE);