手持gps坐标系转换方法

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1、手持GPS坐标系转换方法陕西省地质调查院杜大彬陈书让张宽房张开盾李明贵（西安市大兴东路12号710016）摘要导航型手持GPS目前在中小比例地质调查等领域得到广泛应用，由于坐标系之间存在差异，在实际应用过程中，必须将手持机的WGS84坐标系转换为我国应用的BJ54或西安80坐标系。坐标转换的准确与否，直接影响到工程测量定位的精度，传统的坐标转换计算所需要的起算资料不易收集，计算过程过于繁琐，非专业人员难以掌握。本文根据收集的三角点BJ54坐标（或西安80坐标），和现场测定的过渡坐标，求出各参数在本工作地区的变化率，建立参数方程，反向求出适合于

2、当地的各项改正参数，方法简便易行，为手持GPS测定坐标转换方法提出一种新的思路。关键词：坐标转换WGS84坐标系BJ54坐标系过渡坐标变化率随着技术的不断完善，导航型GPS的定位精度及功能较之以前有很大提高。它以其全天候工作、携带方便、数据记录及回放快捷等功能，倍受使用者青睐。经过参数校正后的GPS，其平面精度完全可以取代地形图定点，因而在中小比例尺地质矿产调查数字填图、地球物理、地球化学勘探野外作业的点位测量中有着广泛的应用前景。1.坐标系转换问题提出由于GPS卫星星历是以WGS84坐标系（经纬度坐标）为依据而建立的，我国目前应用的地形图一

3、般采用1954年北京坐标（以下简称BJ54坐标）系或西安80大地坐标系，不同的坐标系之间存在平移和旋转关系，在不同地区，同一点位的WGS84坐标值与我国应用的坐标系的坐标值，有约60—150米的差值。在实际应用中，不同的坐标系必须进行坐标转换。由于手持机测量通常是短时间近似测量，采用单次测量或多次测量值取平均值，一般不作差分处理，从某种意义上讲，手持机的相对定位精度受其接收信号强度影响，坐标转换参数的准确与否，直接影响其绝对定位精度。坐标转换的关键是求出不同坐标系之间的坐标转换参数，在实际工作过程中，坐标系统的转换通常采用方法是在应用区域内G

4、PS“B”级网内，收集三个以上网点的WGS84坐标系B、L、H值及我国坐标系（BJ54或西安80）B、L、h、x（高程异常），按其参考球体的投影方式，计算各参数的差值。由于各地GPS建网及重力研究工作程度不同，通常在某些地区，常用参数尤其是高程异常，一般不易收集，并且其计算过程较为繁琐。为了寻求一种快捷、方便、精度满足工作要求的GPS坐标转换方法，笔者经反复试验，总结出坐标转换的一些规律。以台湾GARMIN仪器公司的ETREXVISTA（展望）机型使用为例，这里给出一种只用一个三角点，推算其BJ54（西安80）坐标改正参数的方法。1.参数变化

5、在坐标系转换的规律：笔者曾在陕南安康某地从事测量工作时，特意在一已知三角点作GPS参数变化试验，该三角点的BJ54坐标值为：X=3640433.217;Y=19367605.110，三角点位于汉江南岸，视野开阔，有利于GPS观测。所用机型为台湾GARMIN公司产ETREXVISTA（展望）型手持GPS，在观测时设置当地中央经线、DA、DF等参数，DX、DY、DZ均为0，在星况稳定且仪器显示估计误差为5米时,在已知点上读取若干组数据,取得其平均值得X=3640445;Y=367644。此值作为WGS84与BJ54坐标系之间转换的过渡坐标X0、Y

6、0.如表1所示,利用GPS自带‘MAPSOURCE’回放软件，分别如下变化不同的参数,研究DX、DY、DZ变化时，过渡坐标X0、Y0的变化规律.DX、DY、DZ变化时X1、Y1变化规律表1X0Y0DXDYDZX1Y1△X△Y364044536764400036404453676440036404453676441000003640250368584-1959403640445367644-1000003640640366704195-9403640445367644010000364095236798650734236404453676440

7、-100003639938367302-507-34236404453676440010003639605367633-840-11364044536764400-1000364138536765584011为便于理解,这里将DX、DY、DZ分别设置为0时现场测定的坐标定义为X0、Y0；X1、Y1为相应DX、DY、DZ变化后对应于过渡坐标X0、Y0变化后的值,当DX=0、DY=0、DZ=0时，X1=X0、Y1=Y0。△X=X1-X0,△Y=Y1-Y0；△X/DX*100%、△X/DY*100%、△X/DZ*100%、为坐标X在各方向上的变化率

8、；△Y/DX*100%、△Y/DY*100%、△Y/DZ*100%为坐标Y在各方向上的变化率。通过上表数据，我们可以看出DX、DY、DZ在各方向上的变化，相应影响过