浅谈工程测量中GPS坐标系统转换

《浅谈工程测量中GPS坐标系统转换》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、浅谈工程测量中GPS坐标系统转换摘要：大家知道GPS技术在测量领域得到了广泛的发展与应用，本文将介绍工程测量中GPS采集的WGS-84坐标转换成当地坐标过程。关键词：GPS；坐标系统；坐标系；转换中图分类号：P123.2+1文献标识码：A文章编号：引言概述GPS及其应用，测绘工作中的GPS即全球定位系统(GlobalPositioningSystem)最初主要用于高精度大地测量和控制测量中，建立各类等级的测量控制网，现代GPS除了在上述领域发挥着重要作用外，还在测量领域的其它方面得到充分的应用；如用于工程测量、变形观测、航空摄影测量、海洋测量和

2、地理信息系统中地理数据的采集等方面得到了发展。GPS以其测量精度高、操作简便、仪器体积小、便于携带、全天候操作、观测点之间无须通视、测量结果统一在WGS84坐标下，信息自动接收、存储、减少繁琐的中间处理环节、高效益等显著特点优势得到了更加广泛的应用。1.GPS测量常用的坐标系统1.1WGS-84坐标系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得到的oWGS-84坐标系统由美国国防部制图局为统一世界大地坐标系统，实现全球测量标准的一致性而定义的，用于制图、大地、导航的坐标标准；于1984年取代了当时G

3、PS所采用的坐标系统一WGS-72坐标系统而最终成为GPS所使用的常规坐标系统oWGS-84坐标系的坐标原点位于地球的质心，Z轴指向BIH（国际时间局）1984.0定义的协议地球极方向，X轴指向BIH1984.0定义的零子午面与CTP相应的赤道交点；Y轴垂直于XMZ平面,且于Z、X轴构成右手系。如图1采用椭球参数为：长半径：a=6378137±2m椭球扁率为：f=1/298.2572235631.21954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，它是我们测绘作者为了满足国家经济建设与国防建设急需，将我国东北的呼玛、吉

4、拉林、东宁三个基准网与前苏联远东大地控制网相连接，通过局部平差，经前苏联1942普儿科沃坐标延伸至我国，建立了1954北京坐标系。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：长轴：a二6378245m椭球扁率：f二1/298.3；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。1.3地方坐标系（任意独立坐标系）地方坐标系是局部地区建立平面控制网时，根据需要投影到任意选定面上和（或）采用地方子午线为中央子午线的一种直角坐标系，它是因建设、城市规划和科学研究需要而在局部地区建立的相对独立的平面坐标系统。为便于必要时与国家坐标系进

5、行相互转换，通常应与国家坐标系进行联测。例如：通常我们在测量过程中时常会遇到一些某城建坐标系、城建坐标系、隧洞坐标系以及工程坐标系或工作中为了测量方便而临时建立的独立坐标系等。1.坐标系统的转换在工程测量应用中GPS卫星定位系统采集到的数据是WGS-84坐标系数据，而测量成果普遍使用的是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。必须将WGS-84坐标转换到BJ-54坐标系或地方（任意）独立坐标系才能使用；一般的常用方法有两种。2.1布尔莎模式：（七参数法）完成WGS-84坐标系到北京54坐标系的转换，得到北京54坐标数据，

6、其公式如下。1.2莫洛坚斯模式（三参数）：该模式的旋转和相似变换中心在地面网的大地原点上，并认为在旋转变化中大地原点的参心向量保持不变，其公式如下：2.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，一种形式就是一种坐标系。如空间直角坐标系（X,Y,Z）、大地坐标系(B,L)、平面直角坐标(x.y)等。通过坐标统的转换我们得到了BJ54坐标系统下的空间直角坐标，我们还须在BJ54坐标系统下再进行各种坐标系的转换来得到我们所需的坐标系。1.1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{

7、(Z+Ne2sinB)/(X2+Y2)0.5}H=(X2+Y2)0.5sinB-N用上式采用迭代法求出大地坐标(B,L)；3.2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=Fl(B,L),y=F2(B,L)3.3将高斯坐标系转换成任意独立坐标系，得到独立坐标(x，、y')在小区域的测量中，可以将地面当作平面，用简单的旋转、平移便可将高斯坐标换成工程中所采用坐标系的坐标(x，、y，),x'=xcosa+ysinay'=ycosa-xsina1.结语：由于测量GPS技术的快速发展，GPS的定位技术已基本上取

8、代了常规控制测量技术，成为现代控制测量方法的主要技术手段，而市面上又出现了各种转换软件和不同型号的GPS数据处理配套商用软件其中包含了怎样将GPS测量