空间坐标转换七参数求解软件的设计与实现.pdf

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1、科技情报开发与经济SCI-TECHINFORMATIONDEVELOPMENT＆ECONOMY2010年第20卷第19期文章编号：1005－6033（2010）19－0125-02收稿日期：2010－04－26空间坐标转换七参数求解软件的设计与实现张继荣（中国神华神东煤炭集团地测公司，内蒙古鄂尔多斯，017209）摘要：测量工作中，为了进行两个空间直角坐标系的坐标转换，必然涉及七参数求解的问题。以VisaulC＋＋.NET为开发平台，设计了七参数求解软件，并用实例验证了其准确性和可靠性。关键词：空间

2、坐标；坐标转换；七参数求解软件；软件设计中图分类号：P209文献标识码：A随着现代测绘科学与技术的快速发展，GPS技术在测绘领域△Yi，△Z）当作等权独立观测i值，而没有考虑它们的相关性和精度得到了广泛应用，静态GPS逐渐成为了建立基础控制网的首选差异，因而也是一种近似的方法。手段。但测量工作者并不满足只将GPS用于控制测量，特别是随严密平差法考虑（Xi，Yi，Z）和（iXi′，Yi′，Zi′）会受到不同的误着高精度GPS实时动态定位技术RTK的快速发展，由于其能实差影响，因此它们不是等精度观测值，

3、也就是要将它们当作不等时提供测点在任意坐标系中的三维坐标，因此利用GPSRTK进精度的相关观测值来处理。在这种情况下，转换模型中除了要把行各种坐标放样工作已很普遍。但GPSRTK测量是在WGS－84七参数作为未知参数外，还应取公共点在某个空间直角坐标系坐标系中进行的，而各种工程测量和定位则是在北京54、西安统中的坐标作为未知参数，然后利用转换模型建立误差方程，按80或独立坐标系统下进行，这就必然需要进行两种不同坐标系相关平差方法求解，即可得到七参数。这种方法在理论上最严的坐标转换。GPS静态测量中，

4、坐标转换是在事后处理时进行的，密，求解精度最高，但数学模型也最复杂。而GPSRTK是实时测量，这就要求现场提供测点在指定坐标系上述七参数求解数学模型的具体计算公式可参阅参考文献统下的坐标，因此，坐标转换工作就显得尤为重要。［1］。目前，各GPS供应商均提供了GPS解算软件，可解决上述坐2软件的设计与实现标系统转换的问题。但在生产中，各厂商所提供的GPS解算软件计算精度不一致，且当使用者只需解算测区坐标系统转换参数2.1界面设计时，都显得很不方便。为此，本文以VisaulC＋＋.NET为开发平台，由于

5、七参数求解计算原始数据输入只涉及两空间直角坐标设计了空间坐标转换七参数求解软件，经实例验证了其准确性系的重合点位坐标，故本软件界面设计为对话框形式，用文本框和可靠性。它既可作为测量工作者对七参数求解的专业软件使承载原始数据输入和结果数据显示。软件界面设计效果见图1。用，也可为各GPS解算软件的七参数求解提供精度检核。1数学模型七参数是两空间直角坐标系之间的转换参数，包括3个平移参数、3个旋转参数和1个尺度参数。常用的七参数求解方法主要有3种：三点法、多点法和严密平差法。当对转换坐标的精度要求不高，或

6、只有3个公共点时，可以采用三点法。当对转换坐标的精度要求较高，且能提供3个以上公共点时，可以采用多点法。当对转换坐标的精度要求非常高时，则需采用严密平差法。由参考文献［1］可知，三点法是一种近似的七参数求解方法，对于3个公共点，按某种转换模型可列出9个方程，取其中7个方程就可以求得转换参数。而多点法则利用了更多的公共点，可图1七参数解算软件界面以得到较好的解算结果。设两空间直角坐标系之间有n个公共点（n＞3），它们在两个坐标系中的坐标分别为（Xi，Yi，Z）和（iXi′，2.2程序设计Yi′，Zi′

7、），记△Xi=Xi′-Xi，△Yi=Yi′-Yi，△Zi=Zi′-Zi，认为△Xi，△Yi，△Zi2.2.1数据结构是含有随机误差的观测值，并且视其为同等精度观测值，现将七typedefstruct参数△X，△Y，△Z，Ex，Ey，Ez，m作为未知参数，采用W模型，按｛//椭球基准数据结构最小二乘法求解即可得七参数。但采用此法求解时是将（△Xi，charName［16］；//椭球名称（取值为：“1954”，“1980”，125张继荣空间坐标转换七参数求解软件的设计与实现本刊E-mail:bjb＠sx

8、info．net信息工作研究“1984”（WGS－84））doubleA;//椭球长半径doubleAlfa；//扁率doubleE2；//第一偏心率的平方doubleUTM；//中央子午线投影长度比doubleL0；//中央子午线经度doubleX0；//坐标加常数doubleY0；//坐标加常数doubleH0；//投影面高程（此处为大地高，单位：m）doubleDN；//高程异常（单位：m）｝CoordSysType；图2七参数求解实例界面2．2.2子程序设计表