坐标转换办法

坐标转换办法
坐标转换办法

测绘成果转换到2000国家大地坐标系技术指南

一、2000国家大地坐标系的定义

国家大地坐标系的定义包括坐标系的原点、三个坐标轴的指向、尺度以及地球椭球的4个基本参数的定义。2000国家大地坐标系的原点为包括海洋和大气的整个地球的质量中心;2000国家大地坐标系的Z轴由原点指向历元2000.0的地球参考极的方向,该历元的指向由国际时间局给定的历元为1984.0的初始指向推算,定向的时间演化保证相对于地壳不产生残余的全球旋转,X轴由原点指向格林尼治参考子午线与地球赤道面(历元2000.0)的交点,Y轴与Z轴、X轴构成右手正交坐标系。采用广义相对论意义下的尺度。2000国家大地坐标系采用的地球椭球参数的数值为:

长半轴 a=6378137m

扁率 f=1/298.257222101

地心引力常数GM=3.986004418×1014m3s-2

自转角速度ω=7.292l15×10-5rad s-1

其它参数见下表:

用2000国家大地坐标系后仍采用无潮汐系统。

二、点位坐标转换方法

(一)模型选择

全国及省级范围的坐标转换选择二维七参数转换模型;省级以下的坐标转换可选择三维四参数模型或平面四参数模型。对于相对独立的平面坐标系统与2000国

家大地坐标系的联系可采用平面四参数模型或多项式回归模型。坐标转换模型详见本指南第六部分。

(二)重合点选取

坐标重合点可采用在两个坐标系下均有坐标成果的点。但最终重合点还需根据所确定的转换参数,计算重合点坐标残差,根据其残差值的大小来确定,若残差大于3倍中误差则剔除,重新计算坐标转换参数,直到满足精度要求为止;用于计算转换参数的重合点数量与转换区域的大小有关,但不得少于5个。

(三)模型参数计算

用所确定的重合点坐标,根据坐标转换模型利用最小二乘法计算模型参数。(四)精度评估与检核

用上述模型进行坐标转换时必须满足相应的精度指标,具体精度评估指标及评估方法见附件中相关内容。选择部分重合点作为外部检核点,不参与转换参数计算,用转换参数计算这些点的转换坐标与已知坐标进行比较进行外部检核。应选定至少6个均匀分布的重合点对坐标转换精度进行检核。

(五)数据库中点位坐标转换模型参数计算的区域选取

对于1980西安坐标系下的数据库,采用全国数据计算的一套模型参数可满足1:5万及1:25万比例尺数据库转换的精度要求;采用全国数据计算的六个分区的模型参数可满足1:1万比例尺数据库转换的精度要求。对于1954年北京坐标系下的数据库的转换,采用全国数据计算的六个分区的模型参数可满足1:5万及1:25万比例尺数据库转换的精度要求;按(2°×3°)进行分区计算模型参数可满足1:1万比例尺数据库转换的精度要求。

三、1:2.5-1:25万数据库的转换

(一)按国家基本比例尺地形图分幅组织的数据库

按国家基本比例尺地形图分幅组织的图形数据(DLG、DEM、DRG),依据以下方案进行转换。

1、1:2.5-1:10万DLG数据库转换

(1)1954年北京坐标系下1:2.5-1:10万DLG数据库转换

a、依据相应比例尺分幅进行区域划分,分两步完成坐标转换。首先进行椭球体变换,再利用对应的比例尺图幅区域的X、Y坐标平移量进行坐标平移;

b、依据2000国家大地坐标系下对应的比例尺标准分幅图廓进行数据裁切,区域边缘图幅中的数据空白区利用相邻图幅数据进行补充;

c、添加2000国家大地坐标系下的方里格网层,删除原方里格网数据层;

d、完成图廓更改、数据编辑、数据接边、拓扑重建、数据入库等数据后处理及建库工作;

e、图幅换带接边:采用右图(1954年北京坐标系)接左图(2000国家大地坐标系)时,先进行右图的椭球体与换带转换,在左带中利用左图的平移量进行右图的坐标平移,完成接边后保存在左带中的右图(备份)成果。返回右图取消先前换带接边加入的平移量,并进行投影变换,最后利用右带自身的平移量完成平移后,方可与其相邻的右图接边;

f、对基础地理信息数据库元数据相关条目进行更改。

(2)1980西安坐标系下1:2.5-1:10万DLG数据库转换

依据相应比例尺分幅进行区域划分,不考虑椭球体变换,直接利用对应的比例尺图幅区域的X、Y坐标平移量进行坐标平移;然后按照1954年北京坐标系下DLG 数据库转换的b~f对应步骤进行。

2、1:2.5-1:10万DRG数据库转换

原数据为300~500dpi的原版印刷地图经扫描纠正生成的RGB栅格数据,无图幅间要素的接边处理。

(1)1954年北京坐标系下1:2.5-1:10万DRG数据库转换

a、考虑椭球变换及对应图廓角点的X、Y坐标平移量,计算1954年北京坐标系分幅图廓角点在2000国家大地坐标系下的坐标,并修改数据头文件中相应的定位坐标;

b、在DRG数据上叠加2000国家大地坐标系下新的大地控制基础层(图廓及方里格网等),新图廓中数据空白或数据出图区域不做图纹补充和裁减;

c、在图例中添加2000国家大地坐标系下新的控制基准说明条款;

d、完成数据合层,并保持DRG数据的原有分辨率;

e、更改元数据中相关内容,增加1954年北京坐标系标准分幅的图廓四角点在2000国家大地坐标系下坐标,计算2000国家大地坐标系标准分幅的图廓四角点的坐标。

转换后数据为2000国家大地坐标系坐标、1954年北京坐标系分幅。

(2)1980西安坐标系下1:2.5-1:10万DRG数据库转换

获取图幅对应比例尺图幅图廓角点的X、Y坐标平移量,根据平移量计算图幅定位坐标,修改数据头文件;然后按照1954年北京坐标系到2000国家大地坐标系的1:2.5-1:10万DRG数据库转换的b~e步骤进行。

转换后数据为2000国家大地坐标系坐标、1980年西安坐标系分幅。

3、1:2.5-1:10万DEM数据库转换

原数据为25米分辨率的灰阶(256个)栅格数据,建库数据图幅间接边处理完好。此数据转换可有两种方式:一种是依据2000国家大地坐标系下DLG相关图层数据(等高线、高程点)重新生成DEM(见DEM数据生产规范),一种是进行DEM数据的转换。以下给出DEM数据转换方法。

(1)1954年北京坐标系下1:2.5-1:10万DEM数据库转换

a、按照比例尺对应图幅分块,在需补充内容的邻接边各增加一个相应比例尺图幅;

b、考虑椭球变换及相应的比例尺图幅的X、Y坐标平移量,求得X、Y坐标改正值;

c、根据坐标改正值进行图幅坐标平移,同时,参考像素分辨率确定起算坐标进行数据重采样;

d、按2000国家大地坐标系新的图廓及重叠像素进行图幅裁切,更改数据头文件中定位坐标;

e、修改元数据相关条目。

(2)1980西安坐标系下1:2.5-1:10万DEM数据库转换

a、按照相应比例尺对应图幅分块,在需补充内容的邻接边各增加一个相应比例尺图幅;

b、依据相应的比例尺图幅的X、Y坐标平移量,进行图幅坐标平移,并参考像素分辨率确定起算坐标完成数据重采样;

c、d按1954年北京坐标系1:2.5-1:10万DEM数据库转换的

d、e步骤进行。

4、1:25万DLG数据库转换

(1)将1:25万分幅的平面坐标平移量转换为对应的经、纬度平移量或直接获取对应图幅的经、纬度平移量;

(2)根据1:25万分幅的经、纬度平移量,完成1:25万经纬度数据到2000国家大地坐标系经纬度数据的转换(1954年北京坐标系需同时考虑椭球体变化和平移量);

(3)依据2000国家大地坐标系下对应的1:25万标准分幅图廓进行数据裁切,区域边缘图幅中的数据空白区利用相邻图幅数据进行补充;

(4)数据后处理,包括:图廓更改、新格网层添加、数据编辑、数据接边、拓扑重建、数据入库等;

(5)更改元数据文件。

5、1:25万DEM数据库转换

(1)利用2000国家大地坐标系对应的DLG数据层,重新内插生成DEM; (2)依据新的DEM更改元数据文件。

(二)按其它方式建立的数据库

1、按区域建立的图形数据库

按区域(省、地区、流域等)建立的图形数据库(DLG、DEM、DRG),可先分带分块分层完成转换,参照以上相应比例尺基础地理信息数据库的转换方案转换后拼接合成。

1:10万-1:25万数据库,依1:25万数据库转换方案逐块进行转换,再整体拼接合成;按非高斯投影方式组织的,将原数据经纬网30′×30′或15′×15′交点作为坐标转换参考点,计算这些参考点在2000国家大地坐标系下的坐标,利用地理信息软件进行图形纠正,完成数据转换。

2、按线性条带建立的图形数据库

按线性条带(境界、河流、交通线、管道线等)建立的图形数据库,可依据条带的方向、长短等分段进行,再拼接合成;也可通过条带中一定密度地物点的两套坐标,通过软件逐点进行纠正。具体方法:

? 分块纠正:对于1:1万分块,按1:1万数据转换方案逐块纠正后接边合成;对于1:5万分块,按1:2.5-1:10万数据转换方案逐块纠正后接边合成;

? 逐点纠正:依据数据精度,建立一定密度(1:1万100米格网点、1:5万2000米格网点)的坐标转换参考点,计算这些参考点在新坐标系下的坐标,利用地理信息软件完成数据转换。

3、按无固定分幅分区建立的图形数据库

按无固定分幅分区建立的图形数据,根据坐标系、比例尺及数据主体所在的图幅、数据的组织方式、产品类型(DLG、DEM、DRG)等,参照相应比例尺的转换方案,实施数据转换。

4、DOM数据库转换

原数据为航空或航天遥感获取的黑白或彩色影像数据,是连续的灰度(全色)或RGB(彩色)栅格数据,分辨率有多种方式(主要包括用于1:5地形图测绘的各种分辨率航空影像,以及用于专题调查的10米、15米、30米等卫星影像)。影像数据转换可参照下列方式进行。

对于已按数据库组织方式加工与处理的DOM数据,可采用1:2.5-1:10万DEM 的数据转换方法,也可采用计算各景影像有效图边的4点在2000国家大地坐标系下的坐标来重新定位的方式。

对于尚未按数据库组织方式加工与处理的DOM数据,可采用1:2.5-1:10万DRG 的数据转换方法,不再添加新的控制基础信息。

分辨率5米-30米的数据,需依据其数据主体所在的1:25万图幅区域来选用1:25万对应图幅的综合坐标改正值;对于分辨率在2米到5米间的数据,需依据其数据主体所在的1:5万图幅区域来选用1:5万对应图幅的综合坐标改正值;由此确定各自的X、Y方向平移像素数对应的坐标值(直接取1:25万或1:5万综合坐标改正值,或由像素数×像素分辨率求得)。按高斯投影、分像对(分景)组织的高分辨率影像数据,参照1:1万DOM转换技术方案进行转换。

四、1:1万及1:5千基础地理信息数据库的转换

(一)1:1万及1:5千格网点坐标转换改正量计算

1、1980西安坐标系坐标转换改正量计算

1:1万以上大比例尺一般按(2°×3°)进行分区,并对每个分区向外扩充约20′,分别解算出各分区的转换参数后,利用确定的转换方法与转换模型分别计算全国1:1万及1:5千格网点的2000国家大地坐标系坐标B2000,L2000,进而求出各点的1980西安坐标系与2000国家大地坐标系的差值DB802000,DL802000(B2000-B80,L2000-L80),形成全国1:1万及1:5千格网点的1980西安坐标系与2000国家大地坐标系的转换改正量DB802000,DL802000。

2、1954年北京坐标系坐标转换改正量计算

全国1954年北京坐标系向2000国家大地坐标系转换改正量计算采用两步法:首先计算1954年北京坐标系转换向1980西安坐标系转换改正量,其次计算1980西安坐标系向2000国家大地坐标系转换改正量,最后将两改正量叠加形成1954年北京坐标系向2000国家大地坐标系转换坐标转换改正量。

①1954年北京坐标系向1980西安坐标系转换坐标改正量计算

新旧坐标系统(1954年北京坐标系与1980年西安坐标系)的转换

大地坐标改正量计算公式:

1954年北京坐标系所提供的大地点成果没有经过整体平差,1980西安坐标系提供的大地点成果是经过整体平差的数据,所以新旧系统转换还要考虑平差改正量的问题。计算平差改正量比较麻烦,没有一定的数学模式,不同地区,平差改正量差别很大,在我国中部某些地区,平差改正量在1米以下,而在东北地区的某些图幅则在10米以上。在实际计算中,在全国均匀地选择一定数量的一、二等大地点,利用它们新(1980西安坐标系)旧(1954年北京坐标系)坐标系的坐标进行多种分析试算并剔除粗差点,然后分别计算它们的坐标差值,根据这些差值和它们的大地坐标分别绘制两张平差改正量分布图(即dX,dY分布图),这样在分布图上可以直接内插出全国1:1万以大比例尺格网点的平差改正量

DX2,DY2。

l 根据全国1:1万以大比例尺格网点的转换改正量DX1,DY1和平差改正量DX2,DY2按下列公式计算1954年北京坐标系向1980西安坐标系转换坐标转换改正量DX,DY。

l 将DX,DY换算成1:1万以大比例尺格网点大地坐标转换改正量DB5480,DL5480。

②1954年北京坐标系向2000国家大地坐标系转换坐标转换改正量计算

将全国1:1万以大比例尺格网点的1954年北京坐标系向1980西安坐标系的转换改正量DB5480与1980西安坐标系向2000国家大地坐标系的转换改正量DB802000叠加,得到全国1:1万以大比例尺格网点1954年北京坐标系向2000国家大地坐标系转换的坐标转换改正量DB542000。

即:DB542000=DB5480+DB802000

DL542000=DL5480+DL802000

(二)1:1万及1:5千DLG数据库转换

转换流程如图1所示:

图1 1:1万及1:5千基础地理信息数据库转换技术流程

1、1954年北京坐标系下1:1万、1:5千DLG数据库转换

(1)每个图幅的四个图廓点坐标改正量选用1954年北京坐标系向2000国家大地坐标系转换方法计算;

(2)图幅内各要素点的坐标改正量根据选用的本图幅的四个图廓点坐标改正量,按双线性内插等方法计算;

(3)根据图幅四个图廓点坐标改正量和图幅内各要素点的坐标改正量,计算2000国家大地坐标系下的图幅四个图廓点坐标和图幅内各要素点的坐标;(4)与周边图幅拼接;

(5)按照2000国家大地坐标系下对应1:1万、1:5千标准分幅计算新的公里格网数据,即添加2000国家大地坐标系下新的公里格网层;

(6)完成图廓更改、数据编辑、换带接边、拓扑重建;

(7)对空间数据库元数据相关条目进行更改;

(8)数据入库等数据后处理工作。

2、1980西安坐标系下1:1万、1:5千DLG数据库转换

(1)每个图幅的四个图廓点坐标改正量选用1980西安坐标系向2000国家大地坐标系转换方法计算;

(2)~(8)参照1954年北京坐标系到2000国家大地坐标系1:1万、1:5千DLG数据库转换的对应步骤进行。

(三)1:1万及1:5千DRG数据库转换

在保持原分辨率不变的情况下,利用逐格网纠正的方法进行数据转换。

1、1954年北京坐标系下1:1万、1:5千DRG数据库转换

(1)在2000国家大地坐标系下生成图廓坐标及公里格网,逐公里格网点纠正1:1万、1:5千DRG数据;

(2)修改元数据相关条目;

(3)修改相关的图外整饰。

2、1980西安坐标系下1:1万、1:5千DRG数据库转换

参照1954年北京坐标系到2000国家大地坐标系1:1万、1:5千DRG数据库转换的对应步骤进行。

(四)1:1万及1:5千DEM数据库转换

利用DEM生产过程中形成的矢量数据与DEM离散点数据完成数据转换。1、1954年北京坐标系下1:1万、1:5千DEM数据库转换

(1)矢量数据与DEM离散点数据转换方法;

a、每个图幅的四个图廓点坐标改正量选用1954年北京坐标系向2000国家大地坐标系转换方法计算;

b、图幅内各要素点的坐标改正量根据选用的本图幅的四个图廓点坐标改正量,按双线性内插等方法计算;

c、根据图幅四个图廓点坐标改正量和图幅内各要素点的坐标改正量,计算2000国家大地坐标系下的图幅四个图廓点坐标和图幅内各要素点的坐标;

d、与周边图幅拼接。

(2)构造TIN;

(3)按相关规范或规定内插DEM;

(4)对检查点坐标文件进行点对点坐标转换;

(5)修改元数据条目。

2、1980西安坐标系下1:1万、1:5千DEM数据库转换

(1)每个图幅的四个图廓点坐标改正量选用1980西安坐标系向2000国家大地坐标系转换方法计算;

(2)~(5)参照1954年北京坐标系1:1万、1:5千DEM数据库转换的对应步骤进行。

(五)1:1万及1:5千DOM数据库转换

原数据为航空或航天遥感获取的黑白或彩色影像数据,是连续的灰度或RGB栅格数据,在转换中应保持原影像分辨率。

1、在原DOM上叠加相应坐标系统的内图廓及公里格网,在2000国家大地坐标系下生成图廓坐标及公里格网,逐公里格网点纠正1:1万、1:5千DOM数据;

2、转换后,删除内图廓及公里格网;

3、修改元数据相关条目。

五、相对独立的平面坐标系统与2000国家大地坐标系建立联系的方法

(一)相对独立的平面坐标系统控制点建立联系的方法

可通过现行国家大地坐标系的平面坐标过渡,利用坐标转换方法将相对独立的平面坐标系统下控制点成果转换到2000国家大地坐标系下。

选取相对独立的平面坐标系统与2000国家大地坐标系的重合点的原则如下:择优选取地方控制网的起算点及高精度控制点、周围国家高精度的控制点,大中城市至少选取5个重合点(城外4个,市内中心1个);小城市在城市外围至少选取4个重合点,重合点要分布均匀,包围城市区域,并在城市内部选定至少6个均匀分布的重合点对坐标转换精度进行检核。

建立相对独立的平面坐标系统与2000国家大地坐标系联系时,坐标转换模型要同时适用于地方控制点转换和城市数字地图的转换。一般采用平面四参数转换模型,重合点较多时可采用多元逐步回归模型。当相对独立的平面坐标系统控制点和数字地图均为三维地心坐标时,采用Bursa七参数转换模型。坐标转换中误差应小于0.05米。

(二)相对独立的平面坐标系统下数字地形图转换

采用点对点转换法完成相对独立的平面坐标系统下数字地形图到2000国家大地坐标系的转换,转换后相邻图幅不存在接边问题。具体步骤如下:

利用控制点的转换模型和参数,对相对独立的平面坐标系统下数字地形图进行转换,形成2000国家大地坐标系地形图。

根据转换后的图幅四个图廓点在2000国家大地坐标系下的坐标,重新划分公里格网线,原公里格网线删除。

根据2000国家大地坐标系下的图廓坐标,对每幅图进行裁剪和补充。

六、坐标转换方法

m 尺度参数,无量纲

(三)坐标转换精度评定和评估方法

对于1954年北京坐标系、1980西安坐标系与2000国家大地坐标系转换分区转换及数据库转换点位的平均精度应小于图上的0.1mm。具体:

对于1:5千坐标转换,1980西安坐标系与2000国家大地坐标系转换分区转换平均精度≤0.5m;1954年北京坐标系与2000国家大地坐标系转换分区转换平均精度≤1.0m;

1:5万基础地理信息数据库坐标转换精度≤5.0m;

1:1万基础地理信息数据库坐标转换精度≤1.0m;

1:5千基础地理信息数据库坐标转换精度≤0.5m。

依据计算坐标转换模型参数的重合点的残差中误差评估坐标转换精度。对于n 个点,坐标转换精度估计公式如下:

附录:

空间直角坐标系坐标转换方法

坐标转换方法 空间直角坐标系如果其原点不动,绕着某一个轴旋转而构成的新的坐标系,这个过程就叫做坐标旋转。在旧坐标系中的坐标与在旋转后新坐标系中的坐标有一定的转换关系,这种转换关系可以用转换矩阵来表示。 如图5.7,直角坐标系XYZ,P点的坐标为(x, y, z),其相应的在XY 平面,XZ平面,YZ平面分别为M(x, y,0),Q(x,0, z)和N(0, y, z)。 图5.7直角坐标系XYZ 设?表示第j 轴的旋转角度,R j (?) 表示绕第j 轴的旋转,其正方向是沿坐标轴向原点看去的逆时针方向。很明显当j 轴为旋转轴时,它对应的坐标中的j 分量是不变的。由于直角坐标系是对称的,下面我们以绕Z轴旋转为例推导其旋转变换矩阵,其它两个轴推导和它是一样的。 设图5.7的坐标绕Z轴逆时针旋转θ角度,新坐标为X 'Y'Z',如图5.8所示: 图5.8 坐标绕Z 轴逆时针旋转θ角度 由于坐标中的z 分量不变,我们可以简化地在XY 平面进行分分析,如图

5.9所示: 图5.9坐标绕Z 轴逆时针旋转θ 角度的XY 平面示意图 点 M X 和点M X ' 分别是M 点在X 轴和X '轴的投影。如图5.9 cos cos() sin sin() X X X X x OM OM MOM OM y MM OM MOM OM ?θ?θ==∠=-??==∠=-? (5-1) cos cos sin sin X X X X x OM OM MOM OM y MM OM MOM OM ? ?'''''==∠=??'==∠=? (5-2) 把(5-1)式按照三角函数展开得: cos cos sin sin sin cos cos sin x OM OM y OM OM ?θ?θ ?θ?θ=+??=+? (5-3) 把(5-2)式代入(5-3)式得: cos sin sin cos x x y y x y θθ θθ''=+??''=-+? (5-4) 坐标中的z 分量不变,即z = z'这样整个三维坐标变换就可以写成(用新坐标表 示旧坐标) cos sin sin cos x x y y x y z z θθ θθ''=+? ?''=-+??' =? (5-5) 把式(5-5)用一个坐标旋转变换矩阵R Z (θ) 表示可以写成:

坐标转换之计算公式

坐标转换之计算公式 一、参心大地坐标与参心空间直角坐标转换 1名词解释: A :参心空间直角坐标系: a) 以参心0为坐标原点; b) Z 轴与参考椭球的短轴(旋转轴)相重合; c) X 轴与起始子午面和赤道的交线重合; d) Y 轴在赤道面上与X 轴垂直,构成右手直角坐标系0-XYZ ; e) 地面点P 的点位用(X ,Y ,Z )表示; B :参心大地坐标系: a) 以参考椭球的中心为坐标原点,椭球的短轴与参考椭球旋转轴重合; b) 大地纬度B :以过地面点的椭球法线与椭球赤道面的夹角为大地纬度B ; c) 大地经度L :以过地面点的椭球子午面与起始子午面之间的夹角为大地经度L ; d) 大地高H :地面点沿椭球法线至椭球面的距离为大地高H ; e) 地面点的点位用(B ,L ,H )表示。 2 参心大地坐标转换为参心空间直角坐标: ?? ???+-=+=+=B H e N Z L B H N Y L B H N X sin *])1(*[sin *cos *)(cos *cos *)(2 公式中,N 为椭球面卯酉圈的曲率半径,e 为椭球的第一偏心率,a 、b 椭球的长短半 径,f 椭球扁率,W 为第一辅助系数 a b a e 2 2-= 或 f f e 1*2-= W a N B W e =-=22sin *1( 3 参心空间直角坐标转换参心大地坐标

[]N B Y X H H e N Y X H N Z B X Y L -+=+-++==cos ))1(**)()(*arctan( )arctan(2 2222 二 高斯投影及高斯直角坐标系 1、高斯投影概述 高斯-克吕格投影的条件:1. 是正形投影;2. 中央子午线不变形 高斯投影的性质:1. 投影后角度不变;2. 长度比与点位有关,与方向无关; 3. 离中央子午线越远变形越大 为控制投影后的长度变形,采用分带投影的方法。常用3度带或6度带分带,城市或工 程控制网坐标可采用不按3度带中央子午线的任意带。 2、高斯投影正算公式: 5 2224253 2236 4254 42232)5814185(cos 120 )1(cos 6 cos )5861(cos sin 720 495(cos sin 24 cos sin 2l t t t B N l t B N Bl N y l t t B B N l t B B N Bl B N X x ηηηηη-++-++-+=+-+++-++=) 3、高斯投影反算公式:

空间坐标转换说明

空间坐标转换说明 集团文件版本号:(M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988)

坐标转换说明 GPS 接收机接收到GPS (大地坐标:经度、纬度和高度值)信号后,并不利于显示,需要将大地坐标进行转换,现选用东北天坐标系(也叫站心坐标系)作为显示的依据。 GPS 接收机接收到的第一个信号L (经度)、B (纬度)和H (高度),作为东北天坐标系的原点。当接收到第二个信号时L 1、B 1和H 1,应用坐标转换公式,转换到东北天坐标系下进行显示。依次类推,凡是接收到的GPS 信号都转换到东北天坐标系下进行显示,在东北天坐标系下预测出来的坐标值通过坐标转换公式在显示屏上显示大地坐标(经度、纬度和高度)。 1.大地坐标与直角坐标的相互转化 对空间某一点,大地坐标系(L ,B ,H )到直角坐标系(X ,Y ,Z )的转换关系如下: ?? ? ?? +-=+=+=B H e N Z L B H N Y L B H N X sin ])1([sin cos )(cos cos )(2(1) 由直角坐标系(X ,Y ,Z )转化到大地坐标系(L ,B ,H )的公式如下: ??? ? ??? --=+-++==)1(sin /]})1((/[)(arctan{) /arctan(2222e N B Z H H e N Y X H N Z B X Y L (2) 式中:B e a N 22sin 1/-=,N 为该点的卯酉圈曲率半径;2222/)(a b a e -=,a 、 b 、e 分别为该大地坐标系对应参考椭球的长半轴、短半轴和第一偏心率。长半轴 a =6378137±2m ,短半轴 b =6356.7523142km ,90130066943799.02=e 。 从公式(2)看出,经度比较容易求得,纬度和高度必须通过迭代计算获直接计算得到。迭代计算的次序为:N H B →→,通常迭代四次可以达到H 优于0.001m ,B 优于0.00001''的计算精度;教科书中给出的直接法计算公式比较繁琐,有的计算公式的应用条件受到一定限制,例如要求大地高度小于10000m 时,才能使B 、H 达到上述计算精度,有的直接计算公式精度较低。 根据[张华海]提供的方法,本文建议采用该方法将直角坐标(X ,Y ,Z )转变成大地坐标(L ,B ,H )。该方法的公式形式比较简便,B 、H 的计算精度高;用计算出

大地坐标转换成施工坐标公式

大地(高斯平面)坐标系工程坐标系转换大地坐标系--->工程坐标系 ======================== 待转换点为P,大地坐标为:Xp、Yp 工程坐标系原点o: 大地坐标:Xo、Yo 工程坐标:xo、yo 工程坐标系x轴之大地方位角:a dX=Xp-Xo dY=Yp-Yo P点转换后之工程坐标为xp、yp: xp=dX*COS(a)+dY*SIN(a)+xo yp=-dX*SIN(a)+dY*COS(a)+yo 工程坐标系--->大地坐标系 ======================== 待转换点为P,工程坐标为:xp、yp 工程坐标系原点o: 大地坐标:Xo、Yo 工程坐标:xo、yo 工程坐标系x轴之大地方位角:a dx=xp-xo dy=yp-yo P点转换后之工程坐标为xp、yp: xp=Xo+dx*COS(a)-dy*SIN(a)

yp=Yo+dx*SIN(a)+dy*COS(a) 坐标方位角计算程序 置镜点坐标:ZX ZY 后视点坐标:HX HY 方位角:W 两点间距离: S Lb1 0← {A, B, C, D}← A〝ZX=〞:B〝ZY=〞:C〝HX=〞:D 〝HY=〞:W=tg1((D-B)÷(C-A)):(D-B)>0=>(C-A)>0=>W=W:∟∟(D-B)>0=>(C-A)<0=>W=W+180:∟∟(D-B)<0=>(C-A)<0=>W=W+180:∟∟(D-B)<0=>(C-A)>0=>W=360+W∟∟W=W◢ S=√((D-B)2+(C-A)2) ◢ Goto 0← CASIO fx-4500p坐标计算程序 根据坐标计算方位角 W=W+360△W:“ALF(1~2)=”L1 A“X1=”:B“Y1=”:Pol(C“X2”-A,D“Y2”-B:“S=”▲W<0 直线段坐标计算 L1 X“X(0)”:Y“Y(0)”:S“S(0)”:A“ALF” L2 Lb1 2 L3 {L}:L“LX”

各种进制之间转换方法

各进制转换方法(转载)一、计算机中数的表示: 首先,要搞清楚下面3个概念 ?数码:表示数的符号 ? 基:数码的个数 ?权:每一位所具有的值

、各种进制的转换问题 1. 二、八、十六进制转换成十进制 2. 十进制转换成二、八、十六进制 3. 二进制、八进制的互相转换 4. 二进制、十六进制的互相转换 1、二、八、十六进制转换成十进制 方法:数码乘以相应权之和 例(HloJ-l/25+lx24+l/23+0/22+ h2:+h20 -(59)10 例(136)8=lx82+3x8l+6x8°=(94)10 例(1F2^)1S=1X163+15X16S +2\16] + 10/16° = (7978)10 2、十进制转换成二、八、十六进制 方法:连续除以基,直至商为0,从低到高记录余数

例把十进制数159转换成八进制数 8| 19 8辽 (159)IO =(237)8 例把十进制数59转换成二进制数 (59)IO =(111O11)2 2 余余余余余余 8 159

例把十进制数459转换成十六进制数 u | 1| C| B (459)io=(1CB)ib ' 3、二进制、八进制的互相转换 方法: *二进制转换成八进制:从右向左,每3位一组(不足3位左补0),转换成八进制*八进制转换成二进制:用3位二进制数代替每一位八进制数 例(1101001)2=(001,101,001)2=(151)8 例(246)8=(010,100,110)2=(10100110)2 4、二进制、十六进制的互相转换 方法: 二进制转换成十六进制:从右向左,每4位一组(不足4位左补0),转换成十六进制 *十六进制转换成二进制:用4位二进制数代替每一位十六进制数 例(11010101111101)2=(0011,0101,0111,1101)2=(357D)16 例(4B9E)16=(0100,1011,1001,1110)2=(100101110011110)2 三、各种进制数的运算 方法:逢满进具体计算与平时十进制的计算类似,以十六进制为例: 加法:

南方CASS坐标转换方法

南方CASS坐标转换方法 摘要本文介绍了1954年北京坐标系、1980西安坐标系及其相互关系、转换原理及利用软件进行数据转换的两种方法。 关键词:坐标系坐标转换方法 近几年来,在测绘行政主管部门的推动下,我国西安80坐标系正在逐步得到使用,第二次全国土地调查已明确要求平面控制使用80西安坐标系统,省级基础测绘成果1:10000地形图也采用了1980西安坐标系,现有1954年北京坐标系将逐渐向1980西安坐标系过渡,但是,五十年来,我国在1954年北京坐标系下完成的大地控制及基本系列地形图数量巨大,价值巨大,必须充分利用。在当前测绘生产中既存在将54系转成80系的问题,也有相反的情况。

一、北京54坐标系、西安80坐标系及其相互关系 1954年北京坐标系是我国五十年代由原苏联1942年普尔科沃坐标系传算而来,采用克拉索夫斯基椭球体,其参数为:长半轴为6378245米,扁率为1/298.3。这个坐标系的建立在我国国民经济和社会发展中发挥了巨大的作用,但该坐标系存在着定位后的参考椭球面与我国大地水准面不能达到最佳拟合,在中国东部地区大地水准面差距自西向东增加最大达+68米;其椭球的长半轴与现代测定的精确值相比109米的缺陷;定向不明确,椭球短轴未指向国际协议原点CIO,也不是中国地极原点JYD1968.0;起始大地子午面也不是国际时间局BIH所定义的格林尼治平均天文台子午面。同时,该系统提供的大地点坐标是通过局部平差逐级控制求得的,由于施测年代不同、承担单位不同,不同锁段算出的成果相矛盾,给用户使用带来困难。 1978年4月,中国在西安召开了全国天文大地网平差会议,在会议上决定建立中国新的国家大地坐标系,有关部门根据会议纪要,开展并进行了多方面的工作,建成了1980西安国家大地坐标系(GDZ80),该坐标系全面描述了椭球的4个基本参数,同时反映了椭球的几何特性和物理特性,这4个参数的数值采用的是1975年国际大地测量与地球物理联合会第16届大会的推荐值(简称IGA-1975椭球) 。其主要参数为:长半轴为6378140 米,扁率为1/298.257。IAG-1975椭球参数精度较高,能更好地代表和描述地球的几何形状和物理特征。在其椭体定位方面,以我国范围内高程异常平方和最小为原则,做到了与我国大地水准面较好的吻合。

大地坐标与直角空间坐标转换计算公式

大地坐标与直角空间坐标转换计算公式 一、参心大地坐标与参心空间直角坐标转换 1名词解释: A :参心空间直角坐标系: a) 以参心0为坐标原点; b) Z 轴与参考椭球的短轴(旋转轴)相重合; c) X 轴与起始子午面和赤道的交线重合; d) Y 轴在赤道面上与X 轴垂直,构成右手直角坐标系0-XYZ ; e) 地面点P 的点位用(X ,Y ,Z )表示; B :参心大地坐标系: a) 以参考椭球的中心为坐标原点,椭球的短轴与参考椭球旋转轴重合; b) 大地纬度B :以过地面点的椭球法线与椭球赤道面的夹角为大地纬度B ; c) 大地经度L :以过地面点的椭球子午面与起始子午面之间的夹角为大地经度L ; d) 大地高H :地面点沿椭球法线至椭球面的距离为大地高H ; e) 地面点的点位用(B ,L ,H )表示。 2 参心大地坐标转换为参心空间直角坐标: ?? ? ?? +-=+=+=B H e N Z L B H N Y L B H N X sin *])1(*[sin *cos *)(cos *cos *)(2 公式中,N 为椭球面卯酉圈的曲率半径,e 为椭球的第一偏心率,a 、b 椭球的长短半径,f 椭球扁率,W 为第一辅助系数 a b a e 2 2-= 或 f f e 1 *2-= W a N B W e = -=22 sin *1( 西安80椭球参数: 长半轴a=6378140±5(m )

短半轴b=6356755.2882m 扁 率α=1/298.257 3 参心空间直角坐标转换参心大地坐标 [ ] N B Y X H H e N Y X H N Z B X Y L -+= +-++==cos ))1(**)() (*arctan() arctan(2 22 2 2 二 高斯投影及高斯直角坐标系 1、高斯投影概述 高斯-克吕格投影的条件:1. 是正形投影;2. 中央子午线不变形 高斯投影的性质:1. 投影后角度不变;2. 长度比与点位有关,与方向无关; 3. 离中央子午线越远变形越大 为控制投影后的长度变形,采用分带投影的方法。常用3度带或6度带分带,城市或工程控制网坐标可采用不按3度带中央子午线的任意带。 2、高斯投影正算公式: 52224253 2236 425442232)5814185(cos 120 )1(cos 6 cos )5861(cos sin 720 495(cos sin 24cos sin 2l t t t B N l t B N Bl N y l t t B B N l t B B N Bl B N X x ηηηηη-++-++-+=+-+++-++ =) 3、高斯投影反算公式:

坐标转换工具说明书-1208

§10.2坐标转换工具 HGO 数据处理软件包提供了坐标转换程序,可以进行地方坐标与WGS-84坐标的相互转换,同时具备参数求解功能。 下面对这个工具进行介绍: 10.2.1概述 首先,介绍一下常见的三种坐标表示方法:经纬度和椭球高(BLH),空间直角坐标(XYZ),平面坐标和水准高程(xyh/NEU)。注意:椭球高是一个几何量,而水准高是一个物理量。 我们通常说的WGS-84坐标是经纬度和椭球这一种,北京54坐标是平面坐标和水准高程这一种,实质是有平面基准和高程基准组成的。 此外,再注意一下坐标转换的严密性问题,在同一个椭球里的纯几何转换都是严密的(BLH<->XYZ),而在不同的基准之间的转换是不严密的。举个例子,在WGS-84坐标和北京54坐标之间是不存在一套转换参数可以全国通用的,因为前者是一个地心坐标系,后者是一个参心坐标系。高程转换是由几何高向物理高转换。因此在每个地方必须用椭球进行局部拟合,通常用7参数模型来拟合。 那么,两个椭球间的坐标转换应该是怎样的呢?一般而言比较严密的是用七参数法(或称布尔莎模型),即X平移,Y平移,Z平移,X旋转,Y旋转,Z旋转,尺度变化K。要求得七参数就需要在一个地区需要3个以上的已知点(7个参数至少7个方程可解,所以需要三个点列出9个方程),如果区域范围不大、最远点间的距离不大于30Km(经验值)的情况可以用三参数,即X平移,Y平移,Z平移,而将X旋转,Y旋转,Z旋转,尺度变化K视为0,所以三参数只是七参数的一种特例。 七参数模型的实质是用一个局部椭球去拟合地方坐标系的形态;所以转换后获得的地方椭球高就是水准高。当然我们也可以把平面和高程两个方向分别进行拟合。例如平面用四参数模型拟合,高程方向则用二次曲面等模型来拟合。这样分开处理的模式相对七参数模型自由度更高。但是由于四参数模型参数较少,表达能力较弱,通常只用于小区域坐标转换。 综上所述,从实用的角度出发,坐标转换程序提供了两种转换策略供给客户选择使用: 1.七参数模型,一步得到地方平面和水准数据。 2.四参数加高程拟合模型,分两步得到地方平面和水准数据。 由于各厂家的模型和流程定义可能是不一样的,这里就我们公司的转换流程描述如下:七参数的转换过程是这样的:

坐标转换之计算公式

创作编号: GB8878185555334563BT9125XW 创作者: 凤呜大王* 坐标转换之计算公式 一、参心大地坐标与参心空间直角坐标转换 1名词解释: A :参心空间直角坐标系: a) 以参心0为坐标原点; b) Z 轴与参考椭球的短轴(旋转轴)相重合; c) X 轴与起始子午面和赤道的交线重合; d) Y 轴在赤道面上与X 轴垂直,构成右手直角坐标系0-XYZ ; e) 地面点P 的点位用(X ,Y ,Z )表示; B :参心大地坐标系: a) 以参考椭球的中心为坐标原点,椭球的短轴与参考椭球旋转轴重合; b) 大地纬度B :以过地面点的椭球法线与椭球赤道面的夹角为大地纬度B ; c) 大地经度L :以过地面点的椭球子午面与起始子午面之间的夹角为大地经度 L ; d) 大地高H :地面点沿椭球法线至椭球面的距离为大地高H ; e) 地面点的点位用(B ,L ,H )表示。 2 参心大地坐标转换为参心空间直角坐标: ?? ? ?? +-=+=+=B H e N Z L B H N Y L B H N X sin *])1(*[sin *cos *)(cos *cos *)(2 公式中,N 为椭球面卯酉圈的曲率半径,e 为椭球的第一偏心率,a 、b 椭球的长短半径,f 椭球扁率,W 为第一辅助系数

a b a e 2 2-= 或 f f e 1 *2-= W a N B W e = -=22 sin *1( 3 参心空间直角坐标转换参心大地坐标 [ ] N B Y X H H e N Y X H N Z B X Y L -+= +-++==cos ))1(**)() (*arctan() arctan(2 22 2 2 二 高斯投影及高斯直角坐标系 1、高斯投影概述 高斯-克吕格投影的条件:1. 是正形投影;2. 中央子午线不变形 高斯投影的性质:1. 投影后角度不变;2. 长度比与点位有关,与方向无关; 3. 离中央子午线越远变形越大 为控制投影后的长度变形,采用分带投影的方法。常用3度带或6度带分带,城市或工程控制网坐标可采用不按3度带中央子午线的任意带。 2、高斯投影正算公式:

批量cad图形坐标系转换说明书

批量C A D图形坐标系 严密转换系统V1.1 操作说明 省中纬测绘规划信息工程 2008-10

目录 1 软件概述 (1) 1.1关于批量A UTO C AD图形坐标系严密转换程序 (1) 1.2运行环境 (1) 1.3主要功能 (1) 2 软件安装 (1) 3软件注册和软件的试用期 (4) 4程序开始菜单组 (5) 4.1程序开始菜单组的名称 (5) 4.2程序组菜单项功能 (6) 5平面相似转换参数 (6) 5.1平面相似转换理论依据 (6) 5.2求解平面相似转换参数 (7) 5.3编辑、修改坐标 (10) 5.4输入平面相似转换参数 (11) 5.5编辑管理转换参数 (13) 6 DSNP+严密转换参数 (16) 6.1DSNP转换理论依据 (16) 6.2求解DSNP+转换参数 (18) 6.3输入DSNP+参数 (22) 7 图形坐标系转换 (23) 7.1准备工作 (23) 7.2打开源图形 (24) 7.3保存路径 (25) 7.4转换图形 (25)

批量AutoCad图形坐标系严密转换程序 正式版使用说明 1 软件概述 1.1关于批量AutoCad图形坐标系严密转换程序 批量AutoCad图形坐标系严密转换程序隶属图能达测绘软件系列,它是在Windows系统下用Microsoft Visual Studio .NET 2005 开发的线划图坐标处理软件,采用了Windows风格的参数输入技术,以及CAD互连技术,界面友好,功能强大,操作简便,是数字测图中图形坐标系转换处理的理想工具。 1.2运行环境 运行本软件需安装AUTOCAD2004/2006和微软.Net FrameWork2.0平台开发框架,操作系统为Windows Xp2。 1.3主要功能 (1)支持平面相似转换(四参数)求解,严密DSNP+(七参数)求解; (2)基于数据库的参数添加、修改、删除等管理功能; (3)支持任意两空间坐标系及平面坐标系转换; (4)支持高程点含Z坐标(如:南方CASS图),以及不含Z坐标(如:清华山维EPS图)的转换; (5)支持无人干预的批量全自动转换。 2 软件安装 (1)打开安装文件夹运行“CAD图形转换(永久).EXE”,出现安装界面;

坐标转换步骤

坐标转换步骤 1、总平图找个已知的点的坐标 2、首先用快捷键 D 调出标注样式 3、把精度调成0.00000000000 测量这个点的角度 4、因为总平图都是倾斜的和正交的情况下有一定的角度 5、把单项的图纸打开 6、全部框选 7、右键旋转 8、输入总平图的角度 9、然后enter 确认 10、从总平图中记录交点的坐标 11、在单项图纸中usc 命令N命定-鼠标左键点击交点,此时此交点已被定 义为0 点 12、输入zbbz 命令点击交点显示坐标为0,0,0 13、再次ucs 命令--- 鼠标左键移动到交点位置(切记不要点击)此时输入 坐标值

再输入X 坐标(坐标值前输入负号)输入标14、输入坐标的方法为先输入Y 坐标(坐标值前输入负号)输入 标 点“,”- 八、、? 点 八、、 ---- 再输入Z 坐标(一般都为0) 15、连续点击两次enter 键,此时此交点已被定义为输入的坐标值 16、再次zbbz 命令此时会显示和从总平图中记录交点的坐标一致 17、大功告成 截图如下 1、打开总平图,总平图找个已知的点的坐标 2、快捷键 D -E Nter--- 如下 3、点击修改,调节右下角精度为最大 4、点击置为当前,点击关闭 5、点击标注角度 6、打开单项图纸如下 7、全部框选- 右键旋转点击交点 8、输入角度

9、enter 确定

再输入X 坐标(坐标值前输入负号)输入标10、ucs 命令输入N 11、enter 确定点击交点 12、输入zbbz 命令 13、e nter 确定 14、再次ucs 命令 15、enter 确定输入坐标 16、鼠标十字丝移动到交点位置(切勿点击)连续 点击两次enter 键 17、输入zbbz 命令 18、e nter 确定 大功告成

坐标转换计算方式

72绝对坐标转换为相对坐标在直线段施工测量中,可以把绝对坐标转换为相对坐标进行放线测量,此方法比较快捷实用。 如,已知直线段线路中线A点的里程与绝对坐标X1,Y1.和其直线A点至线路前进方向的方位角a。同样已知附近的控制点Q的绝对坐标QX1,QY1.那么现在为了使用方便,要将其Q点的绝对坐标转换为相对于直线段的相对坐标,计算方法如下: 根据以上所知,根据坐标发算可以得出点A至控制点Q 的距离为L,以及点A至控制点Q方向的方位角简称R。已知线路中心线前进方向的方位角a,那么由点A至线路前进方向,和点A至控制点Q方向就形成一个夹角r,r=R-a。现在做控制点到线路中线的垂直线Y,(也就是所谓的Y坐标数据)。根据直角三角形计算方式得出Y=SIN r×L(L,是点A至点Q的距离)那么相对于线路X的坐标计算方式(X坐标表示里程)。X=COSr×L+A点里程。 即得出控制点Q相对于直线的相对坐标。 例题:例如,ZDK400至ZDK700为直线段,已知里程400的线路中心线坐标X=22580.40165 Y=27356.42893 里程700的线路中心线坐标X=22558.58105 Y=27655.63522 欲求J2点X=22562.1789 Y=27510.4874相对于400至700的相对坐标,图示如下:

解:根据已知,经过坐标反算可以求得点A至点B的坐标方位角为94 10 16 AB距离为300。 A 至D的坐标方位角为96 44 45.26 距离为155.132 那么可求得角FAD=2 34 29.26 因现已知AD=155.132 角FAD=2 24 29.26 根据三角函数可计算DF=sinfa d×AD=0.045×155.132=6.969 AF=cosfad×AD=0.999×155.132=154.975

计算机《数制与编码-进制转换》公开课教学说课

精心整理课时安排:一课时 教学方法:讲授法 教学目的:1、熟悉数制的概念;2、掌握位权表示法; 3、掌握各数制之间的转换方法。 教学重点:进制、基数、位权的概念 教学难点:二进制—十进制间相互转换 教学过程: 一、师生问好,考勤 二、复习旧识,导入新课 通过学习计算机系统组成,我们已经知道,人与计算机进行信息交换通常使用程序设计语言,程序设计语言经历了三个阶段:机器语言、汇编语言和高级语言。机器语言是机器指令序列,机器指令是一串0和1组成的二进制编码,是唯一能被计算机识别的语言。计算机的语言和我们人类的语言是不一样的。所以当我们对计算机发出一个命令,这些命令必须要经过数字化编码后才能传送、存储和处理。那么要了解计算机是如何将我们发出的信息转换成数字编码之前,我们必须先了解掌握各种数制以及数制的转换。 三、新课讲解 (一)数制 1.进制 按进位的原则进行记数的方法叫做进位记数制。“进位记数制”简称为“数制”或“进制”。我们平时用的最多的就是十进制了,那么,大家想一下,还有没有其他的进制呢?比如,一年12个月,十二进制;古代1斤=16两,逢十六进一,就是十六进制;1公斤=2斤,1时辰=2小时,逢二进一,就是二进制。由此也可以推断出,每一种进制的进位都遵循一个规则,那就是N进制,逢N进一。这里的N叫做基数。

2.基数 所谓“基数”就是数制中表示数值所需要的数字的总数。十进制中用0—9来表示数值,一共有10个不同的字符;二进制中用0、1来表示数值,一共2个字符;十六进制中0—9、A、B、C、D、E、F,一共有16个不同的字符。为了区别不同的进制数,常在不同进制数字后加一字母表示:十进制D、二进制B、十六进制H。 3.位权 “位权”是指每个数位被赋以一定的权值。位权是基数的若干次幂。采用进位计数制进行计数,表示数值大小的数码与它在数中所处的位置有关。 (二)使用二进制的原因 计算机内部一律采用二进制表示数据信息,而大家常用的则是十进制,有时为了方便还使用八进制或十六进制。采用二进制的原因: ①二进制码在物理上最容易实现。计算机由逻辑电路组成的,逻辑电路通常只有两个状态。例如,电压的高与低、脉冲的有与无、开关的接通与断开等。这两种状态正好用来表示二进制数码“1”和“0”。若是采用十进制,则需表示十个数码,这是困难的。 ②运算简单。③逻辑性强。 (三)数制转换 在计算机进行数据处理时首先把输入的十进制数转换成计算机所能接受的二进制数;计算机运行结束后,再把二进制数转换成人们所习惯的十进制数输出。这种将数由一种数制转换成另一种数制称为数制间的转换。 1、二进制数转换成十进制数 把二进制数转换成十进制数用"按位权相加"法,把二进制数首先写成加权系数展开式,然后按十进制加法规则求和。 1101D=1×1000+1×100+0×10+1×1 =1×103+1×102+0×101+1×100 例:将二进制1101转换为十进制数:(1101)2=(?)10

坐标转换COORD4.2使用手册

坐标转换问题的详细了解对于测量很重要,那么请和我一起来讨论这个问题。 首先,我们要弄清楚几种坐标表示方法。大致有三种坐标表示方法:经纬度和高程,空间直角坐标,平面坐标和高程。 我们通常说的WGS-84坐标是经纬度和高程这一种,北京54坐标是平面坐标和高程着一种。 现在,再搞清楚转换的严密性问题,在同一个椭球里的转换都是严密的,而在不同的椭球之间的转换这时不严密的。举个例子,在WGS-84坐标和北京54坐标之间是不存在一套转换参数可以全国通用的,在每个地方会不一样,因为它们是两个不同的椭球基准。 那么,两个椭球间的坐标转换应该是怎样的呢?一般而言比较严密的是用七参数法,即X平移,Y平移,Z平移,X旋转,Y旋转,Z旋转,尺度变化K。要求得七参数就需要在一个地区需要3个以上的已知点,如果区域范围不大,最远点间的距离不大于30Km(经验值),这可以用三参数,即X平移,Y平移,Z平移,而将X旋转,Y旋转,Z旋转,尺度变化K视为0,所以三参数只是七参数的一种特例。在本软件中提供了计算三参数、七参数的功能。 在一个椭球的不同坐标系中转换需要用到四参数转换,举个例子,在深圳既有北京54坐标又有深圳坐标,在这两种坐标之间转换就用到四参数,计算四参数需要两个已知点。本软件提供计算四参数的功能。 现在举个例子说明:在珠江有一个测区,需要完成WGS-84坐标到珠江坐标系(54椭球)的坐标转换,整个转换过程是 这样的:

本软件使用说明: 本软件采用文件化管理,用户可以将一种转换作为一个文件保存下来,下次使用时从文件菜单中选择打开这个文件来调用所有已有的转换参数。 实例一: 转换要求: 用户在一个佛山测区内使用RTK GPS接收机接受了一些点的WGS-84的坐标,现在希望将其转换为北京54和佛山坐标系下的坐标。用户有佛山测区的一些控制点,这些控制点有WGS-84坐标,也有北京-54坐标也有佛山坐标。 分析: WGS-84坐标和北京54坐标是不同两个椭球的坐标转换,所以要求得三参数或七参数,而北京54和佛山坐标都是同一个椭球,所以他们之间的转换是地方坐标转换,需要求得地方转化四参数,因为要求得到的北京54是平面坐标所以需要设置投影参数。: 步骤: 1.1.新建坐标转换文件,便于下次使用转换是不用重新输入,直接打开即可。 2.2.设置投影参数。 3.3.用一个已知点(WGS84坐标和北京54坐标),计算不同椭球转换的三参数(或七参数)。

坐标转换方法

在工作过程中许多朋友会遇到坐标转换的问题,下面笔者就经常使用的一个坐标转换软件的使用方法做一个稍微详细的说明。 1、坐标系的确定 图1 软件使用界面 图1为软件使用界面,目前我们在工作过程中碰到的XY坐标系大多为全国80(也称西安1980)坐标系,也会有少量的设计会使用北京54坐标系。 图2和图3为同一点转换成全国80和北京54后差别,从两个转换结果来看,两个坐标系相差较小,可能比系统误差还小。(坐标转换过程中会产生系统误差,在不同位置误差也会有差异,所以转换出来的坐标只能是大概位置的参考。有兴趣的可以去研究下大地坐标系和投影坐标系,研究明白了就知道了为啥会有一定程度的误差,而且偏离中心线越远,误差越大)

图2(北京54) 图3(全国80) 2、中央子午线的确定 中央子午线一般为三度带和六度带的中央子午线坐标(至于什么是三度带和六度带,有兴趣的可以自行去研究投影坐标系的由来)。三度带的中央子午线经度为3的整数倍,六度带的中央子午线经度为6的整数倍,以图3中坐标为例,经度为112°30′至115°30′以内的坐标均为以114°为中

央子午线经度的三度带分区内;经度为111°至117°以内的坐标均为以114°为中央子午线经度的六度带分区内。 无法确定所在区域的中央子午线经度,可将区域的经度转换成小数后除3或者6,四舍五入后再乘3或者6即为中央子午线经度,如图中114°30′,转换后为114.5°,除3,四舍五入后再乘3即为114°。 3、经纬度转XY坐标 图4 图4为经纬度转XY坐标方法示意,在确定区域的中央子午线经度后,在BL处填上相应的纬度和经度,点击转换即可转出所需坐标。 4、完整的XY坐标转经纬度 目前国内部分设计单位在设计时,出于某些目的,会省略XY坐标中的某些位数,因此在此处分完整的XY坐标转经纬度和不完整的XY坐标转经纬度。

大地坐标转换成施工坐标公式

大地坐标转换成施工坐标 公式 The final revision was on November 23, 2020

大地(高斯平面)坐标系工程坐标系转换 大地坐标系--->工程坐标系 ======================== 待转换点为P,大地坐标为:Xp、Yp 工程坐标系原点o:大地坐标:Xo、Yo 工程坐标:xo、yo 工程坐标系x轴之大地方位角:adX=Xp-XodY=Yp-YoP点转换后之工程坐标为xp、 yp: xp=dX*COS(a)+dY*SIN(a)+xoyp=-dX*SIN(a)+dY*COS(a)+yo 工程坐标系--->大地坐标系======================== 待转换点为P,工程坐标为:xp、yp 工程坐标系原点o:大地坐标:Xo、Yo 工程坐标:xo、yo 工程坐标系x轴之大地方位角:adx=xp-xody=yp-yoP点转换后之工程坐标为xp、yp:xp=Xo+dx*COS(a)-dy*SIN(a)yp=Yo+dx*SIN(a)+dy*COS(a) 坐标方位角计算程序 置镜点坐标:ZX?ZY 后视点坐标:HXHY 方位角:W 两点间距离:S Lb10← {A,B,C,D}← A〝ZX=〞:B〝ZY=〞:C〝HX=〞:D〝HY=〞:W=tg1((D-B)÷(C-A)):(D-B)>0=>(C-A)>0=>W=W:∟∟(D-B)>0=>(C-A)<0=>W=W+180:∟∟(D-B)<0=>(C-A)<0=>W=W+180:∟∟(D-B)<0=>(C-A)>0=>W=360+W∟∟W=W◢ S=√((D-B)2+(C-A)2) ◢ Goto?0← CASIO?fx-4500p坐标计算程序 根据坐标计算方位角 W=W+360△W:“ALF(1~2)=”L1A“X1=”:B“Y1=”:Pol(C“X2”-A,D“Y2”-B:“S=”▲W<0 直线段坐标计算 L1 X“X(0)”:Y“Y(0)”:S“S(0)”:A“ALF” L2 Lb1 2 L3 {L}:L“LX” L4 M“X(Z)”=X+(L-S)cosA▲ L5 N“Y(Z)”=Y+(L-S)sinA▲ L6 {B}:B“B(L)”:Q“Q” L7 O“X(L)”=M+Bcos(A+Q+180)▲ L8 P“Y(L)”=N+Bsin(A+Q+180)▲ L9 {C}:C“B(R)” L10 U“X(R)”=M+Ccos(A+Q)▲ L11 V“Y(R)”=N+Csin(A+Q)▲ L12 Goto 2 园曲线段坐标计算 L1 S“S(0)-Km”:X“X(0)”:Y“Y(0)”:A“ALF”:R“R”:K“K(L=1,R=2)”

坐标转换器使用说明

大地坐标(BLH) 平面直角坐标(XYZ) 四参数:X 平移、Y 平移、旋转角和比例 七参数:X平移,Y平移,Z 平移,X 轴旋转,Y 轴旋转,Z 轴旋转,缩放比例(尺度比) GPS控制网是由相对定位所求的的基线向量而构成的空间基线基线向量网,在GPS控制网的平差中,是以基线向量及协方差为基本观测量。 图3-1表示为HDS2003数据处理软件进行网平差的基本步骤,从图中可以看到,网平差实际上可以分为三个过程: l、前期的准备工作,这部分是用户进行的。即在网平差之前,需要进行坐标系的设置、并输入已知点的经纬度、平面坐标、高程等。 2、网平差的实际进行,这部分是软件自动完成的; 3、对处理结果的质量分析与控制,这部分也是需要用户分析处理的过程。 图3-1 平差过程 坐标系选择 针对不同的平差,要相应选择不同的坐标系,是否输入相应信息。在笔者接触过的项目中,平差时先通过三维无约束平差后,再进行二维约束平差。由于先进行的时三维无约束平差,是在WGS84坐标系统下进行的。 首先更改项目的坐标系统。在菜单“项目”->“坐标系统”或在工具栏“坐标系统”,则弹出“坐标

系统”对话框,选择WGS-84坐标。 图3-2 坐标系统 这里注意的是,在“投影”下见图,中央子午线是114°。很多情况下这里需要进行修改。 图3-3 WGS84投影 软件中自带的“中国-WGS 84”是允许修改的,我们换种方法:就是新建一个坐标文件,其他参数都和“中国-WGS84”一致,仅仅将中央子午线修改下。 在上图中,点击“新建”,得到“COORD GM”对话框,在“文件”->“新建”,如图

图3-4 新建坐标系统 然后在“设置”->“地图投影”,直接修改中央子午线,这里以81°为例,点击确定后,返回“COORD GM”对话框。 图3-5 投影设置 将输入源坐标和输入目标坐标的椭球,均改为WGS84。在“文件”->“保存”,输入名称和国家(中国),退出操作。

计算机进制转换

二进制、八进制、十进制、十六进制之间转换二进制、八进制、十进制、十六进制之间转换 一、十进制与二进制之间的转换 (1)十进制转换为二进制,分为整数部分和小数部分 ①整数部分 方法:除2取余法,即每次将整数部分除以2,余数为该位权上的数,而商继续除以2,余数又为上一个位权上的数,这个步骤一直持续下去,直到商为0为止,最后读数时候,从最后一个余数读起,一直到最前面的一个余数。下面举例: 例:将十进制的168转换为二进制 得出结果将十进制的168转换为二进制,(10101000)2 分析:第一步,将168除以2,商84,余数为0。 第二步,将商84除以2,商42余数为0。 第三步,将商42除以2,商21余数为0。 第四步,将商21除以2,商10余数为1。 第五步,将商10除以2,商5余数为0。 第六步,将商5除以2,商2余数为1。 第七步,将商2除以2,商1余数为0。 第八步,将商1除以2,商0余数为1。 第九步,读数,因为最后一位是经过多次除以2才得到的,因此它是最高位,读数字从最后的余数向前读,即10101000 (2)小数部分 方法:乘2取整法,即将小数部分乘以2,然后取整数部分,剩下的小数部分继续乘以2,然后取整数部分,剩下的小数部分又乘以2,一直取到小数部分 为零为止。如果永远不能为零,就同十进制数的四舍五入一样,按照要求保留多少位小数时,就根据后面一位是0还是1,取舍,如果是零,舍掉,如果是1,向入一位。换句话说就是0舍1入。读数要从前面的整数读到后面的整数,下面举例: 例1:将0.125换算为二进制 得出结果:将0.125换算为二进制(0.001)2 分析:第一步,将0.125乘以2,得0.25,则整数部分为0,小数部分为0.25; 第二步, 将小数部分0.25乘以2,得0.5,则整数部分为0,小数部分为0.5; 第三步, 将小数部分0.5乘以2,得1.0,则整数部分为1,小数部分为0.0; 第四步,读数,从第一位读起,读到最后一位,即为0.001。 例2,将0.45转换为二进制(保留到小数点第四位)

坐标系转换步骤以及公式

一、各坐标系下椭球参数 二、WGS84转北京54一般步骤(转80一样,只是椭球参数不同) 前期工作:收集测区高等级控制点资料。 在应用手持GPS 接收机观测的区域内找出三个以上分布均匀的等级点(精度越高越好)或GPS “ B ”级网网点,点位最好是周围无电磁波干扰,视野开阔,卫星信号强。并到测绘管理部门抄取这些点的54北京坐标系的高斯平面直角坐标(x 、y),大地经纬度(B 、L ),高程h ,高程异常值ξ和WGS-84坐标系的大 地经纬度(B 、L ),大地高H 。 如果没有收集到WGS-84下的大地坐标,则直接用手持GPS 测定已知点B 、L 、H 值 。 转换步骤: 1、把从GPS 中接收到84坐标系下的大地坐标(经纬度高程B 、L, H ,其中B 为纬度,L 为经度,H 为高程),使用84坐标系的椭球参数转换为84坐标系下的地心直角坐标(空间坐标): 式中,N 为法线长度, 为椭球长半径,b 为椭球短半径, 为第一偏心率。 2、使用七参数转换为54坐标系下的地心直角坐标(x ,y ,z ): x = △x + k*X- β*Z + γ*Y+ X y = △y + k*Y + α*Z - γ*X + Y z = △z + k*Z - α*Y + β*X + Z

其中,△x,△y,△z为三个坐标方向的平移参数;α,β,γ为三个方向的旋转角参数;k为尺度参数。(采用收集到的控制点计算转换参数,并需要验证参数) 在小范围内可使用七参数的特殊形式即三参数,即k、α、β、γ都等于0,变成: x = △x+ X y = △y+ Y z = △z + Z 3、根据54下的椭球参数,将第二步得到的地心坐标转换为大地坐标(B54,L54,H54) 计算B时要采用迭代,推荐迭代算法为: 4、根据工程需要以及各种投影(如高斯克吕格)规则进行投影得到对应的投影坐标,即平面直角坐标。(投影正算) 三、北京54转WGS84一般步骤(80转84一样,只是椭球参数不同) 1、将所有点的BJ54高斯平面直角坐标(x,y)化算为大地坐标(B,L )。(投影 反算) 2、顾及水准高h后将三维大地坐标(B,L,h),按54椭球参数化算为地心直 角坐标(X,Y,Z )。(公式同上面第一步) 3、根据公共点求转换七参数或多项式拟合系数并将54下的(X,Y,Z)转为84 下的(X,Y,Z)。(公式同上面第二步). 4、将转换后的三维直角坐标WGS-84XYZ化算为大地坐标WGS-84(BLH) 。(公式同上面第三步) 5 、引入基于WGS-84椭球的高程异常值由水准高求得基于WGS-84椭球的大 地高H 。

相关文档
最新文档