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《淺談工程測量中GPS坐標系統(tǒng)轉(zhuǎn)換》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、淺談工程測量中GPS坐標系統(tǒng)轉(zhuǎn)換摘要：大家知道GPS技術在測量領域得到了廣泛的發(fā)展與應用，本文將介紹工程測量中GPS采集的WGS-84坐標轉(zhuǎn)換成當?shù)刈鴺诉^程。關鍵詞：GPS；坐標系統(tǒng)；坐標系；轉(zhuǎn)換中圖分類號：P123.2+1文獻標識碼：A文章編號：引言概述GPS及其應用，測繪工作中的GPS即全球定位系統(tǒng)(GlobalPositioningSystem)最初主要用于高精度大地測量和控制測量中，建立各類等級的測量控制網(wǎng)，現(xiàn)代GPS除了在上述領域發(fā)揮著重要作用外，還在測量領域的其它方面得到充分的應用；如用于工程測量、變形觀測、航空攝影測量、海洋測量和
2、地理信息系統(tǒng)中地理數(shù)據(jù)的采集等方面得到了發(fā)展。GPS以其測量精度高、操作簡便、儀器體積小、便于攜帶、全天候操作、觀測點之間無須通視、測量結(jié)果統(tǒng)一在WGS84坐標下，信息自動接收、存儲、減少繁瑣的中間處理環(huán)節(jié)、高效益等顯著特點優(yōu)勢得到了更加廣泛的應用。1.GPS測量常用的坐標系統(tǒng)1.1WGS-84坐標系WGS-84坐標系是目前GPS所采用的坐標系統(tǒng)，GPS所發(fā)布的星歷參數(shù)就是基于此坐標系統(tǒng)得到的oWGS-84坐標系統(tǒng)由美國國防部制圖局為統(tǒng)一世界大地坐標系統(tǒng)，實現(xiàn)全球測量標準的一致性而定義的，用于制圖、大地、導航的坐標標準；于1984年取代了當時G
3、PS所采用的坐標系統(tǒng)一WGS-72坐標系統(tǒng)而最終成為GPS所使用的常規(guī)坐標系統(tǒng)oWGS-84坐標系的坐標原點位于地球的質(zhì)心，Z軸指向BIH（國際時間局）1984.0定義的協(xié)議地球極方向，X軸指向BIH1984.0定義的零子午面與CTP相應的赤道交點；Y軸垂直于XMZ平面,且于Z、X軸構(gòu)成右手系。如圖1采用橢球參數(shù)為：長半徑：a=6378137±2m橢球扁率為：f=1/298.2572235631.21954年北京坐標系1954年北京坐標系是我國目前廣泛采用的大地測量坐標系，它是我們測繪作者為了滿足國家經(jīng)濟建設與國防建設急需，將我國東北的呼瑪、吉
4、拉林、東寧三個基準網(wǎng)與前蘇聯(lián)遠東大地控制網(wǎng)相連接，通過局部平差，經(jīng)前蘇聯(lián)1942普兒科沃坐標延伸至我國，建立了1954北京坐標系。該坐標系采用的參考橢球是克拉索夫斯基橢球，該橢球的參數(shù)為：長軸：a二6378245m橢球扁率：f二1/298.3；我國地形圖上的平面坐標位置都是以這個數(shù)據(jù)為基準推算的。1.3地方坐標系（任意獨立坐標系）地方坐標系是局部地區(qū)建立平面控制網(wǎng)時，根據(jù)需要投影到任意選定面上和（或）采用地方子午線為中央子午線的一種直角坐標系，它是因建設、城市規(guī)劃和科學研究需要而在局部地區(qū)建立的相對獨立的平面坐標系統(tǒng)。為便于必要時與國家坐標系進
5、行相互轉(zhuǎn)換，通常應與國家坐標系進行聯(lián)測。例如：通常我們在測量過程中時常會遇到一些某城建坐標系、城建坐標系、隧洞坐標系以及工程坐標系或工作中為了測量方便而臨時建立的獨立坐標系等。1.坐標系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換在工程測量應用中GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)是WGS-84坐標系數(shù)據(jù)，而測量成果普遍使用的是1954年北京坐標系或是地方（任意）獨立坐標系為基礎的坐標數(shù)據(jù)。必須將WGS-84坐標轉(zhuǎn)換到BJ-54坐標系或地方（任意）獨立坐標系才能使用；一般的常用方法有兩種。2.1布爾莎模式：（七參數(shù)法）完成WGS-84坐標系到北京54坐標系的轉(zhuǎn)換，得到北京54坐標數(shù)據(jù)，
6、其公式如下。1.2莫洛堅斯模式（三參數(shù)）：該模式的旋轉(zhuǎn)和相似變換中心在地面網(wǎng)的大地原點上，并認為在旋轉(zhuǎn)變化中大地原點的參心向量保持不變，其公式如下：2.坐標系的變換同一坐標系統(tǒng)下坐標有多種不同的表現(xiàn)形式，一種形式就是一種坐標系。如空間直角坐標系（X,Y,Z）、大地坐標系(B,L)、平面直角坐標(x.y)等。通過坐標統(tǒng)的轉(zhuǎn)換我們得到了BJ54坐標系統(tǒng)下的空間直角坐標，我們還須在BJ54坐標系統(tǒng)下再進行各種坐標系的轉(zhuǎn)換來得到我們所需的坐標系。1.1將空間直角坐標系轉(zhuǎn)換成大地坐標系，得到大地坐標(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標(B,L)；3.2將大地坐標系轉(zhuǎn)換成高斯坐標系，得到高斯坐標(x.y)按高斯投影的方法求得高斯坐標，x=Fl(B,L),y=F2(B,L)3.3將高斯坐標系轉(zhuǎn)換成任意獨立坐標系，得到獨立坐標(x，、y')在小區(qū)域的測量中，可以將地面當作平面，用簡單的旋轉(zhuǎn)、平移便可將高斯坐標換成工程中所采用坐標系的坐標(x，、y，),x'=xcosa+ysinay'=ycosa-xsina1.結(jié)語：由于測量GPS技術的快速發(fā)展，GPS的定位技術已基本上取
8、代了常規(guī)控制測量技術，成為現(xiàn)代控制測量方法的主要技術手段，而市面上又出現(xiàn)了各種轉(zhuǎn)換軟件和不同型號的GPS數(shù)據(jù)處理配套商用軟件其中包含了怎樣將GPS測量
