BJ_54坐标系与WGS_84坐标系转换方法及精度分析
WGS84座标与北京54坐标的转换(2003)
GARMIN GPS60所测WGS84坐标转换至北京54坐标或西安80坐标的方法一、坐标转换坐标表示方法有：经纬度和高程、空间直角坐标、平面坐标和高程等三种。
WGS-84坐标为经纬度和高程，北京54坐标是平面坐标和高程。
在同一个椭球里的坐标转换是严密的，而在不同的椭球之间的转换是不严密的。
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。
两个椭球间的坐标转换：一般而言比较严密的是用七参数法（包括布尔莎模型，一步法模型，海尔曼特等），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（莫洛登斯基模型），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。
在一个椭球的不同坐标系中转换可能会用到平面转换，现阶段一般分为四参数和平面网格拟合两种方法，以四参数法在国内用的较多。
另外，还有高程拟合的问题，大地水准面模型在国内用户中很少会用到，但在国际上已经是标准之一，本软件提供最常用的EGM96模型和Geoid99模型。
二、转换步骤1.采集WGS84坐标收集测区控制点坐标或明显地物标志点若干，用GARMIN GPS60测定测区的这些点的WGS84坐标。
2.计算GARMIN GPS60校正参数①打开COORD GM程序②新建坐标转换文件③根据所测测区的WGS84坐标设定地图投影参数，设定中央子午线④根据测区大小选定三参数法或七参数，并计算得到椭球转换参数⑤保存转换参数，下次使用时，打开文件调入既可3.将椭球转换参数输入GARMIN GPS60①MENU→设置→单位→位置格式选“自定义格式”，根据测区的经纬度坐标设定中央子午线，如： E 117°00.000′，其他用默认值②MENU→设置→坐标系统选“User”，DX，DY，DZ分别输入2、④中计算所得的X、Y、Z平移参数；DA，DF分别是两个坐标系椭球体半径和曲率的差值，WGS84转为北京54为：－108m，＋0.00000050WGS84转为西安80为：－3m，0（待查）设定完毕后GARMIN GPS60所示坐标将与所用底图坐标系统完全统一。
WGS84坐标与北京54坐标转换
从Mapinfo中国的URL(/download)可下载到包含北京54、西安80坐标系定义的Mapinfow.prj文件，其中定义的北京54基准面参数为：(3,24,-123,-94,-0.02,0.25,0.13,1.1,0)，西安80基准面参数为：(31,24,-123,-94,-0.02,0.25,0.13,1.1,0)，文件中没有注明其参数的来源，我发现它们与Mapinfo参考手册附录G"定义自定义基准面"中的一个例子所列参数相同，因此其可靠性值得怀疑，尤其从西安80与北京54采用相同的7参数来看，至少西安80的基准面定义肯定是不对的。因此，当系统精度要求较高时，一定要对所采用的参数进行检测、验证，确保坐标系定义的正确性。
假如你的工作区位于21带，即经度在120度至126度范围，该带的中央经度为123度，采用Pulkovo 1942基准面，那么定义6度分带的高斯-克吕格投影坐标系参数为：(8，1001，7，123，0，1，21500000，0)。
那么当精度要求较高，实测数据为WGS1984坐标数据时，欲转换到北京54基准面的高斯-克吕格投影坐标，如何定义坐标系参数呢？你可选择WGS 1984(Mapinfo中代号104)作为基准面，当只有一个已知控制点时(见第2部分)，根据平移参数调整东伪偏移、北纬偏移值实现WGS84到北京54的转换，如:(8，104，7，123，0，1，21500200，-200)，也可利用 AffineTransform坐标系变换对象,此时的转换系数(A、B、C、D、E、F)中A、B、D、E为0，只有X、Y方向的平移值C、F ；当有3个已知控制点时，可利用得到的转换系数(A、B、C、D、E、F)定义 AffineTransform坐标系变换对象，实现坐标系的转换，如：(8，104，7，123，0，1，21500000，0，map.AffineTransform)，其中AffineTransform定义为AffineTransform.set(7，A、B、C、D、E、F)(7表示单位米)；当然有足够多已知控制点时，直接求定7参数自定义基准面就行了。
wgs84和北京54坐标转换的一些参数
主要介绍的是：3参数（七参数）转换法，三参数坐标纠正法一：3参数（七参数）转换法从本质上来说，转换的步骤应该大致遵循这样的规则：首先，将84的经纬度坐标（b84,l84,h84）转换为以地心为中心点的大地坐标(x84,y84,z84)；然后根据七参数法（或3参数法）将其转换为54下的地心坐标(x54,y54,z54)；然后根据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）;最后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。
只有在第二步的时候涉及到七个参数的计算，其他的步骤都有现成的公式可供计算，稍后我会将各种论文贴上来。
如果这里涉及到您的利益还请跟我联系，我将马上删除下载链接，我本意只是用于学习使用。
其实如果在公司或者做项目的时候，当对这起个参数要求的很急的时候，我们可以从政府部门或者通过坐标转换软件求出这七个参数或者三个参数，这个可以大大提高效率，节省时间。
这些坐标转换软件有：坐标转换大师（这个不错），coorconvert.exe（一般），coord.exe（这个不错）。
一旦求出了七个参数，可以进行坐标转换的软件除了上述这些小软件可以进行转换外，一些比较有名的gis开发软件或者开发平台都提供了利用七个参数转换整个数据的功能或者提供了转换单个点的功能，这些在arc gis,supermap,mapgis中都有。
二：三参数坐标纠正法这个方法是这次我在实践中得出来的。
因为求出七个参数太过麻烦，所以选用了本方法。
本方法的使用范围为：大比例尺地形图比较适用，如县范围等。
具体方法：1.从测区取出适量的坐标控制点，坐标控制点是些这样的点，他们拥有84下的经纬度坐标，同时也拥有54下的投影坐标；2.取出后利用将经纬度坐标在esupermap平台中编写程序将其转成84下的高斯克吕格投影坐标（可以看成是一种虚假的投影）；3.由2步中得到的投影坐标和原54下的投影坐标相比较得到一个差值p1(x1,y1,z1)，并将其保存起来；4.重复第二步一直到把所有的点都计算完，计算完后将差值进行汇总并得到一个平均值p(x,y,z).通过此方法得到的三个参数经过测试和验证，他的精度在厘米或者亚米级的进度，这个对于一般的定位来说已经足够了。
BJ_54坐标系与WGS_84坐标系转换方法及精度分析_柳光魁
4 结束语
机载 LIDAR, InSAR等系统能全天侯 、高精度 、高密 集度 、快速和低成本地获取地面 3维数字数据 , 具有广 泛的应用前景 。十多年前 GPS曾对大地测量产生革命 性影响 , 今天 LIDAR, INSAR系统似乎正在对普通测量 (包括摄影测量 )产生革命性的影响 。 这些新技术必将 在我国今后的工程建设中发挥不可估量的作用 , 把我国 的工程建设提高到一个新的水平 。
WGS-84 坐标系 。
2 坐标转换
在 WGS-84坐标与 BJ-54 坐标的转换过程中 , 主 要是先求出坐标转换参数 。 无论使用三参 数或七参数
方法 , 只有求出了转换参数 , 才能 进行坐标转 换 。 WGS
-84坐标与 BJ-54 坐标的转换 , 可用下列步骤实现 : 1)将两个坐标系的坐标都转为直角坐标 ;
度分 析 , 选 取 了 B001, B004, B008, B010, 0003, 0002,
HSL, YJG, TZS, ISBL, PDSH, B003 等 12个点为重合 点 ,
分别使用三参数转换模型和七参数 转换模型的布尔沙
-沃尔夫 (Bursa-wolf)模 型求得转换参数 。 具体解算
量 )和七参数 (布尔沙 公式 , 顾及 3 个平移量 、3 个欧 拉
角和 1 个尺度比 )转换模型进行 。
三参数转换模型 :
X
X0
X
Y = Y0 + Y
Z新
Z0
Z旧
(1)
收 稿日 期 :2006 -11 -20 作者简介 :柳光魁(1968 -), 男 , 辽宁瓦房店人, 学士, 高级工程师 , 1990年毕业于辽宁工程技术大学工程测量专业 , 主要从事 GPS测
部分各地WGS84坐标系转换BJ54坐标系参数
DZ -52 DA -108 DF 0.0000005 茂名的 DX -9 DY -98 DZ -71 DA -108 DF 0.0000005
坐标参数 海南坐标转换参数： dx=-9.8 dy=-114.6 dz=-62.7 da=-108.0 df=0.0000005 中央子午线：111
DX = -18 DY = -104.5 DZ = -57.5 DA= -108； DF= 0.0000005 中央子午经度：117 或 123（东为 123，西为 117）
Z=[N（1-e2）+H]sinB 不同坐标系对应椭球的有关常数详见下表： 项目 WGS84 坐标系 BJ54 坐标系 西安 80 坐标系 A e2 0.00669437999013 0.006693427 0.006694385 （注：X、Y、Z 为大地坐标系中的三维直角坐标；A 为大地坐标系对应椭球之长半轴； e2 为大地坐标系对应椭球第一偏心率； N 为该点的卯酉圈曲率半径，N=A/(1-e2sin2B)1/2； H=h+x，该处 H 为 BJ54 或西安 80 坐标系中的大地高） 第三步：求出 DX，DY，DZ。即利用 WGS84 坐标系的 X、Y、Z 值，减去我国坐标系 的对应值，得出实现坐标系统转换的三个参数。 （应算出 WGS84 与北京和西安坐标系两套 参数。 ） 第四步：参数验证。参数计算之后必须对其进行验证。验证的方法是在应用区域内选择 5 个以上水准点进行实测，实测值与测绘部门提供的理论值对比，如果最大误差不大于 15 米，平均误差不大于 10 米，则计算出的参数可以使用，否则要重新计算或查找出现问题的 原因。 对了，还有一个很重要的事情，要在位置格式的地方，选择用户自定义方式，输入如下 参数： 中央经线：视当地经度确定； 投影比例：1； 东西偏差：500000； 南北偏差：0 在这里面中央经线的确定很重要， 根据实际所在地不同而有所和差异。 至于这些参数的 实际意义么，还是另外开题写吧，那也是不少的内容呢。 到此为止， 进行坐标转换的五个参数都已经得到了， 那么可以将这些参数输入到手持机 中，进行测量了。
WGS84坐标转换到BJ54坐标的方法的实验研究
第一章绪论随着GPS 定位精度的不断提高,GPS 技术在测量中的应用也越来越广泛。
但是由于GPS 卫星星历表示于WGS84 坐标系中,算得的GPS 定位结果只能表示在WGS84 全球坐标系中。
WGS84坐标系是一种质心坐标系统，其坐标原点位于地球的质心上。
而我国的国土测量成果和在进行工程施工时大都采用BJ54坐标系,它是一种参心坐标系，它以克拉索夫斯基椭球为参考椭球, 并采用高斯—克吕格投影（等角横切圆锥投影）方式进行投影, 如何实现WGS84地心空间直角坐标系与BJ54在平面直角坐标系的之间的转换，一直是各个部门关心的热点。
在进行WGS84坐标系和BJ54坐标系转换时有两种转换思想和模型，即平面转换模型和空间转换模型。
在平面转换模型中，首先要假定两种坐标系的中心和坐标轴的方向一致，所以只适合小范围内国土测量和工程设计使用，平面转换模型原理简单,数值稳定可靠。
要进行大范围的GPS测量，应该使用空间转换模型。
按实际情况又分为7 参数转换和3 参数转换两种。
鉴于54 坐标点的大地高通常不能精确得知,对这两种转换方法得到的平面坐标的精度进行了比较,得出大地高精度主要表现为对高程的影响,对平面坐标影响较小的结论。
此外,还讨论了7 参数与3 参数模型对转换结果的影响。
第二章坐标系统简介第一节坐标系统2.1坐标系统所谓的坐标系指的是描述空间位置的表达形式，即采用什么方法表示空间位置。
人们为了描述空间位置，采用了多种方法，从而产生了不同的坐标系。
在各种测量中，经常使用的坐标系有3种类型。
2.1.1 空间直角坐标系空间直角坐标系的原点位于参考椭球的中心，Z轴指向参考椭球的北极，X轴指向起始子午面与赤道的交点，Y轴位于赤道的平面上，且按右手系于X轴成90°夹角。
（见图2—1）图2—1空间直角坐标系2.1.2 空间大地坐标系空间大地坐标系是采用大地经度和大地高来描述空间位置的。
纬度（B）是空间的点与参考椭球面的法线与赤道面的夹角，经度（L）是空间中的点与参考椭球的自转轴所在的面与参考椭球的起始子午面的夹角，大地高（H）是空间点沿参考椭球的法线的方向到参考椭球面的距离。
WGS84与北京54坐标系之间的转换
第一章绪论1.1概述坐标转化并不是一个新的课题,随着测绘事业的发展,全球一体化的形成,越来越要求全球测绘资料的统一。
尤其是在坐标系统的统一方面.原始的大地测量工作主要是依靠光学仪器进行,这样不免受到近地面大气的影响,同时受地球曲率的影响很大,在通视条件上受到很大的限制,从而对全球测绘资料的一体化产生巨大的约束性。
另外由于每一个国家的大地坐标系的建立和发展具有一定的历史特性,仅常用的大地坐标系就有150余个。
在同一个国家,在不同的历史时期由于习惯的改变或经济的发展变化也会采用不同的坐标系统。
例如:在我国建国之后,为了尽快搞好基础建设,我国采用了应用克氏椭球与我国实际相结合的北京54坐标系;随着经济的发展北京54坐标系的缺陷也随之被表露的越来越明显,特别是对我国经济较发达的东南沿海地区的影响表现得更为明显,进而我国开始研究并使用国家80坐标系。
在实际生活中,在一些地区由于国家建设的急需,来不及布设国家统一的大地控制网,而建立局部的独立坐标系。
而后,再将其转换到国家统一的大地控制网中,这些坐标系的变换都离不开坐标值的转化.在国际上,随着1964年美国海军武器实验室对第一代卫星导航系统─NNSS的研制成功,为测绘资料的全球一体化提供了可能。
到1972年,经过美国国防部的批准,开始了第二代卫星导航系统的开发研究工作,即为现在所说的GPS。
此套卫星导航系统满足了全球范围、全天候、连续实时以及三维导航和定位的要求.正是由于GPS卫星的这些特性,这种技术就很快被广大测绘工作者接受。
是由于坐标系统的不同,对GPS技术的推广使用造成了一定的障碍。
这样坐标转换的问题再一次被提到了重要的位置。
为了描述卫星运动,处理观测数据和表示测站位置,需要建立与之相应的坐标系统。
在GPS测量中,通常采用两种坐标系统,即协议天球坐标系和协议地球坐标系。
其中协议地球坐标系采用的是1984年世界大地坐标系(Word Geodetic System 1984─WGS-84)其主要参数为:长半轴 a=6378137; 扁率 f=1:298.257223563.而我国采用的坐标系并不是WGS-84坐标系而是BJ-54坐标系,这个坐标系是与前苏联的1942年普耳科沃坐标系有关的,其主要参数为: 长半轴 a=6378245; 扁率 f=1:298.3.这就使得同一点在不同的坐标系下有不同的坐标值,这样使测绘资料的使用范围受到很大的限制,并且对GPS系统在我国的广泛使用造成了一定的约束性,对我国的测绘事业的发展不利。
浅谈WGS84与北京54坐标系之间的转换
２ ・ ６
浙 江 测 绘 ２ ０ 年 第 ２期 ０８
浅谈 ＷＧＳ ４与北 京 ５ ８ ４坐标 系之 间的转换
葛 岚
（ 清 县城 乡规 划 所 ， 州 ３ ３ ０ ） 德 湖 １２ ０
摘 要 ： Ｓ测 量 得 到 的 是 Ｗ Ｇ ８ ＧＰ Ｓ ４坐 标 系下 的 坐 标 ， 实 际应 用 中较 多使 用 的 是 北 京 ５ 而 ４坐 标 ， 何 实现 Ｗ Ｇ ８ 如 Ｓ ４坐标 系与 北 京 ５ ４坐标 系的 转换 ， 直是 Ｇ Ｓ应 用 中 的热 点 。 文 详 细介 绍 了 Ｇ Ｓ定位 结果 转 换 至 北 京 ５ 一 Ｐ 本 Ｐ ４平 面坐 标 系的 两种 坐标 转 换模 型 ， 对 实验 结 果 进 行 了分析 比较 。 并
ＷＧＳ ４全球 坐标 系 中。 国相 当一部 分城 市测 绘成 ８ 我 果表示 在北 京 ５ ４坐标 系 中 ， 以克拉索 夫斯 基椭球 它
ｃ ｓ Ｎ （ １ ８２ ４ｃ ｓ３ ｏ４ ＋～ ｔ６ ～５ ｔ ）ｏ６ １ Ｂ１ ＋ｔ １
７０ ２
（） ２
为参考 椭球 ， 投影 方式 为高斯 克 吕格投影 ， ３度或 以
由 于 ＷＧＳ ４椭 球 与 北 京 ５ ８ ４坐 标 系 所 属 的 克 拉索 夫斯 基椭 球 有差 异 ，因为 要 将 ＷＧＳ ４空 间 坐 ８ 标 系转 换 为 北 京 ５ ４直 角 坐 标 系 ，首 先 需 完 成 ＷＧＳ ４椭 球到 克拉 索夫斯 基椭 球 之 间的转 换 。 ８ 两不 同参考椭 球 之间 的空 间转换 可采 用布 尔 萨公 式 ：
Ｂ ｎ ＝ Ｉ
Ｈ＝ 、
』（ ）
平面模型原理简单 ， 数值稳定可靠 ， 但仅适用于 范 围较小 的工 程使 用 ． 于大范 围的 Ｇ Ｓ测量 应使 对 Ｐ
BJ54坐标到WGS84坐标的转换
BJ54坐标到WGS84坐标的转换
第一步：控制点WGS84投影到平面
先将控制点的W GS84经纬度坐标转投影成三度带下的平面直角坐标。
打开南方PA，选择——工具——大地正反算（勾选正算）：
保存转换后得到的WGS84高斯平面直角坐标。
第二步：求BJ54与WGS84的平面转换参数
根据控制点的BJ54平面直角坐标和步骤一中已经求得的WGS84平面直角坐标，通过平移，旋转，缩放求出转换参数。
使用南方PA——工具——坐标变换。
在公共点坐标中：导入已经编辑好的旧坐标（BJ54平面直角坐标）和新坐标（WGS84平面直角坐标）。
在转换点坐标中：导入需要由BJ54转成WGS84的待定点（像控点）平面直角坐标。
点击——转换，求得两者的转换参数和待转点从BJ54变为WGS84的坐标。
第三步：由高斯平面转到大地坐标（B,L）
将已经转换为WGS84坐标系统的待定点（像控点）坐标转换为WGS84坐标系统下的经纬度坐标。
使用南方PA——工具——大地正反算（勾选反算）。
中央子午线经度选择132即可！保存关闭。
第四步：待定点高程的转换
建立数学模型：N i=N+a1x i+a2y i；
根据两套坐标求得转换参数K=（N，a1，a2 ）K=（139.06，-2.6448e-005，-8.646e-006）将其他的点依据转换参数计算得到WGS84中的高度。
WGS84坐标转换为北京54坐标流程
WGS84坐标转换为北京54坐标流程1.了解WGS84和北京54的坐标系统：WGS84是全球定位系统（GPS）所采用的经度、纬度坐标系，而北京54是中国国内所采用的大地坐标系。
2.收集WGS84坐标数据：获取到需要转换的WGS84坐标数据，可以通过GPS设备或者地图软件获取。
3.设置转换参数：根据具体的需求，选择相应的转换参数。
一般来说，可以选择7参数转换或者带变形参数转换，其中7参数转换一般误差较小，而带变形参数转换可以更加精确。
4.进行转换计算：利用所选的转换参数，将WGS84坐标数据转换为北京54坐标数据。
转换计算可以通过编程实现，也可以使用专门的坐标转换软件。
5.校验转换结果：将转换后的北京54坐标与其他已知的北京54坐标进行对比，检查转换结果的准确性。
可以利用已知的北京54坐标点进行验证。
6.保存和输出转换结果：将转换后的北京54坐标数据保存下来，并进行输出。
可以将结果输出为文本格式或者图形格式，便于后续的使用和处理。
需要注意的是，在进行坐标转换过程中，可能会出现一定的误差。
这是由于坐标系统的不同、地球椭球体的模型差异等原因所导致的。
因此，在进行坐标转换时，需要根据具体的应用场景和精度要求，选择适当的转换方法和参数。
此外，对于经纬度坐标的转换，还需要考虑一些特殊情况，比如跨越180度经线的坐标点，或者在地球极地区域的坐标点转换等。
在进行转换计算时，需要对这些特殊情况进行处理，以保证结果的准确性。
总的来说，将WGS84坐标转换为北京54坐标是一个常见的坐标转换过程，在实际操作中，可以根据具体的需求和精度要求，选择适当的转换方法和参数，以达到预期的转换效果。
北京54坐标与WGS84坐标转换说明
坐标转换程序说明COOD坐标转换4.2版，无需安装，直接运行即可使用，可以实现、空间直角坐标、大地坐标、平面坐标的七参数或四参数转换。
下面以北京1954坐标系（中央子午线经度123°）平面坐标转换为施工工程坐标系（GWS84椭球，中央子午线经度121-44-05，投影大地高40m）坐标为例，说明四参数平面坐标转换的具体步骤。
1、运行COOD坐标转换程序，程序界面如下图所示：2、计算转换参数单击“坐标转换”下拉菜单，单击“计算四参数”或者在键盘上直接输入字母“C”，进入参数计算，如图2所示：输入坐标转换重合点的源坐标和目标坐标，输入一个点的源坐标和目标坐标后，单击“增加”，然后依次输入下一个重合点的源坐标和目标坐标，一般四参数转换应输入至少3个重合点的坐标，以便对检核参数计算的正确性，也可提高转换精度，最后单击“计算”。
则显示计算结果如下图：随后弹出地方坐标转换参数，如下图：单击“确定”，此时四参数计算完成，软件自动将计算的参数作为当前值，并将参数计算结果保存在名为FourResult的文本文件中，查看COOD坐标转换程序的当前目录，找到FourResult文本文件查看转换误差，该例计算结果如下图：若转换后中误差过大，说明输入的重合点有误，或者重合点误差较大，应重新选择合适的重合点计算转换参数。
确认转换参数无误后，然后单击文件菜单，保存转换项目，例如保存为“54北京坐标系与84施工坐标系转换”。
2、坐标转换首先设置坐标类型和转换参数的类型，源坐标坐标类型为平面坐标，椭球基准为北京-54坐标系，目标坐标类型为平面坐标，椭球基准为WGS-84坐标系，坐标转换参数勾选“四参数转换”如下图所示：（1）单点坐标转换设置好坐标类型和转换参数的类型后，直接在对话框中输入一个控制点的源坐标，单击右侧的“转换坐标”按纽，则在右侧“输出目标坐标”框内显示转换后的坐标值，如下图所示：（2）文件转换对于少量的坐标可以通过单点转换来实现，但是对于批量坐标的转换就应采用文件转换实现比较方便。
用七参数法实现WGS84到北京54的坐标转换
用七参数法实现WGS84到北京54的坐标转换摘要：GPS技术在提供精确定位等方面具有重要价值, 通过GPS采集的坐标数据也日趋广泛,所以实现WGS - 84和BJ - 54坐标的转换有着重要意义。
通过简述了WGS84坐标系、北京54 坐标系的基本情况与空间转换的思想原理，最后详细介绍了利用七参数法在ARCGIS软件中实现WGS84到北京54的坐标转换的过程及方法，证明利用ARCGIS可以得到较高精度的坐标转换。
关键字：WGS84坐标系,北京54 坐标系,七参数,坐标转换1 坐标系概述坐标系是定义坐标如何实现的一套理论方法，包括定义原点、基本平面和坐标轴的指向，同时还包括基本的数学和物理模型，简单来说就是是描述空间位置的一种表达形式，即采用什么方法来表示空间位置。
目前国际上采用的是1984世界大地坐标系，我国通常采用的是1954北京坐标系、1980西安坐标系或地方局部坐标系等参心坐标系。
1.1 1984世界大地坐标系（WGS84）WGS84坐标系是美国国防部研制确定的大地坐标系，是为GPS全球定位系统使用而建立的坐标系统，也是国际上采用的地心坐标系。
其原点是地球的质心，空间直角坐标系的Z轴指向BIH1984.0定义的协议地球极（CTP）方向，X轴指向BIH1984.0的零度子午面和CTP赤道的交点，Y轴和Z，X轴构成右手坐标系。
1.2 1954北京坐标系（Beijing54）1954北京坐标系是一个参心大地坐标系，原点是前苏联的普尔科沃，采用了前苏联的克拉索夫斯基椭球体[1]。
1954年北京坐标系虽然是苏联1942年坐标系的延伸，但也还不能说它们完全相同。
2 坐标转换2.1 坐标转换的必要性首先我们先弄清楚三种常用的坐标系统及其表示方法：大地坐标系，即常说的经纬度坐标系，其表示方法为经纬度和高程（B，L，H）；空间直角坐标系统，表示为空间直角坐标（X，Y，Z）；平面直角坐标系统，表示方法为平面坐标和高程（X，Y，H）。
WGS_84和BJ54坐标转换问题的分析
收稿日期：２００８－０４－１６作者简介：张灿（１９７４－），男，安徽六安人，毕业于同济大学，硕士，工程师。
０引言随着ＧＰＳ定位精度的发展，ＧＰＳ技术在测量中的应用也越来越广泛。
但是ＧＰＳ定位的结果是位于ＷＧＳ－８４坐标系统中，ＷＧＳ－８４坐标是一个协议地球参考系，其坐标原点位于地球的质心上。
而我国测绘成果普遍表示在ＢＪ５４和１９８０年国家大地坐标系下，它是参心坐标系，ＢＪ５４生标系是以克拉索夫斯基椭球为参考椭球，采用高斯投影方式进行投影。
因此，需要将ＧＰＳ测量得到的位于ＷＧＳ－８４坐标系的成果转换到ＢＪ５４坐标系下。
在进行ＷＧＳ－８４坐标系和ＢＪ５４坐标系转换时有两种转换思想和模型，即平面转换模型和空间转换模型。
１平面转换模型假设ＢＪ５４椭球的中心和坐标轴与ＷＧＳ－８４椭球一致，可通过平面转换模型，将ＧＰＳ定位得到的大地经纬度和大地高通过以下过程转换为平面坐标。
①在ＷＧＳ－８４椭球参数约束下将ＷＧＳ－８４大地坐标转换为ＷＧＳ－８４空间直角坐标；Ｘ＝（Ｎ＋Ｈ）ｃｏｓＢｃｏｓＬＹ＝（Ｎ＋Ｈ）ｃｏｓＢｓｉｎＬＺ＝［Ｎ（１－ｅ２）＋Ｈ］ｓｉｎ!###"###$Ｂ（１）②将ＷＧＳ－８４空间直角坐标等同于ＢＪ５４坐标系下的空间直角坐标，将其在ＢＪ５４椭球参数约束下转换为假定的大地坐标；Ｌ＝ａｒｃｔａｎ（ＹＸ）Ｂ＝ａｒｃｔａｎ［（Ｚ＋Ｎｅ２ｓｉｎＢ）／Ｘ２＋Ｙ２%］Ｈ＝Ｘ２＋Ｙ２%ｓｅｃＢ－!#####"#####$Ｎ（２）③取当地中央子午线，将假定的地方大地坐标通过高斯投影转换成假定地方平面坐标；④通过平面转换模型将假定的地方平面坐标转换成地方平面坐标。
平面转换模型见式（３）。
ｘｇｙｇ&’＝ｘ０ｙ０&(＋（１＋ｒ）Ｒ（ψ）ｘ＇ｇｙ＇ｇ&(（３）其中：（ｘ＇ｇ．ｙ＇ｇ）Ｔ为假定的地方平面坐标；（ｘｇ，ｙｇ）Ｔ为地方平面坐标；（ｘ０，ｙ０）Ｔ为坐标平移量；ｒ为缩放尺度；Ｒ（ψ）＝ｃｏｓ（ψ）ｓｉｎ（ψ）－ｓｉｎ（ψ）ｃｏｓ（ψ&(）为旋转矩阵；ψ为旋转角。
用七参数法实现WGS84到北京54的坐标转换
用七参数法实现WGS84到北京54的坐标转换七参数法是一种常用的坐标转换方法，可以将WGS84坐标转换为北京54坐标。
在进行坐标转换之前，我们需要了解七参数法的原理和步骤。
七参数法的原理是通过七个参数对坐标进行转换，这七个参数分别是平移参数(dx, dy, dz)，旋转参数(rx, ry, rz)和缩放参数(s)。
平移参数表示两个坐标系之间的平移量，旋转参数表示两个坐标系之间的旋转角度，缩放参数表示两个坐标系之间的比例关系。
通过这七个参数可以实现坐标的精确转换。
下面是使用七参数法将WGS84坐标转换为北京54坐标的步骤：步骤1：确定七参数的值七参数的值可以通过大地测量和控制点的观测数据来确定。
通常情况下，我们可以使用大地测量仪器进行观测，并使用专业的数据处理软件计算出七参数的值。
步骤2：计算WGS84坐标系的平移矩阵T平移矩阵T可以通过平移参数(dx, dy, dz)来计算，其表达式如下：T = [[1, 0, 0, dx],[0, 1, 0, dy],[0, 0, 1, dz],[0,0,0,1]]步骤3：计算WGS84坐标系的旋转矩阵R旋转矩阵R可以通过旋转参数(rx, ry, rz)来计算，其表达式如下：Rx=[[1,0,0],[0, cos(rx), -sin(rx)],[0, sin(rx), cos(rx)]]Ry = [[cos(ry), 0, sin(ry)],[0,1,0],[-sin(ry), 0, cos(ry)]]Rz = [[cos(rz), -sin(rz), 0],[sin(rz), cos(rz), 0],[0,0,1]]R=Rz*Ry*Rx步骤4：计算WGS84坐标系到北京54坐标系的坐标转换矩阵M坐标转换矩阵M可以通过平移矩阵T、旋转矩阵R和缩放参数s来计算，其表达式如下：M=s*R*T步骤5：使用坐标转换矩阵M将WGS84坐标转换为北京54坐标给定一个WGS84坐标P(WGS84_x,WGS84_y,WGS84_z)，其对应的北京54坐标P54可以通过矩阵运算计算得到：P54=M*P以上步骤描述了通过七参数法实现WGS84到北京54坐标转换的具体过程。
WGS-84坐标系与BJ-54坐标系的转换方法及精度探讨
WGS-84坐标系与BJ-54坐标系的转换方法及精度探讨张楠;董晓晶;张健
【期刊名称】《制造业自动化》
【年(卷),期】2009(031)012
【摘要】由于GPS定位技术具有高精度、速度快、成本低的显著优点,其已被广泛地应用于坐标数据采集的工程活动中.但GPS定位系统采用的是WGS-84坐标系,与我国测绘系统中广泛采用的BJ-54坐标系存在着差异.因此在实际应用中必要进行坐标转换.本文对二者的转换模型进行了分析,并分析了不同的转换方法和转换参数对定位精度的影响.
【总页数】4页(P162-165)
【作者】张楠;董晓晶;张健
【作者单位】北京中机科海科技发展有限公司,北京,100048;中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室,北京,100083;北京信息科技大学经济管理学院,北京,100192
【正文语种】中文
【中图分类】TP391
【相关文献】
1.WGS-84坐标系到地方坐标系的转换方法及精度分析 [J], 林起忠
2.WGS-84坐标系和西安80坐标系转换方法及精度分析——基于新疆兵团C、D 级GPS网成果 [J], 高永甲
3.一种工程中实用的WGS-84到BJ-54坐标系转换方法 [J], 刘缨
4.BJ-54坐标系与WGS-84坐标系转换方法及精度分析 [J], 柳光魁;王振禄;赵永强;杜明成
5.鹤岗矿区坐标系与WGS-84坐标系转换方法及精度分析 [J], 刘勇传
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WGS84、北京54、高斯-克吕格坐标系转换算法
１ ． １ ＷＧ Ｓ ８ ４坐 标 系
１ 坐标 系
ＷＧＳ － ８ ４坐标 系是 美 国国防 部研 制 确 定 的大 地 坐标 系 ， 是 一 种 协 议 坐 标 系 。ＷＧ Ｓ － ８ ４坐 标 系 的定 义是 ： 原 点 为地 球 的 质 心 ； 空 间 直 角 坐 标 系 的 Ｚ轴
将 ＧＰＳ定 位 信 息 更 好 地 应 用 于 系统 设 计 。
关键 词 ： ＷＧ Ｓ ８ ４坐标 系 ； 北京 ５ ４坐 标 系 ；高斯 一 克 吕格 平 面 坐 标 系 ；坐 标 转 换 中图分类号 ： ＴＮ ９ ６ ７ ． １ 文 献 标 志码 ： Ａ
Ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｅ ｒ Ａｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ ｏ ｆ Ｗ ＧＳ ８ ４，Ｂｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ ５ ４ ａ ｎ ｄ Ｇｕ ａ ｓ ｓ — Ｋｒ ｉ ｉ ｇ ｅ ｒ Ｃｏ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ａ ｔ ｅ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ
陈 立 颂 ， 任 继 山
（ １ ． 上 海航 天技 术 研 究 院 ， 上海 ２ ０ １ １ ０ ９；２ ． 上 海 机 电 工程 研 究 所 ， 上海 ２ ０ １ １ ０ ９ ）
Hale Waihona Puke 摘 要 ： 根 据 全 球 定 位 系统 （ ＧＰ Ｓ ） 采 用 的 ＷＧＳ ８ ４坐标 系 、 电 子 地 图所 用 的 北 京 ５ ４坐标 系和 指 挥 控 制 应 用 中 的 高斯 一 克 吕格 坐 标 系定 义 ， 研 究 了 ＷＧＳ ８ ４坐标 系分 别转 换 至 北 京 ５ ４ 、 高 斯一 克 吕格 坐 标 系 的模 型 。 由 转换 模 型 可
WGS-84坐标与 BJ-54坐标之间的坐标转换问题
WGS-84坐标与 BJ-54坐标之间的坐标转换问题
杨玉华;郭圣权
【期刊名称】《科技情报开发与经济》
【年(卷),期】2004(014)003
【摘要】主要介绍了WGS-84坐标与BJ-54坐标的坐标变换参数的求解方法,分别采用7参数法和3参数法求解转换参数,并对比分析了不同的转换方法和转换参数对定位精度的影响.
【总页数】3页(P165-167)
【作者】杨玉华;郭圣权
【作者单位】华北工学院,山西太原,030051;华北工学院,山西太原,030051
【正文语种】中文
【中图分类】V44
【相关文献】
1.空管系统中WGS-84与BJ-54坐标转换 [J], 梁海军;张建伟
2.WGS-84坐标与BJ-54坐标转换的方法及应用 [J], 李宇廷
3.WGS-84坐标与北京坐标系之间的坐标转换计算 [J], 丁佳波
4.济宁矿区BJ-54至WGS-84坐标转换模型改进及精度分析 [J], 刘永义;党亚民;郑作亚
5.关于利用七参数法进行WGS-84和BJ-54坐标转换问题的探讨 [J], 徐仕琪;张晓帆;周可法;赵同阳
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WGS84经纬度坐标与北京54或者西安80坐标
WGS84经纬度坐标与北京54坐标或者西安80坐标一般来讲，GPS直接提供的坐标（B,L,H）是1984年世界大地坐标系(Word Geodetic System 1984即WGS-84)的坐标，其中B为纬度，L为经度，H为大地高即是到WGS-84椭球面的高度。
而在实际应用中，我国地图采用的是1954北京坐标系或者1980西安坐标系下的高斯投影坐标（x,y,），不过也有一些电子地图采用1954北京坐标系或者1980西安坐标系下的经纬度坐标（B,L），高程一般为海拔高度h。
GPS的测量结果与我国的54系或80系坐标相差几十米至一百多米，随区域不同，差别也不同，经粗落统计，我国西部相差70米左右，东北部140米左右，南部75米左右，中部45米左右。
1、1984世界大地坐标系WGS-84坐标系是美国国防部研制确定的大地坐标系，是一种协议地球坐标系。
WGS-84坐标系的定义是：原点是地球的质心，空间直角坐标系的Z轴指向BIH（1984.0）定义的地极（CTP）方向，即国际协议原点CIO，它由IAU和IUGG共同推荐。
X轴指向BIH定义的零度子午面和CTP赤道的交点，Y轴和Z，X轴构成右手坐标系。
WGS-84椭球采用国际大地测量与地球物理联合会第17届大会测量常数推荐值，采用的两个常用基本几何参数：长半轴a=m；扁率f=1:298.。
2、1954北京坐标系1954北京坐标系是将我国大地控制网与前苏联1942年普尔科沃大地坐标系相联结后建立的我国过渡性大地坐标系。
属于参心大地坐标系，采用了前苏联的克拉索夫斯基椭球体。
其长半轴a=，扁率f=1/298.3。
1954年北京坐标系虽然是苏联1942年坐标系的延伸,但也还不能说它们完全相同。
3、1980西安坐标系1978年，我国决定建立新的国家大地坐标系统,并且在新的大地坐标系统中进行全国天文大地网的整体平差,这个坐标系统定名为1980年西安坐标系。
属参心大地坐标系。
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bsidence by m eans of differential SAR interferom etry [ A ]. In: Proceedings of the Fifth International Sympo sium on Land Subsidence [ C ]. The Hague, The Netherlands, 1995. 139 - 148. [ 4 ] Massonnet D , Holzer T, Vadon H. Land subsidence caused by the East Mesa geothermal filed, California, observed u2 sing SAR interferometry[ J ]. Geophysical Research Letters, 1997, 23 (19) : 2 677 - 2 680. [ 5 ] Achache J, Fruneau B , Delacourt C. App licability of SAR interferom etry fo r operational monito ring of landslides[ A ]. In: Proceedings of the Second ERS App lications Wo rkshop [ C ]. London, 1995. 165 - 168. [ 6 ] Fruneau B , Delacourt C, Achache J. Observation and mod2 eling of the Saint - Etienne - de - Tin landslide using SAR interferometry[ EB /OL ]. FR INGE 96, 1996, http: / /www. geo. unizh. ch / rsl/ fringe96 /papers.
方法 ,只有求出了转换参数 ,才能进行坐标转换 。W GS - 84坐标与 BJ - 54坐标的转换 ,可用下列步骤实现 :
1)将两个坐标系的坐标都转为直角坐标 ; 2)按所采用的转换方法 (三参数或七参数 )求解出 转换参数 ; 3)根据所求参数进行坐标转换 ; 4)根据需要 ,将直角坐标再转为大地坐标 。 直角坐标与大地坐标的互相转换 ,可以采用以下公 式进行 : 由大地坐标转换成直角坐标公式 :
The Conversion M ethod and Accuracy Ana lysis between BJ - 54 and W GS - 84 Coord ina te System
L IU Guang - kui1 , WANG Zhen - lu2 , ZHAO Yong - qiang2 , DU M ing - cheng2 ( 1. Da lian Ha itian Survey ing and M app ing Com pany, W afangd ian 116300, Ch ina; 2. Da lian J iucheng Survey ing and M app ing Informa tion CO. , L TD. , Zhuanghe 116400, Ch ina)
X
X0
X
Y = Y0 + Y
(1)
Z新
Z0
Z旧
收稿日期 : 2006 - 11 - 20 作者简介 :柳光魁 ( 1968 - ) ,男 ,辽宁瓦房店人 ,学士 ,高级工程师 , 1990年毕业于辽宁工程技术大学工程测量专业 ,主要从事 GPS测
量与研究工作 。
168
测绘与空间地理信息 2007年
第 30卷 第 3期 2007年 6月
测绘与空间地理信息
GEOMA T ICS & S PA T IAL IN FORMA T ION TECHNOLOGY
Vol. 30, No. 3 Jun. , 2007
BJ - 54坐标系与 W GS - 84坐标系 转换方法及精度分析
柳光魁 1 , 王振禄 2 , 赵永强 2 , 杜明成 2
4 结束语
通过对 W GS - 84 与 BJ - 54 坐标转换算法的介绍 , 以及在空间转换模型中大地高对七参数和三参数转换 结果影响的比较 ,我们可得出以下结论 :
1)由于受到我国参心大地高精度不高的影响 ,在完 成参数计算中 ,重合点越多转换精度越好 ,边长越短转 换精度越好 。
2) GPS测定点通过空间转换 ,可同时得到平面坐标 和高程 ,通常在测区范围较大时使用 。采用空间转换模 型时 ,高程的精度对平面坐标的影响很小 ,且当测区范 围较小时 ,空间转换模型的七参数中 ,旋转参数和尺度 缩放参数与坐标平移参数具有较强的相关性 ,使得七参 数与三参数转换模型的效果相差较大 。
参考文献 :
[ 1 ] 李清泉 ,李必军 ,陈静. 激光雷达测量技术及其应用研究 [ J ]. 武汉测绘科技大学学报 , 2000, 25 (5) : 387 - 392.
[ 2 ] 刘经南 ,张小红 ,李征航. 影响机载激光扫描测高精度的 系统误差分析 [ J ]. 武汉大学学报 (信息科学版 ) , 2002, 27 ( 2) : 111 - 117.
(4)
(N ( 1 - e2 ) + H ) ] }
H = Z / sin B - N ( 1 - e2 ) 式中 , L 为大地经度 , B 为大地纬度 , H 为大地高程 , N = a / ( 1 - e2 sin2 B ) 1 /2 , N 为该点 的 卯酉 圈 曲 率半 径 ; e2 = ( a2 - b2 ) / a2 , a, e分别为该大地坐标系对应椭球的 长半轴和第一偏心率 。
X = (N + H ) co sB co s L
Y = (N + H) co s B sin L
(3)
z = [N ( 1 - e2 ) + H ] sin B 由直角坐标转换成大地坐标公式 :
L = a rc tan ( Y /X )
B = a rc tan { Z (N + H ) / [ ( X2 + Y2 ) 1 /2
大连市 C级 GPS网由 75个点组成 ,其中有 25个点 为原国家一等三角点 ,根据这 25 个点的分布情况和精 度分 析 , 选 取 了 B001, B004, B008, B010, 0003, 0002, HSL , YJG, TZS, ISBL , PDSH , B003 等 12 个点为重合点 , 分别使用三参数转换模型和七参数转换模型的布尔沙
( 1. 大连海天测绘公司 ,辽宁 瓦房店 116300; 2. 大连九成测绘信息有限公司 ,辽宁 庄河 116400)
摘 要 :根据大连市 C级 GPS网中重合 1954北京坐标系下的 25个三角点成果 ,采用三 、七参数转换模型 ,完成了 我国 54坐标系与世界 84坐标系转换参数的计算与精度分析 。 关键词 : BJ - 54坐标系 ; W GS - 84坐标系 ;转换模型 ;转换参数 ;精度分析 中图分类号 : P226 + . 3 文献标识码 : B 文章编号 : 1672 - 5867 ( 2007) 03 - 0167 - 02
1 参数与模型
W GS - 84大地坐标系的椭球参数为 : 长半轴 : a = 6 378 137 m ±2 m 地球引力常数 Cm = 3 986 005 ×108 m3 / s2 ±0. 6 × 108 m3 / s2
地球角速度 : ω = 7 292 115 ×10 - 11 rad / s ±0. 15 × 10 - 11 rad / s
Abstract: Based on the results of 25 triangular control points in BJ - 54 coordinate system which also w ithin the GPS control network of order C of Dalian city, this paper accomp lished the calculation and accuracy analysis from BJ - 54 coordinate system to W GS - 84 coordinate system using 3 parameters and 7 parameters conversion model. Key words:BJ - 54 coordinate system; W GS - 84 coordinate system; conversion model; conversion parameter; accuracy analysis
- 沃尔夫 (Bursa - wolf)模型求得转换参数 。具体解算 是利用 12个具有两套空间坐标的重合点坐标 ,按同名 点空间坐标的差值组成误差方程式和法方程式 ,解算得 到转换参数 。
经验 算 本 网 三 参 数 转 换 的 中 误 差 为: mx =
±01305 m , m y = ±01252 m , m h = ±01206 m; 七参 数 转 换 的 中 误 差 为 : m x = ±01293 m , m y =
3)鉴于工程施工中需要的是水准高而非大地高 ,建 议使用水准高代替 54 坐标中的大地高 ,求得空间转换 参数 ,从而可以使 GPS测定的坐标直接转换为平面坐标 和水准高 。但应注意的是 ,空间转换模型是几何转换 , GPS点通过平移 、旋转 、缩放变换到 54坐标系 , 公共点
(下转第 173页 )
协议地球扁率 : f8-41 = 2981257 223 563 BJ - 54坐标系的椭球参数为 : 长半轴 : a54 = 6 378 245 m 椭球扁率 : f5-41 = 29813 第一偏心率 :