大地坐标系转平面坐标系
空间大地坐标系与平面直角坐标系转换公式
§2.3.1 坐标系的分类正如前面所提及的,所谓坐标系指的是描述空间位置的表达形式,即采用什么方法来表示空间位置。
人们为了描述空间位置，采用了多种方法，从而也产生了不同的坐标系，如直角坐标系、极坐标系等。
在测量中常用的坐标系有以下几种：一、空间直角坐标系空间直角坐标系的坐标系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 轴位于赤道面上且按右手系与X 轴呈90°夹角。
某点在空间中的坐标可用该点在此坐标系的各个坐标轴上的投影来表示。
空间直角坐标系可用图2-3来表示：图2-3 空间直角坐标系二、空间大地坐标系空间大地坐标系是采用大地经、纬度和大地高来描述空间位置的。
纬度是空间的点与参考椭球面的法线与赤道面的夹角；经度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；大地高是空间点沿参考椭球的法线方向到参考椭球面的距离。
空间大地坐标系可用图2-4来表示：图2-4空间大地坐标系三、平面直角坐标系平面直角坐标系是利用投影变换，将空间坐标空间直角坐标或空间大地坐标通过某种数学变换映射到平面上，这种变换又称为投影变换。
投影变换的方法有很多，如横轴墨卡托投影、UTM 投影、兰勃特投影等。
在我国采用的是高斯-克吕格投影也称为高斯投影。
UTM 投影和高斯投影都是横轴墨卡托投影的特例，只是投影的个别参数不同而已。
高斯投影是一种横轴、椭圆柱面、等角投影。
从几何意义上讲，是一种横轴椭圆柱正切投影。
如图左侧所示，设想有一个椭圆柱面横套在椭球外面，并与某一子午线相切（此子午线称为中央子午线或轴子午线），椭球轴的中心轴CC ’通过椭球中心而与地轴垂直。
高斯投影满足以下两个条件：1、 它是正形投影；2、 中央子午线投影后应为x 轴，且长度保持不变。
将中央子午线东西各一定经差（一般为6度或3度）范围内的地区投影到椭圆柱面上，再将此柱面沿某一棱线展开，便构成了高斯平面直角坐标系，如下图２－５右侧所示。
常用坐标系之间的关系与转换
7.5 常用坐标系之间的关系与转换一、大地坐标系和空间大地直角坐标系及其关系大地坐标系用大地纬度企丈地经度L 和丈地髙H 来表示点的位置°这种坐标系是经 典大地测量甬:両用座标紊7屜据地图投影的理论,大地坐标系可以通过一定的投影转 化为投影平面上的直角坐标系，为地形测图和工程测量提供控制基础。
同时，这种坐标系 还是研究地球形状和大小的 种有用坐标系°所以大地坐标系在大地测量中始终有着重要 的作用.空间大地直角坐标系是-种以地球质心为原点购亘墮®坐标系，一般用X 、化Z 表 示点BSSTSTT 逐碇SS 範菇飞両H 绕禎扭转冻其轨道平面随时通过 地球质心。
对它们的跟踪观测也以地球质心为坐标原点，所以空间大地直角坐标系是卫星 大地测量中一种常用的基本坐标系。
现今，利用卫星大地测量的手段*可以迅速地测定点的空间大地直角坐拯，广泛应用于导航定位等空间技术。
同时经过数学变换，还可求岀点 的大地坐标I 用以加强和扩展地面大地网，进行岛屿和洲际联测，使传统的大地测量方法 发生了深刻的变化，所以空间大地宜角坐标系对现今大地测量的发展’具有重要的意义。
、大地坐标系和空间大地直角坐标系的转换如图7- 23所示’尸点的位置用空间 大地直角坐标〔X, Y, Z)表示，其相应 的大地坐标为(E, L)a 将该图与图？一5上式表明了 2种基本坐标系之间的关系。
加以比较可见，图7-5中的子午椭圆平面 相当于图7-23中的OJVP 平面.其中 PPz=Z.相当于图7-5中的j7；OP 3相当 丫于图7-5中的仏两平面的经度乙可视为相同，等于"叽 于是可以直接写岀X=jrcQsi f Y=jrsinL, Z=y将式(7-21).式(7-20)分别代入上式, 井考虑式(7-26)得X=Ncos^cosZr ”Y =NcQsBsinL > (7—78)Z=N (1—护〉sin^ ；BB 7-231.由大地坐标求空间大地直角坐标当已知椭球面上任一点P 的大地坐标(B, L)时，可以按式(7-78)直接求该点的 空间大地直角坐标(X, Y, Z)。
测量中的常用坐标系及坐标转换概述
三、坐标转换
5、高斯投影的邻带换算
应用高斯投影正反算公式间接进行换带计算：实质是把椭球 面上的大地坐标作为过渡坐标，首先把某投影带（比如I带）内 有关点的平面坐标（x，y） I ，利用高斯投影反算公式换算成椭球 面上的大地坐标（B ，ι），进而得到L=L10+ ι，然后再由大地坐 标（B ，ι），利用投影正算公式换算成相邻带第Ⅱ带的平面坐标 （x，y） Ⅱ，在这一步计算中，要根据第Ⅱ带的中央子午线L20来 计算经差ι，此时ι=L- L20
大地高H：某点沿投影方向到基准面（参考椭球面）的距离。
在大地坐标系中，某点的位置用（B ， L，H）来表示。
二、测量中的各种坐标系
2、空间直角坐标系
定义：以椭球体中心为原点，起始子午面与赤道面交线为X轴，在赤 道面上与X轴正交的方向为Y轴，椭球体的旋转轴为Z轴。
在空间直角坐标系中，某点的位置用（X，Y，Z）来表示。
二、测量中的各种坐标系
3、平面直角坐标系
在小区域进行测量工作若采用大地坐标来表示地面点位置是不方便的， 通常采用平面直角坐标系。 测量工作以x轴为纵轴，以y轴为横轴 投影坐标：为了建立各种比例尺地形图的控制及工程测量控制，一般应 将椭球面上各点的大地坐标按照一定的规律投影到平面上，并以相应的 平面直角坐标表示。
三、坐标转换
3、大地坐标同空间直角坐标的变换
X N cos B cos L Y N cos B sin L Z N (1 e 2 ) sin B
三、坐标转换
4、大地坐标与高斯平面坐标的变换
将大地坐标转换为高斯平面坐标，按照高斯投影正算公式 进行。
高斯投影正算公式：
x X 0 0.5 N sin B cos B l 2 y N cos B l 1 / 6 N cos3 B l 3 (1 t 2 2 )
测量学中的坐标系和他们之间相互转换
二、研究对象二地球表面地物的形状和空间位置，空间位置要用坐标表示，所以研究坐标系及其相互之间的转换非常重要。
下面是相关坐标系分类及相互转换： 1、天球坐标系首先了解什么是天球：以地球质心为中心以无穷大为半径的假想球体。
天球 天球坐标系天球坐标系在描述人造卫星等相对地球运动的物体是很方便，他是以地球质心为中心原点的，分为球面坐标系和直角坐标系。
球面：原点O 到空间点P 距离r 为第一参数，OP 与OZ 夹角θ为第二参数，面OPZ 和面OZX 夹角α为第三参数。
直角：用右手定则定义，通常X 轴指向赤道与初始子午线的交点。
相互转换：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+==++=)/arctan()/arctan(22222Y X Z X Y Z Y X r βα 2、大地坐标系大地坐标在描述地面点的位置是非常有用， 是通过一个辅助面（参考椭球）定义的， 分为大地坐标系和直角坐标系。
H 为大地高，一般GPS 测量用，大地坐标系大地坐标系：大地纬度B 为空间点P 的椭球法面与面OXY 夹角，大地经度L 为ZOX 与ZOP 夹角，大地高程H 为P 点沿法线到椭球面距离直角坐标系：椭球几何中心与直角坐标系原点重合，短半轴与Z 轴重合，其他符合右手定则。
相互转换:黄赤交角23°27′X YZ oP春分点黄道 天球赤道 起始子午面L B PH[]⎪⎩⎪⎨⎧+=+=-=+-=L B H N X L B H N Y B e a N B H e N Z cos cos )(sin cos )(e ,2sin 21/ sin )21(为第一扁率卯酉全曲率半径，其中3、惯性坐标系（CIS ）与协议天球坐标系① 惯性坐标系（CIS ）:在空间不动或做匀速直线运动的坐标系.② 协议天球坐标系：以某一约定时刻t0作为参考历元，把该时刻对应的瞬时自转轴经岁差和章动改正后作为Z 轴，以对应的春分点为X 轴的指向点，以XOZ 的垂直方向为Y 轴方向建立的天球坐标系。
坐标系投影方式的选择及坐标转换
a
14
坐标转换
• 无转换参数的坐标转换
下面我们再件(COORD GM)将平面坐标转换成经纬度坐标时误差会很大？”，出现这个 问题的原因可能是软件的一个BUG，这里我们不作讨论。还是以 上面的例子将得到的平面坐标再转换成经纬度坐标。理论上来 说：经纬度转换成平面坐标，再将此平面坐标转换成经纬度坐 标后，经纬度坐标应保持不变。
此例得到的目标坐标等
于1号点在B坐标系下的
坐标，表示四参数计算
正确
a
24
坐标转换
• 有转换参数的坐标转换
利用七参数进行坐标转换的方法和四参数法基本相似，这里不再嫯述。 需要注意的是：在使用COORD MG软件进行有参数坐标转换时，四参数法 只适用于平面坐标转换。
a
25
补充
• “WGS84高程系”
a
5
坐标系投影方式的选择
• UTM投影 4.UTM投影同样将坐标纵轴向西移动了500公里，即Y值增大了500公里。而且
在南半球，将坐标横轴向南移动了10000公里，即X值增大了10000公里。 (注：在北半球，X值不变) 小结：上面讲到了高斯投影和UTM投影的分带方法，有了这些认识，我们可 以很容易地计算出测区的带号及中央子午线经度（中央经度）。弄清楚 UTM投影比例，可以减小野外工作时因投影问题造成的测量误差。掌握不 同投影方式坐标轴的移动规律，对一节我们要讲的坐标转换有很大的帮 助。
投影变形长度不得大于2.5cm。 3、投影变形长度计算公式很复杂，可以在《工程测量规范》中查到计算公
式，这里主要讲一下为满足上述要求可进行的具体实施办法。
a
7
坐标系投影方式的选择
• 独立坐标系投影方式的选择 A、当测区最远处离中央子午线的距离不超过40Km且地形起伏较小时，独立
大地坐标与平面坐标之间的区别与转换
南方CASS和南方平差易可以计算，正反算，坐标换带下面收集的文章总结，相互转换需根据文章计算方法：1.大地坐标系：WGS84（世界坐标系）坐标以经纬度显示，GPS测得2.平面直角坐标系：高斯投影平面直角坐标系：北京54全国80，平面坐标以数字显示，由WGS84坐标系根据椭球参数转换而得。
北京54和全国80坐标系之间可以相互转换3.全站仪放样测得坐标属于平面直角坐标；GPS测得坐标属于大地坐标，高程是海拔高程。
4.同一个坐标系之间的转换高斯投影坐标系中坐标换带的计算见以下文章，比如80坐标系的6度带坐标，要换带计算为80坐标系的3度带，需要平面坐标先转换为大地坐标后根据经纬度调整再转换为另一度带坐标5.全站仪采用极坐标放样原理：把坐标输入全站仪，全站仪自动转换成方位角和距离，根据后视基准边的夹角和距离来放样。
具体参考WORD直角坐标与极坐标的区别和转换例题：高斯坐标和北京54，西安80坐标有什么区别，举例说一下，行吗？举个例子，野外采集GPS数据，数据是用大地坐标表示的，也就是用经纬度和高程表示。
而采集的数据要在地图上显示出来，就需要将经纬度转化为平面坐标，也就是通常说的x,y 坐标。
因为我国地形图一般采用高斯投影，所以通常转化成高斯平面坐标显示到地图上。
而在经纬度向平面坐标转化的过程中，需要用到椭球参数，因此要考虑所选的坐标系，我国常用的坐标系有北京54，西安80，WGS-84坐标系，不同的坐标系对应的椭球体是不一样的，这里你可能会不明白根椭球体有啥关系，是这样的，我们所说的地理数据都是为了描述大地水准面上的某一个点，而大地水准面是不规则的，我们用一个规定的椭球面去拟合这个水准面，用椭球面上的点来近似表示地球上的点。
每个国家地理情况不同，采用的椭球体也不尽相同。
北京54坐标系采用的是克拉索夫斯基(Krassovsky)椭球体，而西安80采用的是IAG 75地球椭球体WGS84坐标与北京54坐标转换（转）2007-09-20 12:03转自GIS中的坐标系定义与转换戴勤奋1. 椭球体、基准面及地图投影GIS中的坐标系定义是GIS系统的基础，正确定义GIS系统的坐标系非常重要。
【干货】两种七参数坐标转换方法
目前国内所用GNSS (Global Navigation Satellite System)即全球卫星导航系统，已经发展到多星，尤其随着北斗导航系统的逐步完善，正在向CGCS2000椭球过渡，但还是以WGS-84 坐标系统为主流，即仍以美国GPS为主，所发布的星历参数也是基于此坐标系统。
WGS-84 坐标系统(World Geodetic System-84，世界大地坐标系-84) 的坐标原点位于地球的质心，Z 轴指向BIH1984.0定义的协议地球极方向，X 轴指向BIH1984.0的启始子午面和赤道的交点，Y 轴与X轴和Z 轴构成右手系。
WGS-84 系所采用椭球参数为：长半轴6378137;扁率1：298.25 7223563。
而我国目前广泛采用的大地测量坐标系有3种：①北京1954 坐标系。
该坐标系采用的参考椭球是克拉索夫斯基椭球，该椭球的主要参数为：长半轴6378245;扁率1：298.3。
②1980 年国家大地坐标系。
该坐标系是参心坐标系，采用地球椭球基本参数为1975 年国际大地测量与地球物理联合会第十六届大会推荐的数据，大地原点设在我国中部的陕西省泾阳县永乐镇，也称西安80 坐标系。
长半轴6378140±5;扁率1：298.257。
③2000 中国大地坐标系。
该坐标系是地心坐标系，与WGS-84坐标类似。
原点在包括海洋和大气的整个地球的质量中心;定向在1984.0时与BIH(国际时间局)。
长半轴6378137.0;扁率1：298.257 222 101。
各坐标系之间的转换是工作中的经常遇到的问题，主要的转换方法有三参数、四参数和七参数法，而这三种方法中，七参数是一种空间直角坐标系的转换模型，是基于椭球间的三维转换，精度最高。
如果用七参数法来实现WGS84 坐标系与1980 年国家大地坐标系的转换，求解前必须确定控制网中各点对的距离。
如果两点间距离超过15 公里，必须考虑曲面因素即两种不同坐标系的椭球参数，避免因椭球的差异，导致转换后所得坐标残差过大，精度过低，为了保证精度必须采用七参数法。
常用坐标系之间的关系与转换
7.5 常用坐标系之间的关系与转换一、大地坐标系和空间大地直角坐标系及其关系 大地坐标系用大地纬度企丈地经度L 和丈地髙H 来表示点的位置°这种坐标系是经 典大地测量甬:両用座标紊7屜据地图投影的理论,大地坐标系可以通过一定的投影转 化为投影平面上的直角坐标系，为地形测图和工程测量提供控制基础。
同时，这种坐标系 还是研究地球形状和大小的 种有用坐标系°所以大地坐标系在大地测量中始终有着重要 的作用.空间大地直角坐标系是-种以地球质心为原点购亘墮®坐标系，一般用X 、化Z 表 示点BSSTSTT 逐碇SS 範菇飞両H 绕禎扭转冻其轨道平面随时通过 地球质心。
对它们的跟踪观测也以地球质心为坐标原点，所以空间大地直角坐标系是卫星 大地测量中一种常用的基本坐标系。
现今，利用卫星大地测量的手段*可以迅速地测定点的空间大地直角坐拯，广泛应用于导航定位等空间技术。
同时经过数学变换，还可求岀点 的大地坐标I 用以加强和扩展地面大地网，进行岛屿和洲际联测，使传统的大地测量方法 发生了深刻的变化，所以空间大地宜角坐标系对现今大地测量的发展’具有重要的意义。
、大地坐标系和空间大地直角坐标系的转换如图7- 23所示’尸点的位置用空间 大地直角坐标〔X, Y, Z)表示，其相应 的大地坐标为(E, L)a 将该图与图？一5加以比较可见，图7-5中的子午椭圆平面 相当于图7-23中的OJVP 平面.其中 PPz=Z.相当于图7-5中的j7；OP 3相当 丫于图7-5中的仏两平面的经度乙可视为相同，等于"叽 于是可以直接写岀X=jrcQsi f Y=jrsinL, Z=y将式(7-21).式(7-20)分别代入上式, 井考虑式(7-26)得X=Ncos^cosZr ”Y =NcQsBsinL > (7—78)Z=N (1—护〉sin^ ；上式表明了 2种基本坐标系之间的关系。
BB 7-231.由大地坐标求空间大地直角坐标当已知椭球面上任一点P 的大地坐标(B, L)时，可以按式(7-78)直接求该点的 空间大地直角坐标(X, Y, Z)。
工程测量中的坐标系及其坐标转换
地球重力场二阶带谐系数 J 2 1.08263108
地球自转角速度
7.292115105 rad / s
2：椭球面同大地水准面在我国境内最为拟合；
3：椭球定向明确，其短轴指向我国地极原点JYD1968.0方向，大 地起始子午面平行于格林尼治平均天文台的子午面。
4：大地高程基准面采用1956黄海高程系统。
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坐标系转换的种类
1 大地坐标系与空间直角坐标系之间的转换
例如：大地坐标系与北京54坐标系之间的转换,换算关系如下，其 中N为椭球卯酉圈的曲率半径，e为椭球的第一偏心率，a、b为 椭球的长短半径。
X (N H )cosB cosL
Y (N H ) cosB sin L
Z N (1 e2) H sin B
Ty
对于比例变换， 是给定xy''点 P相xy对 于TT坐xy 标原点沿X方向的比例系数, 是沿Y方向的比例S x系数，经变换后则有矩阵。
Sy
x'
y' x
yS0x
0（ 2）
S
y
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对于旋转变换，先讨论绕原点的旋转，若点P相对于原点逆时针 旋转角度，则从数学上很容易得到变换后的坐标为
x' x cos y sin y' x sin y cos
欧勒角，与它们相对应的矩阵分别为：
1 0
0
cos y 0 sin y
cos z sin z 0
R1( x ) 0
cos x
s
in
x
R1
(
y
)
0
1
0
R1( z ) sin z cos z 0
0 sin x cos x
空间大地坐标系与平面直角坐标系转换公式
§2.3.1 坐标系的分类正如前面所提及的,所谓坐标系指的是描述空间位置的表达形式,即采用什么方法来表示空间位置。
人们为了描述空间位置，采用了多种方法，从而也产生了不同的坐标系，如直角坐标系、极坐标系等。
在测量中常用的坐标系有以下几种：一、空间直角坐标系空间直角坐标系的坐标系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 轴位于赤道面上且按右手系与X 轴呈90°夹角。
某点在空间中的坐标可用该点在此坐标系的各个坐标轴上的投影来表示。
空间直角坐标系可用图2-3来表示：图2-3 空间直角坐标系二、空间大地坐标系空间大地坐标系是采用大地经、纬度和大地高来描述空间位置的。
纬度是空间的点与参考椭球面的法线与赤道面的夹角；经度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；大地高是空间点沿参考椭球的法线方向到参考椭球面的距离。
空间大地坐标系可用图2-4来表示：图2-4空间大地坐标系三、平面直角坐标系平面直角坐标系是利用投影变换，将空间坐标空间直角坐标或空间大地坐标通过某种数学变换映射到平面上，这种变换又称为投影变换。
投影变换的方法有很多，如横轴墨卡托投影、UTM 投影、兰勃特投影等。
在我国采用的是高斯-克吕格投影也称为高斯投影。
UTM 投影和高斯投影都是横轴墨卡托投影的特例，只是投影的个别参数不同而已。
高斯投影是一种横轴、椭圆柱面、等角投影。
从几何意义上讲，是一种横轴椭圆柱正切投影。
如图左侧所示，设想有一个椭圆柱面横套在椭球外面，并与某一子午线相切（此子午线称为中央子午线或轴子午线），椭球轴的中心轴CC ’通过椭球中心而与地轴垂直。
高斯投影满足以下两个条件：1、 它是正形投影；2、 中央子午线投影后应为x 轴，且长度保持不变。
将中央子午线东西各一定经差（一般为6度或3度）范围内的地区投影到椭圆柱面上，再将此柱面沿某一棱线展开，便构成了高斯平面直角坐标系，如下图２－５右侧所示。
CGCS2000坐标系与WGS84坐标系的关系及转换
CGCS2000坐标系与WGS84坐标系的关系及转换发表时间：2015-12-25T15:19:19.327Z 来源：《基层建设》2015年15期供稿作者：王继承[导读] 辽宁省摄影测量与遥感院辽宁沈阳我们要充分理解它们之间的关系，概念上要将它们区别对待，在不同精度的生产项目中要对其灵活应用和灵活转换，使之更好的服务于我们的测绘生产。
王继承辽宁省摄影测量与遥感院辽宁沈阳 110034摘要：本文论述了CGCS2000坐标系与WGS84坐标系定义、实现方法及相互关系，并指出了在实际工作中2种坐标系相互使用、转换时需要注意的问题。
关键词：CGCS2000坐标系；WGS84坐标系；框架；历元；扁率1 前言2000国家大地坐标系简称CGCS2000坐标系，是我国当前最新的国家大地坐标系，2008年7月1日我国CGCS2000坐标系的正式启用，其优越性也经逐步得到体现，各级测绘成果也逐步的向其过渡，WGS84坐标系是美国国防部制图局建立起的坐标系，目前主流航空摄影定位设备均采用美国的GPS系统，获取的数据成果均采用WGS84坐标系，CGCS2000坐标系与WGS84坐标系同属地心坐标系，表现形式以及坐标数值差异不大，实际工作中容易对这2种坐标系进行混淆，本文对这2种坐标系的定义、实现方法及相互关系做了较详细的介绍，并指出这2种坐标系在使用及转换时应注意的问题。
2 2000国家大地坐标系定义和实现2000国家大地坐标系（china geodetic coordinate system 2000），缩写为CGCS2000，它是全球地心坐标系在我国的具体体现，其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，其原点为包括海洋和大气的整个地球的质量中心，Z轴由原点指向历元2000的地球参考极的方向，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。
测绘技术中的大地坐标与平面坐标转换
测绘技术中的大地坐标与平面坐标转换测绘技术是现代化建设和国土资源管理的重要基础，而大地坐标与平面坐标转换则是测绘工作中的一项关键技术。
本文将探讨大地坐标与平面坐标转换的原理、方法以及应用。
一、概述测绘工作中，通常需要将地球表面上的点的经纬度坐标（大地坐标）转换为二维平面上的坐标（平面坐标），以便进行地图制图、空间数据分析等工作。
这是因为地球是一个近似于椭球形的三维曲面，而制图需要二维平面的坐标系统。
二、大地坐标与平面坐标的基本概念大地坐标是使用经度和纬度表示的地球上点的坐标系统。
经度表示东经和西经的角度，纬度表示北纬和南纬的角度。
平面坐标则是指在地球表面上引入某种平面坐标系后，将点的坐标表示为相应的二维平面坐标。
三、大地坐标与平面坐标转换的原理大地坐标与平面坐标转换所依据的原理主要有大地测量学和大地基准。
1. 大地测量学原理大地测量学是研究地球形状和尺寸的科学，它包括测定地球形状的精确度量、大地基准的建立、大地测量的方法等内容。
大地测量学提供了将大地坐标转换为平面坐标的基本理论。
2. 大地基准原理大地基准是指为了进行大地测量和地图制图，建立起的确定地球点的三维坐标和国家、地区或全球间的统一坐标系统。
大地基准是进行大地坐标与平面坐标转换的重要基础。
四、大地坐标与平面坐标转换的方法大地坐标与平面坐标转换的方法有多种，下面介绍其中的几种常用方法。
1. 投影变换法投影变换法是将地球表面上的点坐标投影到平面上的坐标系中。
常见的投影坐标系有墨卡托投影、高斯投影、正轴等角圆锥投影等。
通过选择不同的投影方式和参数，可以将大地坐标转换为平面坐标。
2. 大地坐标系统转换法大地坐标系统转换法是指通过对大地坐标系的转换，将大地坐标转换为平面坐标。
常用的大地坐标系包括经纬度坐标系、通用横轴墨卡托坐标系、高斯平面直角坐标系等。
3. 数据拟合法数据拟合法是一种基于统计学原理的大地坐标与平面坐标转换方法。
通过测量一定数量的场地控制点和控制网的观测数据，利用最小二乘拟合或参数估计的方法，建立数学模型，实现大地坐标与平面坐标之间的转换。
测绘技术中的大地坐标系与投影坐标系解释
测绘技术中的大地坐标系与投影坐标系解释测绘技术是一门应用广泛的学科，它涉及到测量、地理信息系统等众多领域。
在测绘中，我们常常会涉及到大地坐标系和投影坐标系这两个概念。
本文将解释这两个概念的含义以及它们在测绘中的应用。
一、大地坐标系的定义与应用大地坐标系是用来描述地球表面上点的位置的一种坐标系统。
地球是一个复杂的三维物体，因此需要一种能够准确描述地球上任意点的坐标系统。
大地坐标系使用经度和纬度来表示地球上的点的位置。
经度是指某个点与本初子午线之间的夹角，是从东向西方向计算的，范围为-180°到180°。
纬度是指某个点与地球赤道之间的夹角，是从南向北方向计算的，范围为-90°到90°。
通过经纬度，我们可以精确地定位地球上的任意一个点。
大地坐标系在测绘中有着重要的应用。
例如，在地图制作过程中，我们常常需要将实际世界中的地理位置准确地转化为平面上的点，这就需要用到大地坐标系。
另外，当我们进行地球表面的空间分析时，也需要使用大地坐标系来确定点的位置。
二、投影坐标系的定义与应用投影坐标系是将三维地球表面上的点映射到二维平面上的一种坐标系统。
由于地球是一个球体，无法完全展平，因此需要使用投影坐标系来在平面上表示地球上的点。
投影坐标系的选择是基于特定的地图投影方法的。
地图投影是指将地球表面上的点映射到平面上的过程。
地图投影有很多种方法，例如等经纬度投影、等角度投影、等面积投影等。
投影坐标系中的坐标表示了平面上的点的位置，与大地坐标系不同。
在投影坐标系中，通常会采用X轴和Y轴的坐标来表示点的位置。
这种坐标系统的好处是可以直接在平面上进行计算和测量。
投影坐标系在测绘中也有着广泛的应用。
在制作地图时，我们通常会使用投影坐标系来将地球表面上的点映射到纸张上。
此外，在航空摄影和遥感领域，也会用到投影坐标系来表示图像上的像素点的位置。
三、大地坐标系和投影坐标系的转换在实际的测绘工作中，我们常常需要将大地坐标系转换为投影坐标系，或者反过来。
公路测量坐标系选择及坐标转换方法
公路测量坐标系选择及坐标转换方法一、公路测量坐标系选择在公路测量中，选择合适的坐标系是非常重要的，它直接影响到测量结果的准确性和后续数据处理的方便性。
常见的公路测量坐标系有以下几种：1. 平面直角坐标系：平面直角坐标系是最常用的坐标系之一。
它以测量起点为原点，建立一个平面，将测量线路分为东西方向和南北方向两个坐标轴。
这种坐标系适用于较小范围的测量，精度较高。
2. 地理坐标系：地理坐标系使用经度和纬度来表示位置，是一种全球通用的坐标系。
在公路测量中，如果需要与其他地理信息系统进行数据交换，就需要使用地理坐标系。
但由于地理坐标系的测量精度较低，一般不适用于高精度的公路测量。
3. 工程测量坐标系：工程测量坐标系是根据具体工程测量任务而建立的坐标系。
它可以根据需要选择不同的坐标原点和坐标轴方向，以适应具体的测量需求。
工程测量坐标系一般用于较大范围的测量，如公路工程中的大地坐标系。
二、坐标转换方法在公路测量中，常常需要进行不同坐标系之间的转换。
以下介绍几种常见的坐标转换方法：1. 平面直角坐标系和地理坐标系的转换：平面直角坐标系和地理坐标系之间的转换需要考虑地球的曲率和投影等因素。
常用的转换方法有高斯投影法和椭球面坐标转换法。
高斯投影法是将地理坐标系投影到平面直角坐标系上，常用于大范围的测量。
椭球面坐标转换法是将地理坐标系的经纬度转换为平面直角坐标系的x、y坐标，常用于小范围的测量。
2. 平面直角坐标系和工程测量坐标系的转换：平面直角坐标系和工程测量坐标系之间的转换可以通过坐标原点和坐标轴的平移和旋转来实现。
一般先将平面直角坐标系的原点平移到工程测量坐标系的原点，然后根据需要进行坐标轴的旋转，最后得到工程测量坐标系的坐标。
3. 地理坐标系和工程测量坐标系的转换：地理坐标系和工程测量坐标系之间的转换需要考虑地理坐标系的经纬度和高程与工程测量坐标系的坐标之间的关系。
常用的转换方法有大地坐标系转换法和高程转换法。
大地坐标系与站心地平直角坐标系的坐标转换
大地坐标系与站心地平直角坐标系的坐标转换
凌震莹 （第七一五研究所，杭州，310012）
摘要 介绍了大地坐标系和站心地平直角坐标系之间的转换算法，并结合实例数据对算法运算精度和速 度进行了仿真分析和评价，可解决声呐浮标搜潜系统中实时将测量所得的目标位置信息从大地坐标系转换到
作战区域所在的站心地平直角坐标系中问题，供定位和跟踪之用。
心直角坐标值（X、Y、Z）。
3.2 球心直角坐标转换为大地坐标
该步骤是从球心直角坐标（X、Y、Z）转换到 大地坐标（L、B、H），如图 1 如示，经度 L 可以 直接计算：
L = arctan Y X
（11）
纬度 B 计算比较复杂，有直接法和迭代法等多 种算法[3]，本系统选择精度较高的迭代法，算法流 程如图 3 所示。
即：
（9）
⎡ ⎢ ⎢ ⎢⎣
x⎤ y⎥⎥ x⎥⎦
=
⎡⎢1 ⎢0 ⎢ ⎢⎣0
0
cos(90 − B) −sin(90 − B)
0
⎤ ⎥
sin(90 − B)⎥i
⎥
cos(90 − B)⎥⎦
⎡ X ⎤ ⎡− sin L
⎢ ⎢
Y
⎥ ⎥
=
⎢ ⎢
cos
L
⎢⎣ Z ⎥⎦ ⎢⎣ 0
− sin B cos L −sin B sin L
⎢ ⎢
Y
⎥ ⎥
=
⎢ ⎢
x
sin
L
⎥ ⎥
⎢⎣ Z ⎥⎦ ⎢⎣ y ⎥⎦
（1）
1 坐标系定义
文中用到了三个坐标系：大地坐标系、站心地 平直角坐标系和球心直角坐标系[1]。大地坐标系是 基于椭球体的曲线曲面坐标系，该坐标系中的任一 点用 L（经度）、B（纬度）和 H（高度）表示；站 心地平直角坐标系是三维坐标系（右手系），Y 轴指 向北，X 轴指向东，O 点法线为 Z 轴（指向天顶为 正）；球心直角坐标系以椭球中心为原点，起始子 午面与赤道的交线为 X 轴，椭球的短轴为 Z 轴（向 北为正），在赤道面上与 X 轴正交的方向为 Y 轴， 构成右手直角坐标系。
【干货】2000国家大地坐标系转换指南
【干货】2000国家大地坐标系转换指南一、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=1/298.25722210114m3s-2地心引力常数GM＝3.986004418×10-5rads-1自转角速度ω＝7.292l15×10其它参数见下表：采用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：式中:△a,△e2分别为IAG-75椭球与克拉索夫斯基椭球长半径,第一偏心率平方之差.即.则各个点在1980西安坐标系中的大地坐标为：●根据转换的B80,L80,采用高斯投影正算公式计算相应的高斯平面坐标X80,Y80.●求取全国1:1万以大比例尺格网点的转换改正量●平差改正量的计算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.●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.●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+DB802000DL542000=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：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(一)坐标转换模型1、二维七参数转换模型其中：△B,△L---同一点位在两个坐标系下的纬度差、经度差,单位为弧度,△a,△f---椭球长半轴差(单位米)、扁率差(无量纲),△X,△Y,△Z---平移参数,单位为米,εx,εy,εz---旋转参数,单位为弧度,m---尺度参数(无量纲).2、平面四参数转换模型属于两维坐标转换,对于三维坐标,需将坐标通过高斯投影变换得到平面坐标再计算转换参数.平面直角坐标转换模型：其中,x0,y0为平移参数,α为旋转参数,m为尺度参数.x2,y2为2000国家大地坐标系下的平面直角坐标,x1,y1为原坐标系下平面直角坐标.坐标单位为米.3、综合法坐标转换所谓综合法即就是在相似变换(Bursa七参数转换)的基础上,再对空间直角坐标残差进行多项式拟合,系统误差通过多项式系数得到消弱,使统一后的坐标系框架点坐标具有较好的一致性,从而提高坐标转换精度.综合法转换模型及转换方法：●利用重合点先用相似变换转换Bursa七参数坐标转换模型式中,3个平移参数[△X△Y△Z]T,3个旋转参数[εxεyεz]T和1个尺度参数m.●对相似变换后的重合点残差Vx,Vy,Vz采用多项式拟合式中：B,L单位：弧度;K为拟合阶数;aij为系数,通过最小二乘求解.4、三维七参数坐标转换模型(二)高斯正反算公式1、高斯投影正算公式子午线弧长X计算见附录.2、高斯投影反算公式(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：①V(残差)=重合点转换坐标-重合点已知坐标②空间直角坐标X残差中误差③空间直角坐标Y残差中误差④空间直角坐标Z残差中误差点位中误差⑤平面坐标x残差中误差⑥平面坐标y残差中误差⑦大地高H残差中误差平面点位中误差为2000国家大地坐标系转换常见问题分析摘要：在现有成果向2000国家大地坐标系转换工作中,各省市都做了很多理论研究和实际转换工作.本文阐述了现有成果向2000国家大地坐标系转换的方法,对不同数据、不同方法转换过程中常见的问题进行汇总、整理,并分析问题产生的原因及对成果的影响,为今后现有成果向2000国家大地坐标系转换工作提供参考和建议,以确保成果转换的质量.关键词:CGCS2000;坐标转换;大地控制点;基础地理信息数据;GNSS基准站;三角点;4D产品自2008年7月1日起,我国启用2000国家大地坐标系(CGCS2000),各地有关部门开展了现有各类测绘信息成果到CGCS2000的转换工作,积极推进CGCS2000的推广使用.为做好启用CGCS2000的实施工作,国家测绘地理信息局于2008年7月组织编制了《启用2000国家大地坐标系实施方案》和《现有测绘成果转换到2000国家大地坐标系技术指南》.为加快CGCS2000推广使用工作,进一步指导各部门、各单位顺利完成原有坐标系成果向CGCS2000转换,确保转换技术方法正确,国家测绘地理信息局于2013年6月组织编制了《2000国家大地坐标系推广使用技术指南》和《大地测量控制点坐标转换技术规程》.CGCS2000转换涉及的测绘地理信息成果主要包括大地控制点类成果(GNSS基准站、GNSS控制点、三角点)和基础地理信息数据成果(DLG、DOM、DEM、DRG).文献[1—2]从总体上介绍了CGCS2000的构建、精化、维持和更新,以及可用于转换工作的国家级成果.文献[3—11]研究了GNSS基准站、大地控制点、4D产品的转换方法.文献[12]探讨了转换的检查方法.本文对省级坐标转换中存在的常见问题进行梳理和分析.一坐标转换方法1.大地控制点类成果(1)坐标归算本方法适用于非CGCS2000的省级GNSS基准站和卫星大地控制点坐标向CGCS2000的坐标转换.即对拟转换点采用与周边稳定的IGS 站及国家级的GNSS连续运行基准站进行联测的方法,获得各站点在现ITRF框架、观测历元下的位置,经过历元归算、板块运动改正、框架转换。
坐标系投影方式的选择及坐标转换
中矿资源 阳响平
二 0 一 一 年 十 二 月
坐标系投影方式的选择及 坐标转换
目前公司的项目大多在国外,每一个项目在进场 前，要充分收集项目的相关资料，对技术人员 来说，尤其要清楚项目区域已有测量资料的坐 标系，高程系及投影方式，而任何一种坐标系 在建立前都要确定其投影方式，所以我们应该 对常用的一些投影方式有基本的认识。
坐标转换
• 有转换参数的坐标转换
在使用参数进行坐标转换之前，首先要清楚下面几点： 1、四参数适用于小范围坐标转换，一般不超过30平方公里。 2、大面积坐标转换应采用七参数法. 3、求取四参数，至少需要2个已知点成果，求取七参数时，至少需 要3个已知点成果。 4、求取七参数采用的点，最好能包括整过目标区域。
坐标系投影方式的选择
• 独立坐标系投影方式的选择 上面两种情况就是我们建立独立坐标系选择投影方式的主要依据，在实际工 作中尽量不要出现独立坐标系中使用UTM投影的情况，那会对后续工作造成 非常大的影响。举例来说，假如厂家生产精密机床的长度是30米，但因为使 用UTM投影，实际放样的距离只有29.9XX米，那么机床很可能就不能安装。 总之，大家要有一个概念，从工程测量的角度来讲，UTM投影只是在精度要 求较低的情况下使用。也许也人会问，前面讲到过“为保证项目资料的可延 续性，一般情况下应选择原有的坐标系、高程系及投影方式”如果以前使用 的是UTM投影，那后续工作不是会受到影响吗？这一点我们不需要去考虑， 因为我们所做的工作从整体上来讲都是前期工作，一旦项目进入到施工或生 产阶段，都会建立施工控制网（也就是我们提到的独立坐标网）,如果我们 建立了独立坐标系，在投影变形满足规范的前提下，一般不需要重新建立施 工控制网。
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