中海达GPS坐标转换原理

• 一类是地固坐标系统 • 对于表达地面观测站的位置和处理GPS 观测数据比较方便
地球参心坐标系的表现形式 • 大地坐标(B,L,H) • 空间直角坐标(X,Y,Z)
L
O
Z
x
z y
P0 (B 0 , L 0 )
• 两种表现形式的 • 转换是严密的
X
B
KP
Y
Q
参考椭球 • 在经典大地测量学中，为了便于观测成果 的处理和坐标传算，选择一个椭球面来作 为计算的参考面。 • 两个重要参数： • a
不同(椭球)坐标系的转换流程
• • • • • • • • • • • • • • • • • 几种椭球转换模型的特点： 1.三参数法： 七参数方法的简化，只取X平移，Y平移，Z平移。 运用于信标，SBAS,固定差改正以及精度要求不高的地方， 用于RTK模式下，作用距离在5km范围较平坦的地方（基站开机模式） 2.布尔莎七参数法： 标准的七参数方法，使用X，Y，Z平移，X，Y，Z旋转，K尺度 作用范围较大和距离较远，通常用于RTK模式或者RTD模式的 WGS84到北京54和国家80的转换，已知点要三个以上，要求较高。 3.四参数+高程拟合： 使用X,Y平移，a旋转，k尺度还有高程拟合参数 也是RTK常用的一种作业模式，通过四参数完成WGS84平面到当地平面 的转换，利用高程拟合完成WGS84椭球高到当地水准的拟合。 4.一步法 参数形式和标准七参数一样， X，Y，Z平移，X，Y，Z旋转，K尺度 可以一步完成WGS84到当地地方坐标系统的转换工作。也许要三个以上 WGS84点和当地地方坐标。
坐标转换软件
• 坐标转化软件Coord GM ,使用帮助里有较多的事例，可以用于学习
总结
• 坐标转换在公司所有的产品上都有不同形式的应 用，重点在于掌握和理解原理以及多用，多操作， 碰到坐标转换的问题，可以先自己思考遇到的是 属于哪一种转换，在作具体的方法应用。 • 参考书目 《大地测量学》 《GPS卫星测量原理与应用》 《地图投影学》 《GLONASS.ICD》
– 椭球长半径
• f
– 椭球扁率
常见的几种椭球
坐标系统 北京54 国家1980 WGS84(GPS) 参考椭球 Krassovsky 1940 IAG 78 WGS 1984 a(m) 6378245 6378140 6378137 6378136 6378137 f 1/298.3 1/298.257 1/298.257223 1/298.257839 1/298.2572
高程拟合方法 • 参数拟合法
• a. 常数拟合 （少于三个已知点） • b.平面拟合 (大于三个少于6个） • c.曲面拟合 (大于6个且分布较均匀） c. ( 6
• 网格拟合法
• EGM96模型 • 似大地水准面精化成果
椭球转换
• 不同椭球(坐标系)的转换
– – – – – – – – 多应用于WGS84 坐标与北京54， 国家80，当地坐标 之间的转换 七个参数 X0平移 Y0平移 Z0平移 Xw旋转 Yw旋转 Zw旋转 K 尺度
平面上xyh ----------〉B L H
常见投影（一） 按变形性质分类
– 等角投影 – 角度变形不大的投影 – 等距离投影 – 面积变形不大的投影 – 等面积投影
角 度 变 形 增 大 的 趋 向 面 积 变 形 增 大 趋 向
常见投影（二）
方位投影 圆锥投影 圆柱投影
常见投影（三） • 高斯投影
PZ90 (GLONASS) PZ -90 CGCS2000 ITRS2000
高程系统
投影概念
地图投影是将地球面上的经纬网描述到平面上的数学方法，使用地图 投影，可以将地球表面完整的表示在平面上，但是是通过对投影范围内 某一区域的均匀拉伸和对另外一区域内的均匀缩小实现的。
投影正算 投影反算
B L H ---------〉平面上 xyh
中海达2009贵州技术培训班 贵州技术培训班 中海达
坐标转换原理及应用
目录 • • • • • • • 坐标系统分类 地球参心坐标系的几种表达形式 参考椭球及常用椭球 高程系统 投影及常见投影 几种常用坐标转换的流程 坐标转换软件
坐标系统分类 • 一类是空固坐标系统
– 与地球自转无关，用于描述卫星的位置和状态 极其方便
高斯投影三度带 高斯投影六度带 自定义高斯投影 UTM –通用横轴莫卡托投影 3*N 6N-3 自定义
• TM投影（横轴莫卡托投影） • 投影参数
带号N，中央子午线Lo,投影变形,高程, X加常数,Y加常数 K比例系数
平面坐标转换 • 平面坐标转换
– – – – – – – – – 多应用于 北京54，国家80 与当地自定义 坐标系之间的转换 四个参数 X0平移 Y0平移 θ 坐标轴旋转 K 尺度
– 计算方法： – 3个以上公共坐标(BLH或者XYZ)
不同(椭球)坐标系的转换流程Biblioteka Baidu
空间直角坐标(X,Y,Z) 椭球转换 空间直角坐标(X,Y,Z)
大地坐标(B,L,H) 投影反算 平面直角坐标(x,y,h) 平面转换 当地平面坐标(x,y)
大地坐标(B,L,H) 投影正算 平面直角坐标(x,y,h) 平面转换 当地平面坐标(x,y)