GPS定位坐标转化表计算表
云南省2000国家大地坐标系坐标转换部分
相同历元不同框架坐标比较
相同历元不同框架点位坐标差异,下表以昆明站为例
IGS坐标
X(m)
Y(m)
Z(m) ΔX(m) ΔY(m) ΔZ(m)
ITRF2000
-1281255.473
5640746.079
2682880.117
-0.0318,-0.0024,-0.0203
ITRF2005
ITRF2000 ITRF2005
-1281255.565
5640746.060
2682880.057
IGS站坐标和速度场的解算精度
σ X(mm)
10
σY(mm) 22
σZ(mm) 12
1.0
1.0
1.0
-0.0317, 0.0035.-0.0147
σX1(mm) σY1(mm) σZ1(mm)
3.7 8.3 4.3 0.2 0.4 0.2
顾及全部7参数和椭球大小变化的转化公式又称为广义大地坐 标微分公式或广义变换椭球微分公式。
dB
- sinBcosL M+H
dL
=
-
(N
sinL + H)cosB
dH
cosBcosL
- sinBsinL M+H cosL
(N + H)cosB cosBsinL
cosB
M+H 0
sinB
T (t) T (tk ) T (t tk )
GPS C级网转换到CGCS2000 坐标系
从ITRF2000转换到以前框架的转换参数与速率(历元1997. 0)
转换参数
T1(cm) T2(cm) T3(cm)
Dppb
R1.001" R2.001" R3.001"
卫星导航定位算法_常用参数和公式
卫星导航定位常用参数和常用公式1、常用参考框架的几何和物理参数1.1 ITRFyy 主要的大地测量常数长半轴a=6.3781366×106m;地球引力常数(含大气层)GM=3.986004418×1014 m3/s2;地球动力因子J2=1.0826359×10-3;地球自转角速度ω=7.292115×10-5 rad/s。
扁率1/f =298.25642;椭球正常重力位U0=6.26368560×107 m2/s2;γ=9.7803278 m/s2;赤道正常重力e光速c=2.99792458×108 m/s。
1.2 GTRF主要的大地测量常数长半轴a=6.37813655×106 m;地球引力常数GM=3.986004415×1014 m3/s2;地球动力因子J2=1.0826267×10-3;扁率1/f =298.25769。
1.3 WGS84(Gwwww)主要的大地测量常数长半轴a=6.3781370×106 m;地球引力常数(含大气层)GM=3.986004418×1014 m3/s2;地球自转角速度ω=7.292115×10-5 rad/s。
扁率1/f =298.257223563;椭球正常重力位U0=62636860.8497 m2/s2;γ=9.7803267714m/s2;赤道正常重力e短半轴b=6356752.3142m;引力位二阶谐系数C=-484.16685×10-6;2,0第一偏心率平方2e=0.00669437999013;e'=0.006739496742227。
第二偏心率平方21.4 PZ90 主要的大地测量常数长半轴a=6.378136×106m;地球引力常数GM=3.9860044×1014 m3/s2;fM=3.5×108 m3/s2;地球大气引力常数a地球自转角速度ω=7.292115×10-5 rad/s。
GPS卫星坐标计算
GPS卫星坐标计算GPS(全球定位系统)是一种通过地球上的卫星提供位置和时间信息的导航系统。
GPS卫星坐标计算是指根据接收到的卫星信号来确定观测站位于球面上的位置。
GPS系统是由一组位于中轨道上的卫星组成,它们每天绕地球运行两次,以提供全球的覆盖范围。
每个卫星都携带有高精度的原子钟,用来产生精确的时间信号。
GPS接收机位于地面上,它接收到来自多颗卫星的信号,并测量信号的到达时间和卫星位置。
经过计算,接收机可以确定自身的空间坐标。
计算GPS卫星坐标的过程可以分为以下几个步骤:1.接收卫星信号:GPS接收机通过天线接收到来自多颗卫星的信号。
2.测量信号到达时间:接收机测量每个信号的到达时间,这需要精确的时钟。
由于GPS接收机一般没有原子钟那样的高精度时钟,所以需要利用接收到的卫星信号来校准本地时钟。
3.计算卫星位置:GPS接收机需要知道每颗卫星在接收时间点的准确位置。
每颗卫星通过广播自身的位置和时间信息,接收机可以根据接收到的信号来计算卫星的位置。
4.求解距离:接收机通过测量信号到达时间和卫星位置计算出距离。
由于信号的传播速度是已知的大约是光速,我们可以根据距离和到达时间计算出信号的传播时间。
5.根据接收到的信号来计算自身的位置。
接收机通过多个卫星信号的距离来确定自身的位置,这涉及到多种解算方法,例如最小二乘估计等。
接收机需要至少接收到四颗卫星的信号来解算自身的位置。
这些步骤涉及到大量的数学和物理计算,例如测量时间、测量距离、计算坐标等。
为了提高计算的精度,还需要考虑一些因素,例如信号传播时的大气延迟等。
总的来说,GPS卫星坐标计算是一项复杂而精确的工程,涉及到多个步骤和数学模型。
随着技术的不断进步,GPS定位的精度和可靠性也在不断提高,为导航、地球科学等领域的应用提供了重要的支持。
GPS卫星的坐标计算
第三章GPS 卫星的坐标计算在用GPS 信号进行导航定位以及制订观测计划时,都必须已知GPS 卫星在空间的瞬间位置。
卫星位置的计算是根据卫星导航电文所提供的轨道参数按一定的公式计算的。
3.1卫星运动的轨道参数3.1.1基本概念 1.作用在卫星上力卫星受的作用力主要有:地球对卫星的引力,太阳、月亮对卫星的引力,大气阻力,大气光压,地球潮汐力等。
中心力:假设地球为匀质球体的引力(质量集中于球体的中心),即地球的中心引力,它决定卫星运动的基本规律和特征,决定卫星轨道,是分析卫星实际轨道的基础。
此种理想状态时卫星的运动称为无摄运动,卫星的轨道称为无摄轨道。
摄动力:也称非中心力,包括地球非球形对称的作用力、日月引力、大气阻力、大气光压、地球潮汐力等。
摄动力使卫星运动产生一些小的附加变化而偏离理想轨道,同时这种偏离量的大小随时间而改变。
此种状态时卫星的运动称为受摄运动,卫星的轨道称为受摄轨道。
虽然作用在卫星上的力很多,但这些力的大小却相差很悬殊。
如果将地球引力当作1的话,其它作用力均小于10-5。
2.二体问题研究两个质点在万有引力作用下的运动规律问题称为二体问题。
3.卫星轨道和卫星轨道参数卫星在空间运行的轨迹称为卫星轨道。
描述卫星轨道状态和位置的参数称为轨道参数。
3.1.2卫星运动的开普勒定律 (1)开普勒第一定律卫星运行的轨道为一椭圆,该椭圆的一个焦点与地球质心重合。
此定律阐明了卫星运行轨道的基本形态及其与地心的关系。
由万有引力定律可得卫星绕地球质心运动的轨道方程。
r 为卫星的地心距离,as 为开普勒椭圆的长半径,es 为开普勒椭圆的偏心率;fs 为真近点角,它描述了任意时刻卫星在轨道上相对近地点的位置,是时间的函数。
(2)开普勒第二定律卫星的地心向径在单位时间内所扫过的面积相等。
表明卫星在椭圆轨道上的运行速度是不断变化的,在近地点处速度最大,在远地点处速度最小。
近地点远地点ss s s f e e a r cos 1)1(2+-=(3卫星运行周期的平方与轨道椭圆长半径的立方之比为一常量,等于GM 的倒数。
GPS卫星定位坐标计算及程序设计
GPS卫星定位坐标计算及程序设计GPS卫星定位是一种利用全球定位系统(GPS)卫星接收并处理信息来确定位置的技术。
它使用三个或更多GPS卫星的信号来计算接收器的位置。
GPS卫星发送包括时间和位置信息的无线电信号,接收器接收这些信号并通过计算信号的传播时间,确定接收器所在的位置。
GPS坐标系统使用经度和纬度来表示地理位置。
经度是指地球上其中一点距离本初子午线(格林尼治子午线)的角度,取值范围为0-180度,东经为正,西经为负。
纬度是指地球上其中一点距离赤道的角度,取值范围为0-90度,北纬为正,南纬为负。
通过计算GPS卫星的信号传播时间,我们可以确定接收器所在位置的经度和纬度,并将其表示为GPS坐标。
要进行GPS卫星定位坐标计算,可以按照以下步骤进行:1.获取GPS卫星信号:使用GPS接收器接收GPS卫星发送的信号。
每个GPS接收器一般都能接收多达24颗卫星的信号。
2.计算信号传播时间:通过记录信号发送和接收的时间差,可以计算出信号从卫星到达接收器的传播时间。
由于信号的传播速度是已知的(约为300,000公里/秒),可以根据传播时间计算出信号传播的距离。
3.确定卫星位置:由于我们知道每个GPS卫星的位置信息,可以根据信号传播距离计算出接收器和每个卫星之间的距离差。
通过多个卫星的距离差,可以确定接收器所在的位置。
4.计算经度和纬度:使用三角函数和数学模型,通过接收器和卫星之间的距离差,可以计算出接收器的经度和纬度。
5.显示位置信息:将计算得到的经度和纬度转换为可读的格式,并显示在GPS接收器或其他设备上。
1.数据传输:首先需要确保GPS接收器能够接收和传输卫星信号的数据。
可以使用串行通信接口(如RS-232)或USB接口,将接收器与计算机或其他设备连接起来。
2.数据接收和处理:编写程序来读取接收器传输的信号数据,包括卫星信号的传播时间、卫星位置信息等。
根据所选的编程语言和平台,可以使用相应的库和函数来实现数据读取和处理的功能。
wgs-84坐标系与地方坐标系转换方法_secret
目录摘要 (1)GPS概述 (2)一、引言 (2)二、多项式拟合法基本原理 (2)1.基本思路 (3)2.数学模型 (3)3.精度评定 (4)三、计算与精度分析 (5)1.工程简介 (5)2.数据处理 (6)3.转换方案 (6)4.精度分析 (7)四、结束语 (8)五、谢辞 (9)参考文献 (9)WGS-84坐标系与地方坐标系转换方法摘要WGS-84 坐标系与地方坐标系之间转换关系的确定是GPS 技术应用中的一个关键问题。
在分析经典三维坐标转换方法的基础上,给出一种采用多项式拟合法进行GPS 坐标转换的方法。
通过工程实例对三维坐标转换的精度和可靠性进行分析,从而验证了多项式拟合法是一种有效的三维坐标转换方法。
关键词:WGS-84 坐标系; 地方坐标系; 坐标转换; 多项式拟合法AbstractKey words: WGS-84 coordinate system; Place coordinate system; Coordinate transformation;Multinomial fitting lawGPS概述全球定位系统(Global positioning system-GPS)是美国从20世纪70年代开始研制,历时20年,耗资200亿美元,于1994年全面建成,具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。
经近10年我国测绘等部门的使用表明,GPS以全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点,赢得了广大测绘工作者的信赖,并成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动监测、资源勘察、地球动力学等多种学科,从而给测绘领域带来一场深刻的技术革命。
GPS单点定位的坐标以及相对定位中解算的基线向量属于WGS-84大地坐标系,因为GPS广播星历是以WGS-84坐标系为根据而提供的。
而实用的测量成果往往是属于某一国家坐标系或地方坐标系(或局部的、参考坐标系)。
实时动态(RTK)测量中坐标转换参数计算的几种方法
实时动态(RTK)测量中坐标转换参数计算的几种方法摘要:RTK所接收到的数据是WGS-84坐标系下的数据,而我们使用的坐标系一般是1954北京坐标系、1980年国家大地坐标系以及一些城市工矿使用的独立坐标,因此,需要将RTK接收到的WGS-84坐标转换成我们工程所使用的坐标系坐标。
为此,如何计算这些坐标系统转换参数成为RTK使用过程中的一个非常重要的环节。
关键词:GPS-RTK测量坐标转换1、RTK技术概述实时动态(RTK)测量系统,是GPS测量技术与数据传输技术的结合,是GPS测量技术中的一个新突破。
GPS测量中,静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算处理才能获得待测点的坐标,而RTK测量实时差分定位是一种能够在野外实时得到厘米级精度的测点坐标。
RTK实时测量技术具有全天候、作业效率高、定位精度高、操作简便等优点,因而得到了广泛的应用,而且技术设备越来越先进与方便。
RTK测量系统一般由以下三部分组成:GPS接收设备、数据传输设备、软件系统。
数据传输系统由基准站的发射电台与流动站的接收电台组成,它是实现实时动态测量的关键设备。
2、RTK实时测量坐标参数转换RTK所接收到的数据是WGS-84坐标系下的数据,而我们一般使用的坐标系是1954北京坐标系、1980年国家大地坐标系以及一些城市工矿使用的独立坐标,因此,需要将RTK接收到的WGS-84坐标转换成我们使用的1954北京坐标系坐标或1980年国家大地坐标系坐标或城市工矿使用的独立坐标系坐标。
为此,如何计算坐标系统转换参数成为RTK使用过程中的很重要的一个环节。
根据RTK的原理,参考站和流动站直接采集的都为WGS84坐标,参考站一般以一个WGS84坐标作为起始值来发射,实时地计算点位误差并由电台发射出去,流动站同步接收WGS84坐标并通过电台来接收参考站的数据,条件满足后就可达到固定解,流动站就可实时得到高精度的相对于参考站的WGS84三维坐标,这样就保证了参考站与流动站之间的测量精度。
GPS导航定位原理以及定位解算算法
GPS导航定位原理以及定位解算算法全球定位系统(GPS)是英文Global Positioning System的字头缩写词的简称。
它的含义是利用导航卫星进行测时和测距,以构成全球定位系统。
它是由美国国防部主导开发的一套具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航定位系统。
GPS用户部分的核心是GPS接收机。
其主要由基带信号处理和导航解算两部分组成。
其中基带信号处理部分主要包括对GPS卫星信号的二维搜索、捕获、跟踪、伪距计算、导航数据解码等工作。
导航解算部分主要包括根据导航数据中的星历参数实时进行各可视卫星位置计算;根据导航数据中各误差参数进行星钟误差、相对论效应误差、地球自转影响、信号传输误差(主要包括电离层实时传输误差及对流层实时传输误差)等各种实时误差的计算,并将其从伪距中消除;根据上述结果进行接收机PVT(位置、速度、时间)的解算;对各精度因子(DOP)进行实时计算和监测以确定定位解的精度。
本文中重点讨论GPS接收机的导航解算部分,基带信号处理部分可参看有关资料。
本文讨论的假设前提是GPS接收机已经对GPS卫星信号进行了有效捕获和跟踪,对伪距进行了计算,并对导航数据进行了解码工作。
1地球坐标系简述要描述一个物体的位置必须要有相关联的坐标系,地球表面的GPS接收机的位置是相对于地球而言的。
因此,要描述GPS接收机的位置,需要采用固联于地球上随同地球转动的坐标系、即地球坐标系作为参照系。
地球坐标系有两种几何表达形式,即地球直角坐标系和地球大地坐标系。
地球直角坐标系的定义是:原点O与地球质心重合,Z轴指向地球北极,X轴指向地球赤道面与格林威治子午圈的交点(即0经度方向),Y轴在赤道平面里与XOZ构成右手坐标系(即指向东经90度方向)。
地球大地坐标系的定义是:地球椭球的中心与地球质心重合,椭球的短轴与地球自转轴重合。
地球表面任意一点的大地纬度为过该点之椭球法线与椭球赤道面的夹角φ,经度为该点所在之椭球子午面与格林威治大地子午面之间的夹角λ,该点的高度h为该点沿椭球法线至椭球面的距离。
GPS测量与数据处理_第二章 GPS定位的时间系统及其换算
以地球自转为基础的世界时系统,已难以满足要求。为此,
征为基础的原子时间系统。 具有很高的稳定性和复现性,所以由此而建立的原子时,
便成为当代最理想的时间系统。
因为物质内部的原子跃迁所辐射和吸收的电磁波频率,
第二章
时间系统及其换算
原子时秒长的定义为:位于海平面上的铯原子基 态两个超精细能级,在零磁场中跃迁辐射振荡9 192 631 770周所持续的时间,为一原子时秒。该 原子时秒作为国际制秒(SI)的时间单位。 这一定义严格地确定了原子时的尺度,而原 子时的原点由下式确定: TA=UT2-0.0039 s
第二章 时间系统及其换算
3、确定时间的基准
测量时间,同样必须建立一个测量的基准,即时间的 单位(尺度)和原点(起始历元)。其中时间的尺度是关键, 而原点可以根据实际应用加以选定。一般来说,任何一个 可观察的周期运动现象,只要符合以下要求,都可以用作 确定时间的基准。
◆运动应是连续的,周期性的; ◆运动的周期应具有充分的稳定性; ◆运动的周期必须具有复现性,即要求在任何地方和时 间,都可以通过观测和实验复现这种周期性运动。
GPS测量与数据处理
课程主要内容
1 2 3 4 5 6 7 绪论 GPS定位的时间系统及其换算 GPS卫星坐标的计算 载波相位观测值周跳探测与修复 基线向量解算 GPS网建立与数据处理分析 CORS系统简介
第二章
时间系统及其换算
主要内容
2.1 2.2 时间系统回顾 GPS定位中的时间表示方法
2.3
第二章 时间系统及其换算
2.1 时间系统回顾
一、有关时间的基本概念 1、时间的两个概念 ◆时间有“时刻”和“时间间隔”两个概念。
◆时刻,即发生某一现象的瞬间。在天文学和卫星测 量学中,与所获数据对应的时刻也称为历元。 ◆时间间隔,系指发生某一现象所经历的过程,是这 一过程始末的时刻之差。 ◆时间间隔测量也称为相对时间测量,而时刻测量相 应地称为绝对时间测量。
GPS卫星定位坐标计算及程序设计
Ai X i li 0
(3-5)
对式(3-5)求解,便得到接收机地心坐标的唯一
解
X i Ai1li
4.程序设计
• 1、GPS时间转换程序 • 2、利用广播星历计算卫星坐标程序 • 3、地面点近似坐标计算程序
5.实例计算和精度分析
• 以2009年5月7日南京工业大学江浦校区控 制网20号控制点观测数据为例,来说明如 何利用该程序计算卫星坐标和地面点的近 似坐标。该数据利用华测GPS接收机观测, 观测时间为2小时。
• 3.新儒略日(Modified Julian Day-MJD):从儒略 日中减去2400000.5天来得到,给出的是从1858年11 月17日子夜开始的天数。特点是数值比儒略日小。
• 4.年积日(Day Of Year-DOY):从当前1月1日开始 的天数。
• 5.GPS时(GPS Time):以1980年1月6日子夜为起点, 用周数和周内秒数来表示,为GPS系统内部计时法。
2.3GPS卫星的信号
• 导航电文 导航电文是包含有关卫星的星历、卫星工作状态 时间系统、卫星钟运行状态、轨道摄动改正、大 气折射改正和C/A码捕获P码等导航信息的数据码 (或D码),是利用GPS进行定位的数据基础。 导航电文的内容包括遥测码(TLW)、转换码 (HOW)、第一数据块、第二数据块和第三数据块 5部分。
RINEX数据格式
目前,RINEX格式已成为各厂商、学校、研究单 位在编制软件时采用的标准输入格式。RINEX格式 是纯ASCII码文本文件,共包含4个文件:
(1)观测数据文件:ssssdddf.yyo (2)导航文件:ssssdddf.yyn (3)气象数据文件:ssssdddf.yym (4)GLONASS数据文件:ssssdddf.yyg 其中:ssss——4个字母的测站名;
常用坐标系介绍及变换
➢ GPS定位采用坐标系: 在GPS定位测量中,采在空用间的两位类置和坐方标向应系保持,不变,
或仅作匀速直线运动。
即天球坐标系与地球坐标系,两坐标系的坐 标原点均在地球的质心,而坐标轴指向不 同。天球坐标系是一种惯性坐标系,其坐标 原点及各坐标轴指向在空间保持不变,用于 描述卫星运行位置和状态。地球坐标系随同 地球自转,可看作固定在地球上的坐标系, 用于描述地面观测站的位置。
长半轴: (m) 扁率: 1:298.3
BJ54可归结为: a.属参心大地坐标系; b.采用克拉索夫斯基椭球的两个几何参数; c. 大地原点在原苏联的普尔科沃; d.采用多点定位法进行椭球定位; e.高程基准为 1956年青岛验潮站求出的黄海平
均海水面。
f.高程异常以原苏联 1955年大地水准面重新平 差结果为起算数据。按我国天文水准路线推算而得 。
➢ 为什么选用空间直角坐标系? 任一点的空 间位置可由该点在三个坐标
面的投影(X,Y,Z)唯一地确定,通过坐 标平移、旋转和尺度转换,可以将一个点的 位置方便的从一个坐标系转换至另一个坐标 系。与某一空间直角坐标系所相应的大地坐 标系(B,L,H),只是坐标表现形式不 同,实质上是完全等价的,两者之间可相互 转化。
几何定义:
ZWGS84
原点—在地球质心
BIH定义的
Z轴—指向 BIH 1984.0 零子午圈
定义的协议地球 (1984.0)
P
N
CTP
赤道
平面
(CTP)方向。
X轴—指向BIH 1984.0
O
的零子午面和CTP 赤道的交点。 Y轴—与Z、X轴构成右
手坐标系。
E
YWGS8
4
XWGS84
GPS经纬度坐标转平面坐标的简化计算方法和精度分析
厂——————————:——————————————一
OA2√(工A—Xo)2+(),A—Yo)2 (6、
式(4)、(5)、(6)表示了图1所示坐标系中某点 的Y坐标与该点的纬度的关系。
1.4沿纬线方向的距离oB
从图1可见,OB是沿纬度圈上的一段弧长,而纬
0引 言
GPS定位技术应用于精准农业,特别是用于农田信 息采集和作业时,为了方便地计算距离和速度,常常需 要将GPS测定到的经纬度坐标数据转换为以地平面上 平面直角坐标系中的X、Y坐标。通常我国地图测绘工 作中采用的是高斯.克吕格投影法来将椭球面上的经纬 度坐标转为平面坐标,标准的高斯.克吕格投影法转换公 式比较复杂,且理论上经、纬度线都是弧线,各经、纬 线之间也不平行。而精准农业中涉及的农田相对大幅的 地图而言,一般面积都比较小,此时是否还需要使用这 样复杂的公式?如果用平面直角坐标系来代替经、纬度 为弧线且不平行的坐标系,会产生多大的误差?本文将 从理论上分析这两个问题。木
表1不同纬度上x坐标可能产生的量大误差
Table l PossiblemaximalerrorofcoordinatesXunderdifferentvaluesoflatitude
由表l可以看出,测定区域比较大的时候,X方向 的坐标转换误差还是比较大的。另外纬度较高的地区误 差相对也要大一些。
2.2沿经线方向距原点的距离(Y坐标)误差分
分析式(10),可以看出,在一个测定区域中,x
坐标的最大相对误差A S/S与两个因素有关:(1)测定 点的纬度(式中的BI),纬度越高,误差越大;(2)测
定点沿南北方向到原点的距离(oA),距离越大误差
越大。表1中列出了在我国不同纬度地区,测定点沿南
GPS测量中坐标系之间的转换
GPS测量中的坐标系转换第一章绪论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。
手持GPS参数设置及全国各地坐标转换参数(同名4749)
如何设置手持GPS相关参数与全国各地坐标转换参数一、如何设置手持GPS相关参数〔一〕手持GPS的主要功能手持GPS,指全球移动定位系统,是以移动互联网为支撑、以GPS 智能手机为终端的GIS系统,是继桌面Gis、WebGis之后又一新的技术热点.目前功能最强的手持GPS,其集成GPRS通讯、蓝牙技术、数码相机、麦克风、海量数据存储、USB/RS232端口于一身,能全面满足您的使用需求.主要功能:移动GIS数据采集、野外制图、航点存储坐标、计算长度、面积角度〔测量经纬度,海拔高度〕等各种野外数据测量;有些具有双坐标系一键转换功能;有些内置全国交通详图,配各地区地理详图,详细至乡镇村落,可升级细化.〔二〕手持GPS的技术参数因为GPS卫星星历是以WGS84大地坐标系为根据建立的,手持GPS单点定位的坐标属于WGS84大地坐标系.WGS84坐标系所采用的椭球基本常数为:地球长半轴a=6378137m;扁率F=1/298.257223563.常用的54、西安80与国家2000公里网坐标系,属于平面高斯投影坐标系统.54坐标系,采用的参考椭球是克拉索夫斯基椭球,该椭球的参数为:地球长半轴a=6378245m;扁率F=1/298.2.西安80坐标系,其椭球的参数为:地球长半轴a=6378140m;扁率F=1/298.257.国家2000坐标系,其椭球的参数为:地球长半轴a=6378137m;扁率F=1/298.298.257222101.〔三〕手持GPS的参数设置要想测量点位的54、西安80与国家2000公里网高精度坐标数据,必须学习坐标转换的基础知识,并分别科学设置手持GPS的各项参数.首先,在手持式GPS接收机应用的区域内<该区域不宜过大>,从当地测绘部门收集1至两个已知点的54、西安80或国家2000坐标系统的坐标值;然后在对应的点位上读取WGS84坐标系的坐标值;之后采用《万能坐标转换》软件,可计算出DX、DY、DZ 的值.将计算出的DX、DY、DZ三个参数与DA、DF、中央经线、投影比例、东西偏差、南北偏差等六个常数值输入GPS接收机.将GPS接收机的网格转换为"UserGrid"格式,实际测量已知点的公里网纵、横坐标值,并与对应的公里网纵、横坐标已知值进行比较,二者相差较大时要重新计算或查找出现问题的原因.详细过程可查看《万能坐标转换》软件的[手持GPS参数设置]界面.〔四〕自定义坐标系统〔User〕投影参数的确定1、自己观测计算新机拿到手之后,供应商都给提供一个投影参数,这对于要求不高的一般用户来说基本可以满足工作需要,而对于一些专业用户来说,就要自己来测算参数.一般型号的导航型手持GPS自定义坐标系统〔User〕投影参数设置界面都提供了五个变量〔△X、△Y、△Z、△A、△F〕需要设置,而实际工作中,后两个参数〔△A、△F〕针对某一坐标系统来说为固定参数〔54坐标系△A=-108、△F=0.0000005〕,无需改动,需要自己测算的参数主要为前三个〔△X、△Y、△Z〕,一般称为三参数.2、经验坐标三参数对于非专业人员大多采用经验坐标,可别人的成果.已知坐标点校正GPS的误差〔1〕用GPS去测量已知坐标点得到坐标XGPS和YGPS;〔2〕计算两者的差值:△X=XGPS-X已知△Y=YGPS-Y已知〔3〕计算FALSE′E′〔东西偏差〕和FALSE′N′〔南北偏差〕东西偏差=500000-△X南北偏差=0-△Y〔4〕更改GPS参数中的FALSE′E′〔东西偏差〕和FAL坐标表示方法:坐标有两种:大地坐标〔经纬度坐标〕、平面坐标〔直角坐标〕大地坐标表示方法〔纬度,经度,高程〕符号为〔B,L,H〕平面坐标〔X,Y,h〕――设计书上的〔X,Y,〕和CAD平面图上的x,y颠倒.备注:注意的是在CAD平面图上,x为平面坐标中的Y;y为平面坐标中的X,平面坐标X为7位数;Y为8位数,前两位为带号.但在手持GPS 上,Y前两位即带号不要,变为X为7位数;Y为6位数.例:手持GPS中的DA<该数值为-108>,DF<该数值0.0000005>,西安80输入DA<该数值为-3>,DF<该数值0>我们是"陕西天脉导航信息##",如果还有什么问题,你可以随时咨询!二、全国各地坐标转换参数〔一〕云南〔二〕贵州〔三〕##〔四〕##〔五〕##〔六〕广东中央经线:<广东各地市中心经度:佛山114度;梅州117度;汕尾114度;江门114度;湛江111度;##111度;肇庆111度;清远114度;潮州117度;韶关114;河源114;阳江111:云浮111;揭阳117>投影比例:+1.0000000东西偏差:+500000.0南北偏差:0.0WGS-84转54坐标参数:WGS-84转西安80坐标参数:〔七〕##一、张公矶〔赣北地区可用〕[G-50-66-〔54~53〕,彭泽县北东的华阳镇附近]WGS-54DX -14.37415178DY -119.5187393DZ -52.2054466DA -108.00DF 0.000000481二、陈家山〔##地区可用〕[H-49-5-〔14~15〕,抚州市东南角]WGS-54DX -16.4810437DY -116.1082428DZ -52.59549003DA -108.00DF 0.000000481三、瑞金基南[H-49-77-〔9~10〕,瑞金市东北角]WGS-54DX -17.56440391DY -114.3451811DZ -54.9794437DA -108.00DF 0.000000481四、鸡公尖矿区GPS参数中央经线117.00DX -16DY -126DZ -52DA -108偏差-0.0000005 〔八〕海南dx=-9.8dy=-114.6dz=-62.7da=-108.0df=0.0000005中央子午线:111 〔九〕##乌鲁木齐地区DX = 19DY = -33DZ = 5DA= -108;DF= 0.0000005中央子午经度:87 〔十〕四川盆地Dx=-4Dy=-104Dz=-45Da=-108Df=+0.0000005中央子午经度:105〔十一〕其它各地以下为包头地区坐标系转换参数Dx=-92Dy=-49Dz=-4Da=-108Df=+0.0000005中央子午经度:114##省坐标转换区域化参数:DX = -15DY = -120DZ = -48DA= -108;DF= 0.0000005中央子午经度:117鄂尔多斯市省坐标转换区域化参数:DX = 16DY = -147DZ = -77DA= -108;DF= 0.0000005中央子午经度:111##阿克苏地区坐标转换参数:DX = 18DY = -152DZ = -76DA= -108;DF= 0.0000005中央子午经度:81##坐标转换区域化参数:DX = 11.9DY = -120.8DZ = -62.4DA= -108;DF= 0.0000005中央子午经度:93赤峰地区坐标转换参数:DX = -18DY = -104.5DZ = -57.5DA= -108;中央子午经度:117或123〔东为123,西为117〕注:以下参数仅供参考!!以下为四川盆地坐标系转换参数Dx=-4Dy=-104Dz=-45Da=-108Df=+0.0000005中央子午经度:105##省坐标转换区域化参数:DX = -15DY = -120DZ = -48DA= -108;DF= 0.0000005中央子午经度:117鄂尔多斯市省坐标转换区域化参数:DX = 16DY = -147DZ = -77DA= -108;中央子午经度:111##阿克苏地区坐标转换参数:DX = 18DY = -152DZ = -76DA= -108;DF= 0.0000005中央子午经度:81##坐标转换区域化参数:DX = 11.9DY = -120.8DZ = -62.4DA= -108;DF= 0.0000005中央子午经度:93。
WGS-84坐标与国家或地方坐标的转换在excel中的实现
WGS-84坐标与国家或地方坐标的转换在excel中的实现WGS-84坐标与国家或地方坐标的转换在excel中的实现摘要随着GPS技术的发展,精度的提高,其以全天候,高精度及操作简单的特点被越来越广泛的运用。
GPS平差后结果为大地坐标,而工程中我们常用的为国家坐标系或地方独立坐标系,所以需要进行坐标转换。
本文简要介绍了WGS-84坐标系和西安80坐标系及北京54坐标系等常用坐标系。
通过空间直角坐标系和大地坐标系间的关系公式,用EXCEL表实现了两者的相互转换。
接下来又介绍了两个不同空间直角坐标系的关系,转换原理及模型,使用的是七参数布尔莎方法。
用EXCEL表实现了不同空间直角坐标系间的互相转换,也就实现了WGS-84同其他坐标系间的互相转换,因为还涉及到换带计算,文中有添加了间接换带计算方法。
关键词:EXCEL表,WGS-84坐标系,坐标转换ABSTRACTAlong with the development of GPStechnology,higher and higher precision , it is more and morewidely applied for its simple operation, accuracy andall-weather. The GPS resultsafter adjustmentbelong to WGS-84.But coordinate used in engineering is usuallyour national coordinate system or local independentcoordinate system, so weneed coordinatetransformation. This paper briefly introduces the WGS -84coordinate system andxi an 80 coordinate system and Beijing54 coordinatesystem and coordinate system. Throughthe relational formula between t Spaceright-anglecoordinateand Geodetic coordinates, we use EXCEL table toprocess coordinateconversion. Then introduces twodifferent spaces, the relationship, theprinciple andthe model parameters which are seven Boolean Sally method.EXCELachieve conversion between deferent Space cartesian coordinate system, also canachieve WGS - 84熟,实践证明,在缩短工期、降低成本和设计的灵活性方面,GPS测量较常规测量更为优越。
GPS距离的计算
GPS距离的计算GPS(全球定位系统)是一个由美国提供的导航系统,可以通过卫星定位来计算出两个地点之间的距离。
在GPS中,距离的计算是基于地球上两个坐标点之间的直线距离。
距离计算的基本原理是使用地球的椭球体模型来近似地球的形状。
根据这个模型,地球被看作是一个旋转椭球体,具有一个中心点(地球的几何中心)和一个主轴和短轴。
通过测量两个坐标点之间的经度(东经和西经)和纬度(南纬和北纬)差异,可以计算出直线距离。
大圆距离的计算公式如下:d=r*θ其中,d表示两个坐标点之间的距离,r表示地球的半径,θ表示两个坐标点之间的中心角。
中心角可以通过以下公式计算:θ = arccos[sin(φ1) * sin(φ2) + cos(φ1) * cos(φ2) *cos(Δλ)]其中,φ1和φ2分别表示两个坐标点的纬度,Δλ表示两个坐标点的经度差异。
这种计算方法可以提供很高的精度,并且适用于任何两个地球上的坐标点。
然而,由于地球并不是完全的球体,因此在计算距离时可能会引入一些误差。
为了提高计算的准确性,人们通常使用更复杂的计算模型,例如地心引力模型或椭球体模型。
这些模型考虑了地球的形状,以及地球在不同区域的略微变化。
此外,GPS距离的计算还可能受到其他因素的影响,例如信号强度或建筑物的阻挡。
当GPS接收器接收到的卫星信号较弱或受到干扰时,它可能会导致定位的不准确性。
同样,当接收器位于高楼大厦周围或其他阻挡物后面时,也可能会影响GPS信号的质量和定位的准确性。
总的来说,计算GPS距离是通过测量两个坐标点之间的经度和纬度差异,并使用大圆距离公式来计算出两个地点之间的直线距离。
虽然这种计算方法具有一定的准确性,但在实际应用中,仍需要考虑到地球的非球体形状以及其他因素的影响,以提高计算的准确性。
GPS测量常用坐标系统及相互转换
GPS测量常用坐标系统及坐标转换摘要:本文GPS测量常用坐标系统,以及GPS静态、动态测量中坐标变换的参数和方法。
关键词:GPS;坐标系统;坐标转换GPS(Global Positioning System)即全球定位系统,是由美国建立的一个卫星导航定位系统。
它具有全球性、全天候、连续性和实时性的精密三维导航与定位功能,现已广泛用于大地测量、工程测量、航空摄影测量以及地形测量等各个方面。
相对于常规测量来说,GPS 测量具有测量精度高、测站间无需通视、观测时间短、仪器操作简便、全天候作业、可提供三维坐标等特点。
大大地提高了测量效率和精度。
但是由于坐标系统的不同,面临着大量的坐标转换问题。
对GPS技术的推广使用造成了一定的障碍。
本文就GPS测量常用坐标系统及坐标转换的原理和方法,根据作者的理解介绍如下。
一、GPS测量常用坐标系统及投影一个完整的坐标系统是由坐标系和基准两方面要素所构成的。
坐标系指的是描述空间位置的表达形式,而基准指的是为描述空间位置而定义的一系列点、线、面。
在大地测量中的基准一般是指为确定点在空间中的位置,而采用的地球椭球或参考椭球的几何参数和物理参数,及其在空间的定位、定向方式,以及在描述空间位置时所采用的单位长度的定义。
大地基准面是利用特定椭球体对特定地区地球表面的逼近,每个国家或地区均有各自的大地基准面,因此相对同一地理位置,不同的大地基准面,它们的经纬度坐标是有差异的。
基准面是在椭球体基础上建立的,但椭球体不能代表基准面,同样的椭球体能定义不同的基准面。
1、坐标系统的分类1.1、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。
1.2、空间大地坐标系空间大地坐标系是采用大地经度(L)、大地纬度(B)和大地高(H)来描述空间位置的。
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GPS测定的坐标是WGS-84坐标系坐标;“54坐标”是1954年北京坐标系;“80坐
山西省总面积156579平方公里,2008年总人口3410万人,现辖太原、大同、朔州、阳泉、长治、忻州、吕梁 等11个地级市,共 85个县,11个县级市,23个市辖区。坐标:北纬34°34'~40°43'、东经110°14'~11 山西省坐标折算:经度1′~1.51km;维度1′~1.85km 项目所在地现场勘测点位及坐标--度小数转换为度分秒 编号 点位名称 经度E(度) 纬度N(度) 1# 某项目位置 112.61116 37.77657 2# 殡仪馆坐标 111.18386 36.95979 3# 4# 5# 6# 7# 8# 9# 10# 11# 12#
京坐标系;“80坐标”是1980年西安坐标系。
阳泉、长治、忻州、吕梁、晋中、临汾、运城、晋城 3'、东经110°14'~114°33'
根据坐标距离估算 编号 距离 1# 0.00 2# 157.93 3# 11030.66 4# 11030.66 5# 11030.66 6# 11030.66 7# 11030.66 8# 11030.66 9# 11030.66 10# 11030.66 11# 11030.66 12# 11030.66 相对坐标 1#
度.分/秒(0.00/00) 112.3640 37.4635 111.1101 36.5735 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000
0.00 0.00 1ຫໍສະໝຸດ #0.00项目所在地现场勘测点位及坐标--分秒转换为度小数 编号 点位名称 度.分/秒(0.00/00) 经度E(度) 纬度N(度) 1# 112.3640 37.4635 112.61111 37.77639 2# 112.3546 37.4820 112.59611 37.80556 3# 0.00000 0.00000 4# 0.00000 0.00000 5# 0.00000 0.00000 6# 0.00000 0.00000 7# 0.00000 0.00000 8# 0.00000 0.00000 9# 0.00000 0.00000 10# 0.00000 0.00000 11# 0.00000 0.00000 12# 0.00000 0.00000 调整值 (+0.00006 (+0.00018
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 5#
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 6#
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 7#
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
此表还可以用来计算山西数个点地理坐标间的距离 例如: 1# 2# 112.6112 112.5962 37.77657 37.80583
将坐标复制到左侧坐标输入的位置,得出距离3.52km.
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 8# 9#
0.00 0.00 0.00 0.00 10#
0.00 0.00 0.00 11#