手持式GPS坐标转换参数解算方法整理

Dx X X D Y Y y Dz Z WGS 84 Z 目标坐标系
计算步骤
1、数据获取 1.1获取已知测量控制点数据 1.2将GPS设置在WGS-84坐标下，读取 控制点的坐标(经纬度)读数,然后将GPS接 收机放在控制点上,持续观测,每隔一段时 间读数一次
f
1/298.257 1/298.3 1/298.257223563
e2
0.006694385 0.006693422 0.00669438
X 1 2 3 4 -2977112.739 -2972973.959 -2976591.793 -2975862.99 -2977209.661 1 -2977201.11 -2977206.611 -2977199.887 -2973071.209 2 -2973063.2 -2973064.504 -2973082.771 -2976684.598 3 -2976684.524 -2976681.975 -2976686.287 -2975958.454 4 -2975955.701 -2975949.551 -2975948.261
解算原理
常用的坐标转换方法有七参数法和五参数法。七参数 法一般用于转换精度要求较高的计算。手持式GPS 接收机的设置包括5个参数(DX、DY、DZ、DA、DF), 适用五参数法.其中DA和DF只与2个待转换的坐标系 统有关,在研究中皆为常数,也称此法三参数法. 三参数法空间直角坐标系的转换是假设两坐标系各轴 相互平行,坐标原点不相重合.因此,两坐标系之间的坐 标转换公式为:
控制点西安80坐标
X 4745057.26 4742024.68 4744277.82 4741682.76
1、国家级测量控制点
Y 537568.07 530533.81 530960.10 534252.73
h 517.0 545.8 494.5 247.8
2、工作区内已有的测量控制点 3、选取的控制点尽量在工作区内均匀分布
N为卯酉圈曲率半径,N=a /(1-e2sin2B)1/2, h为大地高,X、Y、Z为大地坐标 系中的三维直角坐标,a为相应大地坐标系对应椭球之长半轴, e为相应大地 坐标系对应第一偏心率。
a
西安80 北京54 WGS-84 6378140 6378245 6378137
b
6356755.288 6356863.019 6356752.314
L 129°27′34.32833 ″ 129°22′23.98691 ″ 129°22′41.22193 ″ 129°25′7.60141 ″2
h 517 545 .8 494 .5 247 .8
计算步骤
2.2大地坐标与空间直角坐标的转换
X=(N+h)cosBcosL Y=(N+h)cosBsinL Z=[N(1-e2)+h]sinB
Y 3616727.66 3622794.609 3626585.233 3620455.029 3616657.021 3616650.208 3616674.758 3616652.296 3622726.402 3622720.224 3622725.395 3622751.235 3626519.827 3626512.567 3626520.219 3626518.3 3620385.156 3620385.385 3620381.481 3620383.491
实测WGS-84坐标
B 42°50′23· 9″ 42°50′24· 2″ 1 42°50′23· 2″ 42°50′24· 3″ 42°48′46· 6″ 42°48′47· 0″ 2 42°48′46· 7″ 42°48′45· 3″ 42°44′35· 5″ 42°44′35· 7″ 3 42°44′35· 6″ 42°44′35· 4″ 42°48′35· 1″ 42°48′35· 0″ 4 42°48′35· 4″ 42°48′35· 4″ 129°25′12· 6″ 129°25′12· 5″ 247· 0 248· 0 129°22′46· 1″ 129°22′46· 3″ 129°25′12· 8″ 129°25′12· 7″ 496· 0 492· 0 250· 0 245· 0 129°22′29· 0″ 129°22′28· 9″ 129°22′46· 2″ 129°22′46· 4″ 543· 0 546· 0 495· 0 493· 0 129°27′39· 0″ 129°27′39· 4″ 129°22′29· 2″ 129°22′29· 1″ 516· 0 518· 0 547· 0 545· 0 L 129°27′39· 6″ 129°27′39· 5″ h 520· 0 514· 0
参数计算的必要性
手持式GPS单点定位的坐标属于WGS-84大地 坐标系,而在实际测量和定位工作中常常采 用的是 1954 年北京坐标系或 1980 西安坐标 系 . 由于坐标系统的不同 , 使得同一点在不 同的坐标系下有不同的坐标值 , 只有对 GPS 导航定位成果进行转换 ,才能满足实际工作 的要求。
总结
使用已知的国家级控制点,通过坐标转换求出了 地心空间直角坐标系与参心空间直角坐标系之间的 3个转换参数,有效地提高了手持式GPS的单点定位 精度,对于使用手持式GPS进行相关研究和生产具有 重要的现实意义.
Байду номын сангаас
Z 4314844.249 4312665.052 4306942.372 4312198.877 4314836.65 4314839.36 4314818.09 4314844.34 4312652.74 4312660.43 4312652.28 4312622.63 4306929.7 4306932.87 4306932.65 4306925.39 4312190.55 4312184.89 4312195.31 4312195.99
计算步骤
2、计算过程 2.1高斯投影的反算 根据地面一点在高斯平面上的坐标(x, y) 计算该点在椭球面上的大地坐标(B、L), 称为高斯投影反算。大地坐标的求解采用 直接法。
B 1 2 3 4 42°50′24.23690 ″ 42°48′47.09098 ″ 42°44′35.98543 ″ 42°48′35.44483 ″
计算结果
DX=-92· 649,DY=-67· 88,DZ=-11· 779, DA=-3,DF=0 DA是椭球长半轴的差;DF为椭球扁率的 差 东西偏差为500 000 m 南北偏差为0
北京54坐标参数
参数中的常数： DA=-108,DF=0.0000005 其他参数计算方法同西安80坐标参数的计算。