坐标系转换步骤以及公式.docx

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1、一、各坐标系下椭球参数WGS84大地参数北京54大地参数西安80大地参数参考椭球体:WGS84长半轴:6378137短半轴:6356752.3142扁率:1/298.257224参考椭球体:Krasovsky_1940长半轴:6378245短半轴:6356863.0188扁率:1/298.3参考椭球体:IAG75长半轴:6378140短半轴:6356755.2882扁率:1/298.257000二、WGS84转北京54一般步骤(转80一样,只是椭球参数不同)前期工作:收集测区高等级控制点资料。在应用手持GPS接收机观测的区域内找出三个以上分布均匀的等级点(精度越高越好)或GPS“B”级网网点,

2、点位最好是周围无电磁波干扰,视野开阔,卫星信号强。并到测绘管理部门抄取这些点的54北京坐标系的高斯平面直角坐标(x、y),大地经纬度(B、1.),高程h,高程异常值g和WGS-84坐标系的大地经纬度(B、1.),大地高H。如果没有收集到WGS-84下的大地坐标,则直接用手持GPS测定已知点B、1.、H值。转换步骤:1、把从GPS中接收到84坐标系下的大地坐标(经纬度高程B、1.,H,其中B为纬度,1.为经度,H为高程),使用84坐标系的椭球参数转换为84坐标系下的地心直角坐标(空间坐标):1.-en2F2cos2S+b2sin2FX=(N+H)cosBcos1.F=(Z+H)cosBSin1.

3、Z=N(1.-e2)+HsinF式中,N为法线长度,a为椭球长半径,b为椭球短半径,e=卫士为第a一偏心率。2、使用七参数转换为54坐标系下的地心直角坐标(x,y,z):x=x+k*X-*Z+*Y+Xy=y+k*Y+a*Z-*X+Yz=z+k*Z-a*Y+*X+Z其中,ax,y,az为三个坐标方向的平移参数;,Y为三个方向的旋转角参数;k为尺度参数。(采用收集到的控制点计算转换参数,并需要验证参数)在小范围内可使用七参数的特殊形式即三参数,即k、a、B、Y都等于O,变成:X=x+Xy=y+Yz=z+Z3、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(B54,1.54,H54)ta

4、nB=H =Z+Ne2sinByX2+Y2PNcosB计算B时要采用迭代,推荐迭代算法为:ZtanB0=.yX2Y2Zae2tanBtanBt=/+.=X2+Y2(X2+r2)1.(1-e2)tan2Bt.1、tanBn因tanBn_14、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,即平面直角坐标。(投影正算)三、北京54转WGS84一般步骤(80转84一样,只是椭球参数不同)1、将所有点的BJ54高斯平面直角坐标(x,y)化算为大地坐标(B,1.)。(投影反算)2、顾及水准高h后将三维大地坐标(B,1.,h),按54椭球参数化算为地心直角坐标(X,Y,Z)o(公式同上面第一步)3、根据公共点求转换七参数或多项式拟合系数并将54下的(X,Y,Z)转为84下的(X,Y,Z)(公式同上面第二步).4、将转换后的三维直角坐标WGS84XYZ化算为大地坐标WGS-84(B1.H)。(公式同上面第三步)5、引入基于WGS-84椭球的高程异常值由水准高求得基于WGS-84椭球的大地高Ha6、用大地高H代替第四步中获得的高程。四、54与80之间的转换是两种不同椭球参数之间的转换,一般采用7参数进行转换。首先采用54下和80下的同名控制点坐标求得七参数,验证后采用七参数对所有坐标进行转换,转换公式如同(二里面的第2步)。

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