《gps測量中的坐標(biāo)系統(tǒng)及其轉(zhuǎn)換》

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1、GPS測量中的坐標(biāo)系統(tǒng)及其轉(zhuǎn)換》是測繪網(wǎng)資訊頻道為您提供的一篇行業(yè)知識類文章，希望您能喜歡《GPS測量中的坐標(biāo)系統(tǒng)及其轉(zhuǎn)換》在GPS測量中通常采用兩類坐標(biāo)系統(tǒng)，一類是在空間固定的坐標(biāo)系統(tǒng)，另一類是與地球體相固聯(lián)的坐標(biāo)系統(tǒng)，也稱固定坐標(biāo)系統(tǒng)。如：WGS-84世界大地坐標(biāo)系和1980年西安大地坐標(biāo)系。在實際使用中需要根據(jù)坐標(biāo)系統(tǒng)間的轉(zhuǎn)換參數(shù)進(jìn)行坐標(biāo)系統(tǒng)的變換，來求出所使用的坐標(biāo)系統(tǒng)的坐標(biāo)。這樣更有利于表達(dá)地面控制點的位置和處理GPS觀測成果，因此在GPS測量中得到了廣泛的應(yīng)用。1坐標(biāo)系統(tǒng)的介紹1.1WGS—84坐標(biāo)系統(tǒng)WGS—84坐標(biāo)系是目前GPS所采用的坐標(biāo)系統(tǒng)，是由美國國防部制圖局建立，

2、于1987年取代了當(dāng)時GPS所采用的坐標(biāo)系統(tǒng)(WGS—72坐標(biāo)系統(tǒng))而成為GPS目前所使用的坐標(biāo)系統(tǒng)。WGS—84坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點位于地球的質(zhì)心，Z軸指向BIHl984.0定義的協(xié)議地球極方向，X軸指向BIHl984.0的起始子午面和赤道的交點，Y軸與X軸和Z軸構(gòu)成右手系。WGS—84系所采用橢球參數(shù)為：a=6378138m；f=1／298.257223563。1.21954年北京坐標(biāo)系1954年北京坐標(biāo)系是我國目前廣泛采用的大地測量坐標(biāo)系。該坐標(biāo)系源自于原蘇聯(lián)采用過的1942年普爾科夫坐標(biāo)系。建國前，我國沒有統(tǒng)一的大地坐標(biāo)系統(tǒng)，建國初期，在蘇聯(lián)專家的建議下，我國根據(jù)當(dāng)時的具體情況，建立

3、起了全國統(tǒng)一的1954年北京坐標(biāo)系。該坐標(biāo)采用的參考橢球是克拉索夫斯基橢球，該橢球的參數(shù)為：a=6378245m；f=1／298.3。該橢球并未依據(jù)當(dāng)時我國的天文觀測資料進(jìn)行重新定位。而是由前蘇聯(lián)西伯利亞地區(qū)的一等鎖，經(jīng)我國的東北地區(qū)傳算過來的，該坐標(biāo)的高程異常是以前蘇聯(lián)1955年大地水準(zhǔn)面重新平差的結(jié)果為起算值，按我國天文水準(zhǔn)路線推算出來的，而高程又是以1956年青島驗潮站的黃海平均海水面為基準(zhǔn)。1.31980年西安坐標(biāo)系1980年西安坐標(biāo)系采用了全面描述橢球性質(zhì)的四個基本參數(shù)a、GM、J2、ω。四個參數(shù)的數(shù)值采用的是1975年國際大地測量與地球物理聯(lián)合會16屆大會的推薦值：a=637

4、8140m；GM=3986005x108m3/s2；J2=1082.63x10-6；ω=7292115X10-11rad/s.1980年西安坐標(biāo)系的原點位于我國的中部，陜西西安市的附近。橢球的短軸平行于由地球質(zhì)心指向我國地極原點JYD1968。0的方向，起始大地子午面平行與我國起始天文子午面。大地點的高程是1956年青島驗潮站的黃海平均海水面為基準(zhǔn)。2坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換一般情況下，我們使用的是1954年北京坐標(biāo)系或1980年西安坐標(biāo)系，而GPS測定的坐標(biāo)是WGS-84坐標(biāo)系坐標(biāo)，需要進(jìn)行坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換。對于非測量專業(yè)的工作人員來說，雖然GPS定位操作非常容易，但坐標(biāo)轉(zhuǎn)換則難以掌握，EXCEL是比

5、較普及的電子表格軟件，能夠處理較復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算，用它的公式編輯功能，進(jìn)行GPS坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，會非常輕松自如。要進(jìn)行坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換，離不開高斯投影換算，下面分別介紹用EXCEL進(jìn)行換算的方法和GPS坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法。2.1用EXCEL進(jìn)行高斯投影換算從經(jīng)緯度BL換算到高斯平面直角坐標(biāo)XY（高斯投影正算），或從XY換算成BL（高斯投影反算），一般需要專用計算機(jī)軟件完成，在目前流行的換算軟件中，大都需要一個點一個點地進(jìn)行，不能成批量地完成，給實際工作中帶來了許多不便。但是，通過實驗發(fā)現(xiàn)，用EXCEL可以很直觀、方便地完成坐標(biāo)換算工作，只需要在EXCEL的相應(yīng)單元格中輸入相應(yīng)的公式即可。下面以54坐標(biāo)系為例

6、，介紹具體的計算方法。完成經(jīng)緯度BL到平面直角坐標(biāo)XY的換算。在EXCEL中，選擇輸入公式的起始單元格，例如：第2行第1列（A2格）為起始單元格，各單元格的格式如下：單元格；單元格內(nèi)容；說明A2；輸入中央子午線，以度.分秒形式輸入，如115度30分則輸入115.30；起算數(shù)據(jù)L0B2；=INT(A2)+(INT(A2*100)-INT(A2)*100)/60+(A2*10000-INT(A2*100)*100)/3600；把L0化成度C2；以度小數(shù)形式輸入緯度值，如38°14′20″則輸入38.1420；起算數(shù)據(jù)BD2；以度小數(shù)形式輸入經(jīng)度值；起算數(shù)據(jù)LE2；=INT(C2)+(INT(

7、C2*100)-INT(C2)*100)/60+(C2*10000-INT(C2*100)*100)/3600；把B化成度F2；=INT(D2)+(INT(D2*100)-INT(D2)*100)/60+(D2*10000-INT(D2*100)*100)/3600；把L化成度G2；=F2-B2；L-L0H2；=G2/57.2957795130823；化作弧度I2；=TAN(RADIANS(E2))；Tan(B)J2；=COS(RA