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亿宝娱乐中几种常用坐标系和坐标转换方法

来源:洛陽測繪公司  发表时间:2017/12/5 8:56:41  点击次数:【3815】


  一般来讲,GPS直接提供的坐标(B,L,H)是1984年世界大地坐标系(Word Geodetic System 1984即WGS-84)的坐标,其中B为纬度,L为经度,H为大地高即是到WGS-84椭球面的高度。而在实际应用中,我国地图采用的是1954北京坐标系或者1980西安坐标系下的高斯投影坐标(x,y,),不过也有一些电子地图采用1954北京坐标系或者1980西安坐标系下的经纬度坐标(B,L),高程一般为海拔高度h。

  GPS的測量結果與我國的54系或80系坐標相差幾十米至一百多米,隨區域不同,差別也不同,經粗落統計,我國西部相差70米左右,東北部140米左右,南部75米左右,中部45米左右。現就上述幾種坐標系進行簡單介紹,供大家參閱,並提供各坐標系的基本參數,以便大家在使用過程中自定義坐標系。

  1、1984世界大地坐標系

  WGS-84坐標系是美國國防部研制確定的大地坐標系,是一種協議地球坐標系。WGS-84坐標系的定義是:原點是地球的質心,空間直角坐標系的Z軸指向BIH(1984.0)定義的地極(CTP)

方向,即國際協議原點CIO,它由IAU和IUGG共同推薦。X軸指向BIH定義的零度子午面和CTP赤道的交點,Y軸和Z,X軸構成右手坐標系。WGS-84橢球采用國際大地測量與地球物理聯合會第17屆大會測量常數推薦值,采用的兩個常用基本幾何參數:

  長半軸a=6378137m;扁率f=1:298.257223563


洛陽測繪公司

  2、1954北京坐標系

  1954北京坐标系是将我国大地控制网与前苏联1942年普尔科沃大地坐标系相联结后建立的我国过渡性大地坐标系。属于参心大地坐标系,采用了前苏联的克拉索夫斯基椭球体。其长半轴 a=6378245,扁率 f=1/298.3。1954年北京坐标系虽然是苏联1942年坐标系的延伸,但也还不能说它们完全相同。


  3、1980西安坐標系

  1978年,我国决定建立新的国家大地坐标系统,并且在新的大地坐标系统中进行全国天文大地网的整体平差,这个坐标系统定名为1980年西安坐标系。属参心大地坐标系。1980年西安坐标系Xian Geodetic Coordinate System 1980 采用1975国际椭球,以JYD 1968.0系统为椭球定向基准,大地原点设在陕西省泾阳县永乐镇,采用多点定位所建立的大地坐标系.其椭球参数采用1975年国际大地测量与地球物理联合会推荐值,它们为:

  其长半轴a=6378140m; 扁率f=1/298.257。

  4、高斯平面直角坐标系和UTM一般的地图均为平面图,其对应的也是平面坐标.因此,需要将椭球面上各点的大地坐标,按照一定的数学规律投影到平面上成为平面直角坐标.目前世界各国采用最广泛的高斯- 克吕格投影和墨卡托投影(UTM)均是正形投影(等角投影), 即该投影在小区域范围内使平面图形与椭球面上的图形保持相似。为了限制长度变形,,根据国际测量协会规定,将全球按一定经差分成若干带。我国采用6度带或3度带,6度带是自零度子午线起每隔经度。 高斯平面直角坐标系一般以中央经线(L0)投影为纵轴X, 赤道投影为横轴Y,两轴交点即为各带的坐标原点。为了避免横坐标出现负值,在投影中规定将坐标纵轴西移500公里当作起始轴。为了区别某一坐标系统属于哪一带,通常在横轴坐标前加上带号,(4231898m,21655933m),其中21即为带号。 城建坐标多采用三度带的高斯-克吕格投影。同一坐标系下的大地坐标(即经纬度坐标B,L)与其对应的高斯平面直角坐标(x,y)有严格的转换关系。现行的测绘的教科书的一般都有。

  5、 地方独立坐标系

  在我国许多城市测量与亿宝娱乐中,若直接采用国家坐标系下的高斯平面直角坐标,则可能会由于远离中央子午线,或由于测区平均高程较大,而导致长度投影变形较大,难以满足工程上或实用上的精度要求。另一方面,对于一些特殊的测量,如大桥施工测量,水利水坝测量,滑坡变形监测等,采用国家坐标系在实用中也会很不方便。因此,基于限制变形,以及方便实用,科学的目的,在许多城市和亿宝娱乐中,常常会建立适合本地区的地方独立坐标系。建立地方独立坐标系,实际上就是通过一些元素的确定来决定地方参考椭球与投影面.地方参考椭球一般选择与当地平均高程相对应的参考椭球,该椭球的中心,轴向和扁率与国家参考椭球相同。其椭球半径α1增大为:α1=α+Δα1,Δα1=Hm+ζ0式中:Hm为当地平均海拔高程,ζ0为该地区的平均高程异常。而地方投影面的确定中,选取过测区中心的经线或某个起算点的经线作为独立中央子午线.以某个特定方便使用的点和方位为地方独立坐标系的起算原点和方位,并选取当地平均高程面Hm为投影面。

  既然說到了不同的坐標系,就存在坐標轉換的問題。關于坐標轉換,首先要搞清楚轉換的嚴密性問題,即在同一個橢球裏的坐標轉換都是嚴密的,而在不同的橢球之間的轉換這時不嚴密的。例如,由1954北京坐標系的大地坐標轉換到954北京坐標系的高斯平面直角坐標是在同一參考橢球體範疇內的坐標轉換,其轉換過程是嚴密的。由1954北京坐標系的大地坐標轉換到WGS-84的大地坐標,就屬于不同橢球體間的轉換。

  不同橢球體間的坐標轉換在局部地區的采用的常用辦法是相似變換法,即利用部分分布相對合理高等級公共點求出相應的轉換參數。一般而言,比較嚴密的是用七參數的相似變換法,即X平移,Y平移,Z平移,X旋轉,Y旋轉,Z旋轉,尺度變化K。要求得七參數就需要在一個地區需要3個以上的已知點,如果區域範圍不大,最遠點間的距離不大于30Km(經驗值),這可以用三參數,即X平移,Y平移,Z平移,而將X旋轉,Y旋轉,Z旋轉,尺度變化K視爲0,所以三參數只是七參數的一種特例。如果不考慮高程的影響,對于不同橢球體下的高斯平面直角坐標可采用四參數的相似變換法,即四參數(x平移,y平移,尺度變化m,旋轉角度α)。如果用戶要求的精度低于20米,在一定範圍(2*2)內,就直接可以用二參數法(ΔB,ΔL)或(Δx,Δy)修正。但在實際操作中,這也取決于選取的公共點是否合理,並保證其足夠的精度。

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