坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換軟件COORD進行測量坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換

摘要：坐標(biāo)轉(zhuǎn)換在測繪工程中經(jīng)常會用到，特別是在處理原始數(shù)據(jù)的時候，在這里以COORD坐標(biāo)轉(zhuǎn)換軟件為例，談一談如何進行兩個坐標(biāo)橢球系之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，也就是求取七參數(shù)。

關(guān)鍵字： 坐標(biāo)系 七參數(shù)

一．COORD軟件介紹

COORD 4.1坐標(biāo)轉(zhuǎn)換軟件(其它版本可能有問題) ，是一個免費的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換軟件,也是測繪人常備的一個工具之一。在此感謝COORD的作者Jerry。

在下邊的時間里，就給大家演示一下該軟件在通過三個以上已知點計算七參數(shù)時的一些操作。

圖１：軟件界面

1.1 參數(shù)的分類

1.1.1 三參數(shù)

即 X 平移， Y 平移， Z 平移

只需一個已知點即可。適用于小范圍內(nèi)使用，不同橢球間可以互轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)換后的坐標(biāo)系方向與源坐標(biāo)系方向一致，只有當(dāng)源坐標(biāo)系與當(dāng)前坐標(biāo)系的方向一致或在精度范圍內(nèi)才可使用。

1.1.2 四參數(shù)

即 X 平移， Y 平移，坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)，投影比例

需兩個已知點,在高程精度不高的情況下使用，因為在四參數(shù)中，沒有高程改正參數(shù)，在實際的測量中，會加上三參數(shù)中的高程改正參數(shù)或利用高程擬后來得到較高精度的高程。

四參數(shù)屬于同一橢球下的轉(zhuǎn)換，當(dāng)源坐標(biāo)系與當(dāng)前坐標(biāo)系不一致時，如將WGS84經(jīng)緯度轉(zhuǎn)換到北京54坐標(biāo)系，一般會利用以下的轉(zhuǎn)換原理。

源坐標(biāo)系： WGS84坐標(biāo)系目標(biāo)坐標(biāo)系：北京54坐標(biāo)系(地方坐標(biāo))

或

由于四參數(shù)中，沒有高程改正，如果需要高程精度較高的用戶，需再計算高程改正參數(shù)，高程改參數(shù)根據(jù)所使用已知點的數(shù)量又分為多種參數(shù)：

1~2個高程已知點時，即Z平移，在使用中即為三參數(shù)中的Z平移參數(shù)；

3~4個高程已知點時，采用高程擬合中的平面擬合參數(shù)；

6~7個高程已知點時，采用高程擬合中的曲面擬合參數(shù)。

在一般使用過程中，高程擬合參數(shù)可根據(jù)輸入已知點的個數(shù)自動或手動選擇計算各參數(shù)。

1.1.3 七參數(shù)

X 平移， Y 平移， Z 平移， X 旋轉(zhuǎn)（WX）， Y 旋轉(zhuǎn)（WY）， Z 旋轉(zhuǎn)（WZ），尺度變化（DM ）。

需要三個點以上。

七參數(shù)屬于不同橢球下的轉(zhuǎn)換，適用于大范圍，一般RTK的使用中，在做完控制靜態(tài)測量后，可直接使用靜態(tài)平差結(jié)果里的數(shù)據(jù)進行參數(shù)的計算，部分軟件會旋轉(zhuǎn)角度，比如南方RTK所使用的“工程之星”中，對于七參數(shù)就要求旋轉(zhuǎn)角度不能大于10秒，否則只能用四參數(shù)+高程擬合參數(shù)。

二．COORD實例

在這里，我們以國家80坐標(biāo)系和北京54坐標(biāo)系進行參數(shù)的計算，它們是屬于不同橢球系間的轉(zhuǎn)換，在不同的橢球之間的轉(zhuǎn)換都是不嚴(yán)密，因此不存在一套轉(zhuǎn)換參數(shù)可以全國通用的，在每個地方會不一樣，因為它們是兩個不同的橢球基準(zhǔn)。那么，兩個橢球間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，一般而言比較嚴(yán)密的是用七參數(shù)布爾莎模型，即 X 平移， Y 平移， Z 平移， X 旋轉(zhuǎn)（WX）， Y 旋轉(zhuǎn)（WY）， Z 旋轉(zhuǎn)（WZ），尺度變化（DM ）。要求得七參數(shù)就需要在一個地區(qū)需要 3 個以上的已知點。

2.1 坐標(biāo)系共點坐標(biāo)數(shù)據(jù)

表１：示例數(shù)據(jù)

2.2 投影參數(shù)

投影方式:高斯－克呂格３度帶;中央子午線:117度

2.3 計算七參數(shù)

2.3.1 求北京54 坐標(biāo)系--> 國家80坐標(biāo)系的七參數(shù)

根據(jù)兩個已有坐標(biāo)（例3個）求七參數(shù)；在操作之前必須先將中央子午線必須先輸好；

圖2：投影參數(shù)設(shè)置

輸入兩個坐標(biāo)系三個或三個以上相對應(yīng)的坐標(biāo)，輸入完后點擊“計算”可以看到其中的點位精度，當(dāng)點擊“確定”時，軟件將自動將七參數(shù)設(shè)置好。

圖３：已知數(shù)據(jù)的輸入

注意：請注意橢球的選擇順序，如果我們要計算北京54->國家80,在此軟件中,這里的源坐標(biāo)應(yīng)該是國家80坐標(biāo)系，反之亦反。

接下來就是選中“七參數(shù)轉(zhuǎn)換”，設(shè)定轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系�？梢圆榭摧敵龅闹�，這個值一定就是我們所需的，我們可以返回我的剛計算的七參數(shù)，看是否正確。

圖4：單點轉(zhuǎn)換

檢查數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)正確無誤，可以使用；在計算過程中，我們可以隨時保存我們的設(shè)置信息，下次使用這個轉(zhuǎn)換時不用再輸入七參數(shù)；也可以先記下七參數(shù)，用時再輸入設(shè)置。

這里我們只用到了單點轉(zhuǎn)換，當(dāng)數(shù)據(jù)比較多時，我們可以使用“文件轉(zhuǎn)換”功能先將我們需轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)輸入到記事本中，并給點點號，確認(rèn)XYZ的位置，在這一項里，我們可以按剛輸入記事本的的格式，在此定義好。此功能比較簡單，可以自己看看。

2.3.2 國家80 --> 北京54

操作步驟和（北京54--> 國家80）差不多一致，只是在計算“七參數(shù)時”順序相反，

當(dāng)我們要將國家80為北京54時，輸入的源坐標(biāo)應(yīng)該是54坐標(biāo)系，所以在這里，大家一定要注意。

圖５：已知數(shù)據(jù)的輸入

圖6 單點計算

三．小結(jié)

現(xiàn)在使用coord的版本是4.1，可能在以前的版中，有些功能沒有，但計算的方法都是一樣的，同樣也可以轉(zhuǎn)換，有時，只是我們操作過程中沒有注意和總結(jié)而也。現(xiàn)在我就把我的經(jīng)驗告訴大家，大家可以放心使用此軟件，它完全可以勝任我們工作中的需要。