坐標轉(zhuǎn)換問題的詳細了解對于測量很重要,那么請和我一起來討論這個問題。
首先,我們要弄清楚幾種坐標表示方法。大致有三種坐標表示方法:大地坐標經(jīng)緯度和高程(B、L、H),空間直角坐標(X、Y、H),高斯平面坐標和高程(X、Y、H)。
我們通常說的WGS-84坐標是大地坐標經(jīng)緯度和高程這一種,北京54坐標是高斯平面坐標和高程這一種。
現(xiàn)在,再搞清楚轉(zhuǎn)換的嚴密性問題,在同一個橢球里的轉(zhuǎn)換都是嚴密的,而在不同的橢球之間的轉(zhuǎn)換是不嚴密的。舉個例子,在WGS-84坐標系和北京54坐標系之間是不存在一套轉(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。
那么,兩個橢球間的坐標轉(zhuǎn)換應(yīng)該是怎樣的呢?一般而言比較嚴密的是用七參數(shù)法,即X平移,Y平移,Z平移,X旋轉(zhuǎn),Y旋轉(zhuǎn),Z旋轉(zhuǎn),尺度變化K。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,如果區(qū)域范圍不大,最遠點間的距離不大于30Km(經(jīng)驗值),這可以用三參數(shù),即X平移,Y平移,Z平移,而將X旋轉(zhuǎn),Y旋轉(zhuǎn),Z旋轉(zhuǎn),尺度變化K視為0,所以三參數(shù)只是七參數(shù)的一種特例。在本軟件中提供了計算三參數(shù)、七參數(shù)的功能。
在一個橢球的不同坐標系中轉(zhuǎn)換需要用到四參數(shù)轉(zhuǎn)換,舉個例子,在深圳既有北京54坐標又有深圳坐標,在這兩種坐標之間轉(zhuǎn)換就用到四參數(shù),計算四參數(shù)需要兩個已知點。本軟件提供計算四參數(shù)的功能。
現(xiàn)在舉個例子說明:在珠江有一個測區(qū),需要完成WGS-84坐標到珠江坐標系(54橢球)的坐標轉(zhuǎn)換,整個轉(zhuǎn)換過程是這樣的:
本軟件使用說明:
本軟件采用文件化管理,用戶可以將一種轉(zhuǎn)換作為一個文件保存下來,下次使用時從文件菜單中選擇打開這個文件來調(diào)用所有已有的轉(zhuǎn)換參數(shù)。
實例一:
轉(zhuǎn)換要求:
用戶在一個佛山測區(qū)內(nèi)使用RTK GPS接收機接收了一些點的WGS-84的坐標,現(xiàn)在希望將其轉(zhuǎn)換為北京54和佛山坐標系下的坐標。用戶有佛山測區(qū)的一些控制點,這些控制點有WGS-84坐標,也有北京-54坐標也有佛山坐標。
分析:
WGS-84坐標和北京54坐標是兩個不同橢球間的坐標轉(zhuǎn)換,所以要求得三參數(shù)或七參數(shù),而北京54和佛山坐標都是同一個橢球,所以他們之間的轉(zhuǎn)換是地方坐標轉(zhuǎn)換,需要求得地方轉(zhuǎn)化四參數(shù),因為要求得到的北京54是平面坐標所以需要設(shè)置投影參數(shù)。:
步驟:
1. 新建坐標轉(zhuǎn)換文件,便于下次使用轉(zhuǎn)換是不用重新輸入,直接打開即可。
2. 設(shè)置投影參數(shù)。
3. 用一個已知點(WGS84坐標和北京54坐標),計算不同橢球轉(zhuǎn)換的三參數(shù)(或七參數(shù))。
4. 確定轉(zhuǎn)換參數(shù)。
5. 打開七參數(shù)轉(zhuǎn)換,完成WGS84到北京54的轉(zhuǎn)換。
6. 利用多個已知點(北京54坐標和佛山坐標),計算同一個橢球的地方坐標轉(zhuǎn)換(四參數(shù))。
7. 確定轉(zhuǎn)換參數(shù)
8. 同時打開七參數(shù)和四參數(shù)。完成WGS-84到佛山坐標的轉(zhuǎn)換。
實例二:轉(zhuǎn)換要求:
用戶在一個測區(qū)內(nèi)有一些點的北京54的坐標,現(xiàn)在希望將其轉(zhuǎn)換為國家80坐標。用戶有測區(qū)的一些控制點,這些控制點既有北京-54坐標也有國家80坐標。
文件轉(zhuǎn)換
用戶如果需要轉(zhuǎn)換的是一個文件里的所有的點,可以用文件轉(zhuǎn)換來完成。
1. 確定轉(zhuǎn)換關(guān)系:
按照上面的步驟完成1~8步的操作,這樣就確立了轉(zhuǎn)換關(guān)系,也就是說文件里所有的點都按照上面確定的轉(zhuǎn)換關(guān)系來完成轉(zhuǎn)換。
2. 確定轉(zhuǎn)換格式:
在主界面中選擇文件轉(zhuǎn)換,點擊格式按鈕。
新建格式:在名稱,擴展名中輸入相應(yīng)的內(nèi)容,然后自己選擇數(shù)據(jù)列表中的內(nèi)容并添加來確定格式,如果列表中沒有的就用其他來表示,完成后點擊完成新建。
選擇格式:在格式列表中選擇格式
文件轉(zhuǎn)換方式:轉(zhuǎn)換后的文件有三種方式,如原來的文件是C:File.txt文件,用戶選擇其中的一種,這樣轉(zhuǎn)換后就會根據(jù)這個方式來完成新建文件。卻省是在文件擴展名后+1,即轉(zhuǎn)換后會新生成一個C:File.txt1文件。
在上述工作完成后,單擊確定按鈕即可。
3. 選擇轉(zhuǎn)換文件并完成轉(zhuǎn)換
單擊瀏覽按鈕,打開文件選擇對話框,選擇文件并確定,在左邊會顯示文件,用戶單擊 =〉按鈕即可完成轉(zhuǎn)換,右邊會顯示出轉(zhuǎn)換后的文件名和路徑,用戶可以通過雙擊列表中的文件即可查看文件內(nèi)容。
實例三:
轉(zhuǎn)換要求:
用戶在番禹工作,要求完成從WGS-84到國家80的轉(zhuǎn)換,由于測區(qū)范圍比較大,需要進行七參數(shù)轉(zhuǎn)換。
注意:這個例子同樣適合于直接從WGS-84坐標轉(zhuǎn)換為地方坐標轉(zhuǎn)換。
分析:
首先分析坐標:因為七參數(shù)轉(zhuǎn)換模型的特點,要求轉(zhuǎn)換的坐標不能相差太大,
WGS-84的坐標為:023:09:33.6274 112:55:41.2119 62.536
國家80坐標為: 562589.8110 290115.8140 70.3590
用WGS-84不加任何參數(shù)轉(zhuǎn)化為平面坐標為:2562588.851341 390232.479605
可以看到 X的大數(shù)差-2000000 Y的大數(shù)差-100000
所以改變投影參數(shù)里的X,Y常數(shù)改正為
X常數(shù):0-2000000=-2000000Y常數(shù):500000-100000=400000
一、設(shè)置投影參數(shù)
二、計算七參數(shù)
選擇坐標轉(zhuǎn)換菜單下的“計算七參數(shù)“,打開如圖對話框
選擇好源坐標和目標坐標的類型,源坐標和目標坐標的橢球基準,輸入源坐標和目標坐標,點擊“增加“按鈕,就會將剛才的公共點坐標輸入到列表中,同樣的方法至少輸入三個已知點到列表中,點擊“計算“按鈕,就可以看到計算的結(jié)果,同時在”RMS”中會顯示使用這套參數(shù)後計算後每個點的坐標中誤差,如果發(fā)現(xiàn)誤差過大,可能坐標中有輸入錯誤的,這時可以通過在列表中選擇不同的站點計算,直到滿意為止。完成后點擊“確定“按鈕。
三、七參數(shù)設(shè)置
單擊“確定“按鈕即可設(shè)置好了七參數(shù)
四、完成轉(zhuǎn)換
選擇“七參數(shù)轉(zhuǎn)換“打鉤,就可以完成了,完成后點擊保存,下次就可以使用同樣的參數(shù)。
上述的方法同樣適合于從WGS-84直接轉(zhuǎn)換為地方坐標,關(guān)鍵是確定好投影參數(shù)的X,Y常數(shù)。