常用手持式GPS三参数计算

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[摘 要 ]GPSD定位技术已经被广泛应用,但由于GPS观测是基于以地球质点为原点的空间直角坐标系,而对于国内采样的北京54坐标系或西安80坐标系而言,就需要解决如何将WG84坐标转换为北京54坐标系或西安80坐标系的问题.

[关键字]GPS 坐标转换 三参数

[中图分类号] P228.4 [文献码] C [文章编号] 1000-405X（2013）-4-147-1

1.前言

作为尖端技术GPS,能方便快捷性地测定出点位坐标,无论是操作上还是精度上,比全站仪等其他常规测量设备有明显的优越性,能够满足国土资源调查、土地利用更新、遥感监测、海域使用权清查等工作的应用.在一般情况下,我们使用的是1954年北京坐标系或1980年西安坐标系（以下分别简称54系和80系）,而GPS测定的坐标是WGS-84坐标系坐标,需要进行坐标系转换.对于非测量专业的工作人员来说,虽然GPS定位操作非常容易,但坐标转换则难以掌握.就地质行业来说实际野外主要应用的是WG84坐标系转换为北京54 坐标系.由此可见,必须将WGS-84坐标进行坐标系转换才能供标图使用. 坐标系之间的转换一般采用七参数法或三参数法,其中七参数为X平移、Y平移、Z平移、X旋转、Y旋转、Z旋转以及尺度比参数,若忽略旋转参数和尺度比参数则为三参数方法,三参数法为七 参数法的特例.

在实际工作中我们常用的是平面直角坐标,是否可以跳过空间直角坐标系,省略复杂的运算,进行简单转换呢?为此,笔者进行了长期的实践,证明是可行的.其在原理是：不把GPS所测定的WGS-84坐标当作WGS-84坐标,而是当作具有一定系统性误差的54系坐标值,然后通过国家已知点纠正,消除该系统误差.我们暂把该方法称作坐标改正法,本文结合HDS2003数据处理软件包中对WG84坐标系转换为54 坐标系的转换方法做详细的叙述!

在HDS2003数据处理软件包中,

（1）启动“坐标转换”即如图1画面

WGS84坐标输入相应位置,“坐标转换”处选“七参数转换”其它如图所选,点下面“坐标转换”北京54坐标就计算出来了.

（2）“设置”→“地图投影”→“高斯6度带投影” →“子午线设置成工作所在地的值” →“确定”.

（3）“设置”→“计算三参数”把刚才计算的北京54坐标和WGS84坐标输入相应位置,→“确定.”即出现下面的数据框,即要计算的GPS参数值（需要说明的是结果前加“-”号即计算结果是正数变为负数,负数变为正数）向有关部门收集所在工作区内已知点（只要一个控制点）的WGS84坐标系经纬度坐标,以及同点的北京54（或西安80）坐标系中的直角坐标,即可进行本软件操作了.

如果收集控制点确实很困难,在不严谨的情况下,用手持GPS在工作区内某点上设置在WGS84状态下长时间观察读数,取平均值,获取WGS84经度、纬度、高程.北京54（或西安80）坐标你再想办法得到（你那已经有测量成果了就好说,如果还没开展测量的话,你就得在大比例尺图上读坐标,越精确越好）,也能解决问题,但这个办法不推荐使用,你把求得的参数在其它地貌特征点上检验一下是否提高了定点精度,没提高的话,请重复几次,直到符合定点精度要求.

2.小结

坐标系统的转换在地质测量与工程测量中有着广泛应用,坐标系统间的转换方法多种多样,本文应用HDS2003数据处理软件实现了坐标系统之间的转换.了解这些坐标系统间转换的原理和方法对我们开展地质工作具有十分重要的意义.