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。这里的X、Y、Z是空间大地直角坐标系坐标,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。下面以WGS-84坐标转换成54系坐标为例,介绍数据处理方法:
首先,在测区附近选择一国家已知点,在该已知点上用GPS测定WGPS-84坐标系经纬度B和L,把此坐标视为有误差的54系坐标,利用54系EXCEL将经纬度BL转换成平面直角坐标X’Y’,然后与已知坐标比较则可计算出偏移量:
△ X=X-X’ △ △Y=Y-Y’
△ 式中的X、Y为国家控制点的已知坐标,X’、Y’为测定坐标,△X和△Y为偏移量。
△ 求得偏移量后,就可以用此偏移量纠正测区内的其他测量点了。把其他GPS测量点的经纬度测量值,转换成平面坐标X’Y’,在此XY坐标值上直接加上偏移值就得到了转换后的54系坐标: △ X=X’+△X
△ Y=Y’+△Y
△ 在上述EXCEL计算表的最后两列,附加上求得的改正数并分别与计算出来的XY相加后,即得到转换结果。就1:1万比例尺成图而言,在一般的县行政区范围内(如40Km×40Km),用此简单的坐标改正法进行转换与较复杂的七参数法没有多大差别。能否满足1:1万比例尺变更调查的要求,主要取决于GPS接收机本身的精度,与转换方法的选择关系不大。当面积较大时,使用该方法可能会使误差增大,这时可考虑分区域转换。
△ 西安80坐标系与北京54坐标系其实是一种椭球参数的转换作为这种转换在同一个椭球里的转换都是严密的,而在不同的椭球之间的转换是不严密,因此不存在一套转换参数可以全国通用的,在每个地方会不一样,因为它们是两个不同的椭球基准。
△ 那么,两个椭球间的坐标转换,一般而言比较严密的是用七参数布尔莎模型,即 X 平移, Y 平移, Z 平移, X 旋转(WX), Y 旋转(WY), Z 旋转(WZ),尺度变化(DM )。要求得七参数就需要在一个地区需要 3 个以上的已知点。如果区域范围不大,最远点间的距离不大于 30Km(经验值 ) ,这可以用三参数,即 X 平移, Y 平移, Z 平移,而将 X 旋转, Y 旋转, Z 旋转,尺度变化面DM视为 0 。
△ 方法如下(MAPGIS平台中):
△ 第一步:向地方测绘局(或其它地方)找本区域三个公共点坐标对(即54坐标x,y,z和80坐标x,y,z); △ 第二步:将三个点的坐标对全部转换以弧度为单位。(菜单:投影转换/输入单点投影转换,计算出这三个点的弧度值并记录下来)
△ 第三步:求公共点求操作系数(菜单:投影转换/坐标系转换)。如果求出转换系数后,记录下来。
第四步:编辑坐标转换系数。(菜单:投影转换/编辑坐标转换系数。)最后进行投影变换,“当前投影”输入80坐标系参数,“目的投影”输入54坐标系参数。进行转换时系统会自动调用曾编辑过的坐标转换系数。 △ 3 结论
△ 在使用GPS测量中,外业的观测简单、快捷,内业数据的计算可以通过相应的软件直接得到WGS-84的坐标。为了将其转换为常用的BJ-54或XA-80坐标,常常使测量人员比较棘手。本文论述了用EXCEL进行坐标转换的方法,在小测区面积范围内可以直接使用,在大测区面积范围内分区使用,给测量的计算带来了很大的方便。