坐标系转换及点校正

坐标系转换及点校正

一、坐标系转换的意义及通用方法：

在绝大部分测量工作中，都使用国家坐标系统（北京54坐标、西安80坐标）或地方坐标系“测量点”的操作。在“测量点”里 ，“点名称”GPS 观测的已知点和国家的三角已知点，如同时不能和键入的已知点的名称一样，否 则会把已知点覆盖，测量时采用，地形点进行观测即可； c) 进行点校正：点击“测量”→“点校正” 6、如果有3 个以上的点作点校正，检查一下水平残差和垂直残差的数值，看其是否满足用户6378140±5m，短半轴6356755.2882m，扁率 WGS84 ： World Geodetic System 1984，称为1984年世界大地坐标系统。其是为GPS全球定使用的话，检核的时候水平残差有可能会很大的； 1/298.25722101。

统，而 GPS 测量结果是基于 WGS84 （World →“添加”，在“网格点名”里选择一个已知点的的测量精度要求，如果残差太大，残差不要超过2 位系统使用而建立的坐标系统。其几何意义是：

Geodetic System 1984）的坐标系统，所以在进行一项新的任务之前，必须要做点校正，以求出两种坐标系统的转换参数。

坐标系统之间的转换可以利用现有的七参数或三参数，也可以利用华测测地通软件进行点校正求四参数和高程拟合。

二、点校正的几类典型：

单点校正：利用一个点的 WGS84坐标和当地坐标可以求出3个平移参数，旋转为零，比例因子为1。在不知道当地坐标系统的旋转、比例因子的情况下，单点校正的精度无法保障，控制范围更无法确定。因此建议尽量不要使用这种方式。 两点校正：可求出3个坐标平移参数、旋转和比例因子，各残差都为零。比例因子至少在0.9999***至1.0000****之间，超过此数值，精度容易出问题或者已知点有问题；旋转的角度一般都比较小，都在度以下，如果旋转上百度，就要注意是不是已知点有问题

三点校正：三个点做点校正，有水平残参，无垂直残差。 四点校正：四个点做点校正，既有水平残参，也有垂直残差。

三、点校正的具体操作：（计算转换参数） a) 先在“键入”→“点”里输入已知点的当地平面坐标；如果有已知点的 WGS84 经纬度坐标也要一起输入，并且可以跳过下一个步骤，直接转到步骤 c）；

b) 如果没有已知点的 WGS84 经纬度坐标，

就需要把流动站放在已知点上，对中整平，进行 当地平面坐标，点击“确定”，然后在“GNSS 点名”里选择同一个已知点的经纬度坐标，点击“确定”，可以在“使用”里根据需要选择只有水平的校正或者水平和垂直的校正都应用，再点击“接受”即完成一个点的点校正，如果需要继续校正， 重复这个步骤即可；

d) 所有的校正点都增加完毕以后，点击“应用”，这样整个点校正的操作就完成了 。

四、点校正时的注意事项：

1、已知点最好要分布在整个作业区域的边缘，能控制整个区域，并避免短边控制长边。例如，如果用四个点做点校正的话，那么测量作业

的区域最好在这四个点连成的四边形内部； 2、一定要避免已知点的线形分布。例如，如果用三个已知点进行点校正，这三个点组成的三角形要尽量接近正三角形，如果是四个点，就要尽量接近正方形，一定要避免所有的已知点的分布接近一条直线，这样会严重的影响测量的精度，特别是高程精度；

3、如果在测量任务里只需要水平的坐标，不需要高程，建议用户至少要用两个点进行校正，但如果要检核已知点的水平残差，那么至少要用三个点；如果既需要水平坐标又需要高程，建议用户至少用三个点进行点校正，但如果要检核已知点的水平残差和垂直残差，那么至少需要四个点进行校正；

4、注意坐标系统，中央子午线，投影面（特别是海拔比较高的地方），控制点与放样点是否是一个投影带；

5、 已知点之间的匹配程度也很重要，比如

厘米，如果太大先检查已知点输入是否有误，如果无误的话，就是已知点的匹配有问题，要更换已知点了；

7、对于高程要特别注意控制点的线性分布（几个控制点分布在一条线上），特别是做线路工

程，参与校正的高程点建议不要超过2个点（即在校正时，校正方法里不要超过两个点选垂直平差的）。

8、如果一个区域比较大，控制点比较多，要分区做校正，不要一个区域十几个点或更多的点全部参与校正。

9、注意一个区域只做一次点校正即可，后面的再测量只需要重设当地坐标即可。

附加阅读

1954北京坐标系：将我国大地控制网与苏联1942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。它是是采用苏联克拉索夫斯基椭圆体，在1954年完成测定工作的。它实质上是

由原苏联普尔科沃为原点的1942年坐标系的延伸。因其为平面坐标系统（高程采用黄海高程），无法准确定位空间位置。北京54坐标系，属参心坐标系，长轴6378245m，短轴6356863，扁率1/298.3；

1980西安坐标系：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。基准面采用青岛大港验潮站1952－1979年确定的黄海平均海水面（即1985国家高程基准）。西安80坐标系，属参心坐标系，长半轴坐标系的原点位于地球质心，z轴指向（国际时间局）BIH1984.0定义的协议地球极(CTP)方向，x轴指向BIH1984.0的零度子午面和CTP赤道的交点，y轴通过右手规则确定（Y轴与Z轴、X轴垂直构成右手坐标系）。

坐标系转换：WGS-84地心坐标系可以与1954北京坐标系或1980西安坐标系等参心坐标系相互转换，其方法之一是：在测区内，利用至少3个以上公共点的两套坐标列出坐标转换方程，采用最小二乘原理解算出7个转换参数就可以得到转换方程。其中7个转换参数是指3个平移参数、3个旋转参数和1个尺度参数。

右手（直角）坐标系（左手坐标系）：坐标系中，右手拇指、食指、中指（与掌心成90度）互成90度伸展出，让右手拇指指向x轴的正方向，食指指向y轴的正方向，如果中指能指向z轴的正方向，则称这个坐标系为右手直角坐标系．同理左手直角坐标系。

大地坐标系：以参考椭球中心为原点、起始子午面和赤道面为基准面的地球坐标系。简言之，就是大地测量中以参考椭球面为基准面建立起来的坐标系。地面点的位置用大地经度、大地纬度和大地高度表示。大地坐标系的确立包括选择一个椭球、对椭球进行定位和确定大地起算数据。一个形状、大小和定位、定向都已确定的地球椭

球叫参考椭球。参考椭球一旦确定，则标志着大地坐标系已经建立。大地坐标系亦称为地理坐标系。它是大地测量的基本坐标系，其大地经度L、大地纬度B和大地高H为此坐标系的3个坐标分

量。它包括地心大地坐标系和参心大地坐标系。