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测绘工程中坐标转换的几点思考

  • 投稿vior
  • 更新时间2015-09-16
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秦江霞QIN Jiang-xia

(廊坊天众土地咨询服务有限公司,廊坊065000)

摘要院根据作者的实践经验,提出了坐标转换的几种方法,对于实际工作有借鉴意义。

教育期刊网 http://www.jyqkw.com
关键词 院坐标转换;高斯投影;测绘工程

中图分类号院P2 文献标识码院A 文章编号院1006-4311(2015)27-0223-03

0 引言

在测绘工程中,由于历史原因,当前的测绘成果中出现了54 坐标系成果、80 坐标系成果还有地方坐标系的成果,不同的应用要求下会经常涉及坐标转换的问题。在实际的测绘工作中,由于高斯投影分带和投影高程面的不同,使得我们使用的坐标成果存在一定程度的变形,对测绘技术的应用造成许多不便,现根据笔者在实践中遇到的投影变形问题总结如下,并提出解决问题的办法,以便在实践中积累更多的经验。

1 高斯投影的概念

高斯投影是德国测量学家高斯于1825-1830 年首先提出的,1912 年,由克吕格提出实用的投影公式后,才得以推广。投影的含义是:有一个椭圆柱面横套在地球椭球体外,并与某一条子午线(中央子午线)相切,用一定的投影方法将中央子午线两侧一定经差范围内的地区投影到椭圆柱面上,再将此面展开即为投影面。高斯投影是正形投影,投影后角度不变,投影后的长度变形与方向无关。

2 几种常用的坐标系及坐标转换流程

2.1 地心坐标系:原点O 与地球质心重合,Z 轴指向北极,X 轴指向格林尼治平均子午面与地球赤道的交点,Y轴垂直于XOZ 平面构成右手系。

2.2 1954 年北京坐标系:原点在原苏联的普尔科沃,椭球为克拉索夫斯基椭球。

2.3 1980 西安坐标系:原点在西安市以北的泾阳县永乐镇,椭球为1975 国际椭球。

2.4 新1954 年北京坐标系:1954 年北京坐标系与1980 西安坐标系的过渡坐标系,改变椭球的几何参数并平移坐标原点,保持坐标轴平行。

2.5 坐标转换流程详见图1。

3 应用中的几个问题

3.1 1954 年北京坐标系转换为1980 西安坐标系方法一:七参数法:用测区外围及中间均匀分布的4-5 个有54 系坐标和80 系坐标的控制点,计算7 个转换参数:DX、DY、DZ、WX、WY、WZ、K,用计算得出的转换参数进行坐标转换计算,目前常用的转换程序为:清华山维EPSNAS2008 智能图文网平差程序,其操作界面如图2。

用七参数法进行坐标转换时,首先要选择好所需的控制点,一般6 个为宜,最后,确定4 个残差小的控制点作为最后计算参数的控制点,把这四个点的54 系坐标输入如图2 中的源坐标栏,80 坐标输入目标坐标栏,照图2 所示设置好相关项后,点击参数计算,即可把七参数计算出来,并显示在屏幕上方。七参数计算出后,点击坐标转换,如图3 所示,即可进行坐标转换计算。

方法二:由于全国大部分地区都具有54 系和80 系两套成果,可以先把两套成果分别生成DLG 电子文件,把地形图插入到54 系的DLG 中,把此DLG 文件与80 系DLG文件进行套合,利用同名控制点进行平移和旋转,这样,就把54 系成果转换成80 系成果。

针对廊坊市的具体情况,本市有1996 年的三等控制点,均有54 系和80 系成果,覆盖全市,利用此控制网进行了全市54 系向80 系的图形转换,经检验,成果满足要求,无论在土地勘测,地形图修测,工程放样中,都取得了很好的效果,实践证明这一方法是可行的。

3.2 地方坐标向54 系坐标转换的问题

市开发区的坐标成果为开发区任意平面直角坐标系,而市区为1954 年北京坐标系,由于坐标系统不统一,给使用者造成了极大的不便,对此,我们采用了以下方法进行坐标转换:

3.3 高程面归算改正

高斯坐标归算到某一高程面后,归算后与归算前的长度比为:K=1-HM/RA+HM2/RA2

HM 为归算边高出参考椭球面的平均高程,RA 为归算边方向参考椭球法截弧曲率半径:

4 测绘结果

运用上述公式计算出图5 所示的X、Y 方向的差值,据此求得坐标值之差驻x 和驻y(如表1 所示),最后通过计算确定30km 与40km 时X、Y 的坐标值计算结果。从这个意义上讲, 采用不同距离由坐标移动转换法所确定的坐标,在距离变化较小(小于10km)时,可以认为所转换的坐标是惟一的,所得的坐标值为工程施工提供了一个准确、客观的测绘参数,并且很好的适应了高斯投影分带和投影高程面的不同要求,也解决了引言所提到的坐标成果变形的问题。

5 结语

坐标转换问题是我们现在在测绘活动中经常遇到的问题,也一个系统性、常规性的问题。尤其是测量控制点的坐标转换,关系到后续测绘工作的成败和成果精度,这就需要我们根据各地实际情况,具体问题具休分析,采取切实可行的措施,在实践中不断积累经验,增强沟通与协调,圆满解决问题。