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贵州GPS浅谈GPS丈量常用坐标体系

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贵州GPS浅谈GPS丈量常用坐标体系

发布日期:2020-05-06 作者: 点击:

贵州GPS浅谈GPS丈量常用坐标体系

一、GPS丈量常用坐标体系及投影


一个完整的坐标体系是由坐标系和基准两方面要素所构成的。坐标系指的是描绘空间方位的表达形式,而基准指的是为描绘空间方位而定义的一系列点、线、面。在大地丈量中的基准一般是指为确认点在空间中的方位,而选用的地球椭球或参阅椭球的几许参数和物理参数,及其在空间的定位、定向方式,以及在描绘空间方位时所选用的单位长度的定义。大地基准面是运用特定椭球体对特定地区地球表面的逼近,每个国家或地区均有各自的大地基准面,因而相对同一地理方位,不同的大地基准面,它们的经纬度坐标是有差异的。基准面是在椭球体基础上树立的,但椭球体不能代表基准面,相同的椭球体能定义不同的基准面。


1、 坐标体系的分类


1.1、空间直角坐标系


空间直角坐标系的坐标系原点坐落参阅椭球的中心,Z轴指向参阅椭球的北极,X轴指向开始子午面与赤道的交点,Y轴坐落赤道面上,且按右手系与X轴呈90°夹角。某点在空间中的坐标可用该点在此坐标系的各个坐标轴上的投影来表示。


1.2、空间大地坐标系


空间大地坐标系是选用大地经度(L)、大地纬度(B)和大地高(H)来描绘空间方位的。纬度是空间的点与参阅椭球面的法线与赤道面的夹角,经度是空间中的点与参阅椭球的自转轴所在的面与参阅椭球的开始子午面的夹角,大地高是空间点沿参阅椭球的法线方向到参阅椭球面的间隔。


1.3、平面直角坐标系


平面直角坐标系是运用投影改换,将空间坐标(空间直角坐标或空间大地坐标)经过某种数学改换映射到平面上,这种改换又称为投影改换。投影改换的办法有许多,如UTM投影,在我国选用的是高斯-克吕格投影,也称为高斯投影。

GPS丈量常用坐标系    


3.1、WGS-84


WGS-84坐标系是目前GPS所选用的坐标体系, WGS-84坐标系的坐标原点坐落地球的质心,Z轴指向BIH1984.0定义的协议地球极方向,X轴指向BIH1984.0的启始子午面和赤道的交点,Y轴与X轴和Z轴构成右手系。

二、坐标体系的转化办法


GPS定位结果归于协议地球地心坐标系,即WGS-84坐标系,而我们运用的丈量效果是国家参心坐标系,需要进行坐标系转化。


贵州GPS在相同的基准下,空间直角坐标系与空间大地坐标系间的转化,在GPS实际丈量中意义不大。空间坐标系与平面直角坐标系间的转化(高斯正反算),只要正确设置参阅椭球的长半轴和扁率、中央子午线的度数及变形系数(高斯投影中央子午线变形系数为1)、北(0)东(500000)偏移值,一般GPS丈量仪器自带软件都可自行完成。这里不再赘述,现仅就GPS丈量中常见坐标转化问题介绍如下。

1、静态丈量中的坐标转化


常规办法是GPS待测点与已知地方坐标控制网基线联测(基线越短越好),经过网平差求解GPS待测点的地方坐标。确认转化方程的关键是依据三个以上已知参阅点(两类坐标系的坐标值都确认)用小的二乘法求解转化参数,常用布尔莎(Bursa)7参数法进行。

2、 动态丈量中的坐标转化


2.1、已知点有地方坐标但无WGS84坐标


已知控制点只有地方坐标(北京54或西安80),可选用的办法是联测控制点, 获得已知点WGS84坐标,求解转化参数。

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