坐标系转换步骤以及公式.docx

一、各坐标系下椭球参数WGS84大地参数北京54大地参数西安80大地参数参考椭球体：WGS84长半轴：6378137短半轴：6356752.3142扁率：1/298.257224参考椭球体：Krasovsky_1940长半轴：6378245短半轴：6356863.0188扁率：1/298.3参考椭球体：IAG75长半轴：6378140短半轴：6356755.2882扁率：1/298.257000二、WGS84转北京54一般步骤（转80一样，只是椭球参数不同）前期工作：收集测区高等级控制点资料。在应用手持GPS接收机观测的区域内找出三个以上分布均匀的等级点（精度越高越好）或GPS“B”级网网点，点位最好是周围无电磁波干扰，视野开阔，卫星信号强。并到测绘管理部门抄取这些点的54北京坐标系的高斯平面直角坐标（x、y）,大地经纬度（B、1.）,高程h,高程异常值g和WGS-84坐标系的大地经纬度（B、1.）,大地高H。如果没有收集到WGS-84下的大地坐标，则直接用手持GPS测定已知点B、1.、H值。转换步骤：1、把从GPS中接收到84坐标系下的大地坐标（经纬度高程B、1.,H,其中B为纬度，1.为经度，H为高程），使用84坐标系的椭球参数转换为84坐标系下的地心直角坐标（空间坐标）：1.-en2F2cos2S+b2sin2FX=(N+H)cosBcos1.F=(Z+H)cosBSin1.Z=N(1.-e2)+HsinF式中，N为法线长度，a为椭球长半径，b为椭球短半径，e=卫士为第a一偏心率。2、使用七参数转换为54坐标系下的地心直角坐标（x,y,z）：x=x+k*X-*Z+*Y+Xy=y+k*Y+a*Z-*X+Yz=z+k*Z-a*Y+*X+Z其中，ax,y,az为三个坐标方向的平移参数；,Y为三个方向的旋转角参数；k为尺度参数。（采用收集到的控制点计算转换参数，并需要验证参数）在小范围内可使用七参数的特殊形式即三参数，即k、a、B、Y都等于O,变成：X=x+Xy=y+Yz=z+Z3、根据54下的椭球参数，将第二步得到的地心坐标转换为大地坐标（B54,1.54,H54）tanB=H =Z+Ne2sinByX2+Y2PNcosB计算B时要采用迭代，推荐迭代算法为:ZtanB0=.yX2÷Y2<Zae2tanBtanBt=/+.=X2+Y2（X2+r2）1.÷（1-e2）tan2Bt.1、tanBn因tanBn_14、根据工程需要以及各种投影（如高斯克吕格）规则进行投影得到对应的投影坐标，即平面直角坐标。（投影正算）三、北京54转WGS84一般步骤（80转84一样，只是椭球参数不同）1、将所有点的BJ54高斯平面直角坐标（x,y）化算为大地坐标（B,1.）。（投影反算）2、顾及水准高h后将三维大地坐标（B,1.,h）,按54椭球参数化算为地心直角坐标（X,Y,Z）o（公式同上面第一步）3、根据公共点求转换七参数或多项式拟合系数并将54下的（X,Y,Z）转为84下的（X,Y,Z）°（公式同上面第二步）.4、将转换后的三维直角坐标WGS84XYZ化算为大地坐标WGS-84（B1.H）。（公式同上面第三步）5、引入基于WGS-84椭球的高程异常值由水准高求得基于WGS-84椭球的大地高Ha6、用大地高H代替第四步中获得的高程。四、54与80之间的转换是两种不同椭球参数之间的转换，一般采用7参数进行转换。首先采用54下和80下的同名控制点坐标求得七参数，验证后采用七参数对所有坐标进行转换，转换公式如同（二里面的第2步）。