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GNSS-RTK!"8換参+分析郭凯（自然资源部第四地形测量队,黑龙江哈尔滨150025）摘要由于GNSS-RTK测量得到的坐标为WGS-84地心坐标系下的大地坐标（B,L,H）,而我国工程建设使用的坐标为CGCS2000坐标系下的平面坐标或区域独立平面直角坐标，这就需要通过一定的方法实现两个坐标系间的转换;将WGS-84椭球下的坐标转为CGCS2000坐标系下的坐标一般采用“布尔莎七参数模型”或“莫洛登斯基三参数模型”;椭球之间或一个椭球下的两种不同平面坐标的转换通常采用“二维四参数模型”;GNSS测量得到的大地高转换为1985国家高程（正常高）一般使用“高程拟合法”完成。
文章阐述了坐标转换的相关理论并结合工程实际对GNSS-RTK坐标转换精度进行分析。
关键词GNSS-RTK；七参数；四参数；高程拟合;精度分析中图分类号P24文献标识码B文章编号2095-6319（2020）02-0025-030■引言GNSS-RTK测量方式采用载波相位差分实时动态相对定位技术，能够全天候快速地获取地球表面点的空间坐标，其定位精度能够达到厘米级。
相对传统的全站仪等测量仪器,GNSS-RTK作业方法测站间不需要通视，可以全天候作业，单人作业极大地提高了工作效率。
GNSS-RTK观测的三维坐标（B,L,H）为基于WGS-84地心坐标下的大地坐标，需要将其转换为当地坐标供工程用，测量业采用的参考椭球为CGCS2000地心椭球，所以WGS-84坐标向CGCS2000坐标转换是不同基准之间的转换。
#■坐标转换数学模型两种不球坐标间的转换范围较大时一般采用,范围较时采用基三参两种不面坐标（x,y）转换采用,GNSS测大地高（H）高（h）转换采用“高程 。
1.1布尔莎七参数模型用于大范围的不同地球椭球基准下的大地坐标统间点位坐标转换叭两空间坐标动点三T x,Ty, T z,的两空间坐标系坐标不同，三转参数R X,R,R Z,为了使两坐标统一,需乘以D。
基于VBA平台的七参数法坐标系统转换程序设计作者：张伟陈绿杰张银格葛虎胜李新锋来源：《中国科技纵横》2013年第18期【摘要】本文研究坐标系之间的坐标转换方法，特别是空间直角坐标系之间的坐标转换。
通过详细研究1954北京坐标系和1980国家大地坐标系之间的相互转换方法，例如欧勒角、三参数法、七参数法及多项式回归模型等，通过Excel2007 VBA平台来实现坐标系转换过程中的参数求取、精度估算，坐标转换等工作。
【关键词】 1954北京坐标系 1980国家大地坐标系坐标系间转换 VBA1 坐标转换概述坐标转换是空间实体的位置描述，是从一种坐标系统变换到另一种坐标系统的过程。
通过建立两个坐标系统之间一一对应关系来实现。
是各种比例尺地图测量和编绘中建立地图数学基础必不可少的步骤。
在测量中，有两种意义的坐标转换，一是地图投影变换，即从一种地图投影转换到另一种地图投影，地图上各点坐标均发生变化；另一是量测系统坐标转换，即从大地坐标系到地图坐标系、数字化仪坐标系、绘图仪坐标系或显示器坐标系之间的坐标转换。
2 坐标系统转换方法概述2.1 不同空间直角坐标系间的转换2.1.1 欧勒角高等数学解析几何中，关于空间直角坐标系的转换，包括坐标轴的平移和坐标轴的旋转，坐标轴的三个旋转角叫欧勒角。
对于不同的空间直角坐标系与，设它们的原点一致，相应的坐标轴互不平行，其欧勒角分别为。
按以下步骤，将转换为。
2.1.2 三参数法设两个空间直角坐标系分别为O1-X1Y1Z1与O2-X2Y2Z2，它们的原点不一致，相应的坐标轴相互平行，则有：三参数坐标转换公式是在假设两坐标系间各坐标轴相互平行，轴系间不存在欧勒角的条件下得出的，实际应用中，因为欧勒角不大，可以用三参数公式近似地进行空间直角坐标系统的转换。
2.1.3 七参数法进行两个不同空间直角坐标系统之间的坐标转换，需要求出坐标系统之间的转换参数。
转换参数一般是利用重合点的两套坐标值通过一定的数学模型进行计算。
坐标转换全参数求取及坐标转换程序设计坐标转换是指将一个坐标系中的点对应到另一个坐标系中的过程。
常见的坐标转换有直角坐标系转换为极坐标系、地理坐标系转换为笛卡尔坐标系等。
坐标转换全参数求取是通过已知的关键点坐标在两个坐标系中的对应关系，求取转换所需要的全部参数。
对于二维坐标转换，通常需要求解旋转角度、平移向量和比例因子等参数。
对于三维坐标转换，通常还需要求解投影中心和镜头畸变等参数。
坐标转换程序设计需要具备以下步骤：1.确定两个坐标系：首先需要确定源坐标系和目标坐标系。
源坐标系是输入数据所在的坐标系，而目标坐标系是输出数据所在的坐标系。
2.收集关键点坐标：通过已知的关键点坐标，在源坐标系和目标坐标系中确定对应点。
3.根据已知点求取转换参数：通过已知的关键点坐标，在源坐标系和目标坐标系中求取转换所需的参数。
具体求解方式取决于所使用的转换模型，例如对于二维坐标转换可以使用最小二乘法进行求解。
4.坐标转换：利用求得的转换参数，将源坐标系中的点转换为目标坐标系中的点。
这包括旋转、平移和比例变换等操作。
5.程序实现和测试：根据所使用的编程语言，实现坐标转换程序，并进行测试验证。
可以使用一些已知数据进行验证，例如平移向量为零时，源坐标系中的点应与目标坐标系中的点一致。
在进行坐标转换时，还需要注意以下几个问题：1.坐标系定义：确保源坐标系和目标坐标系的定义清晰并统一、包括坐标轴相对关系、坐标原点位置和坐标单位等。
2.坐标精度：根据实际需求选择坐标的表示精度。
例如对于地理坐标系转换，通常需要考虑到球面上的计算误差。
3.算法选择：根据具体的坐标转换需求，选择合适的坐标转换算法。
例如对于大范围地理坐标系转换，可以选择适用于椭球面和大地测量的转换算法。
总结起来，坐标转换全参数求取及坐标转换程序设计是在确定了源坐标系和目标坐标系后，收集已知关键点坐标，并根据已知点求取转换参数的过程。
通过编程实现坐标转换程序，可以将源坐标系中的点转换为目标坐标系中的点。
坐标转换参数求取及坐标转换程序设计坐标转换是指将一个坐标系中的坐标点转换到另一个坐标系中的过程。
在实际应用中，常常需要将不同的坐标系之间进行转换，用于地图显示、位置定位等领域。
坐标转换参数是用来描述不同坐标系之间的变换关系的参数，一旦确定了转换参数，就可以通过程序进行坐标转换。
常见的坐标转换包括经纬度坐标与平面坐标之间的转换、不同坐标系统之间的转换等。
要确定坐标转换参数，一般需要进行以下几个步骤：1.收集待转换的坐标数据：收集需要转换的坐标点数据，包括原始坐标系和目标坐标系的坐标点。
2.确定转换方法：根据待转换的坐标数据，确定合适的转换方法。
常见的转换方法包括三参数转换、七参数转换等。
3.选择控制点：根据待转换的坐标数据，在原始坐标系和目标坐标系中选择一些已知的控制点，用于计算转换参数。
控制点一般应分布在地图上各个区域，并且坐标点的准确性要得到保证。
4.计算转换参数：利用所选控制点的坐标数据，根据转换方法进行计算，得到转换参数。
坐标转换程序设计主要包括以下几个步骤：1.定义数据结构：定义表示坐标点的数据结构，包括坐标系类型、坐标点的经纬度或平面坐标、转换参数等。
2.实现坐标转换函数：根据已知的转换方法，实现相应的坐标转换函数。
函数输入包括待转换的坐标点和转换参数，输出为转换后的坐标点。
3.实现转换参数计算函数：根据已知的控制点坐标数据，实现转换参数计算函数。
函数输入包括原始坐标系和目标坐标系中的控制点坐标，输出为计算得到的转换参数。
4.编写测试程序：编写测试程序，包括输入待转换的坐标点数据、转换参数等，调用坐标转换函数进行转换，并输出转换结果。
此外，还可以考虑使用现有的坐标转换库或API，如Proj4、GDAL等，以简化开发过程。
总之，坐标转换参数的求取和坐标转换程序设计是一个比较复杂的过程，需要针对具体应用场景进行细致的分析和设计。
通过合理选择转换方法和控制点，结合编写程序进行坐标转换，可以实现不同坐标系之间的精确转换。
坐标系转换问题及转换参数的计算方法对于坐标系的转换，给很多GPS的使用者造成一些迷惑，尤其是对于刚刚接触的人，搞不明白到底是怎么一回事。
我对坐标系的转换问题，也是一知半解，对于没学过测量专业的人来说，各种参数的搞来搞去实在让人迷糊。
在我有限的理解范围内，我想在这里简单介绍一下，主要是抛砖引玉，希望能引出更多的高手来指点迷津。
我们常见的坐标转换问题，多数为WGS84转换成北京54或西安80坐标系。
其中WGS84坐标系属于大地坐标，就是我们常说的经纬度坐标，而北京54或者西安80属于平面直角坐标。
对于什么是大地坐标，什么是平面直角坐标，以及他们如何建立，我们可以另外讨论。
这里不多罗嗦。
那么，为什么要做这样的坐标转换呢？因为GPS卫星星历是以WGS84坐标系为根据而建立的，我国目前应用的地形图却属于1954年北京坐标系或1980年国家大地坐标系；因为不同坐标系之间存在着平移和旋转关系（WGS84坐标系与我国应用的坐标系之间的误差约为80），所以在我国应用GPS进行绝对定位必须进行坐标转换，转换后的绝对定位精度可由80提高到5-10米。
简单的来说，就一句话，减小误差，提高精度。
下面要说到的，才是我们要讨论的根本问题：如何在WGS84坐标系和北京54坐标系之间进行转换。
说到坐标系转换，还要罗嗦两句，就是上面提到过的椭球模型。
我们都知道，地球是一个近似的椭球体。
因此为了研究方便，科学家们根据各自的理论建立了不同的椭球模型来模拟地球的形状。
而且我们刚才讨论了半天的各种坐标系也是建立在这些椭球基准之上的。
比如北京54坐标系采用的就是克拉索夫斯基椭球模型。
而对应于WGS84坐标系有一个WGS84椭球，其常数采用IUGG第17届大会大地测量常数的推荐值。
WGS84椭球两个最常用的几何常数：长半轴：6378137±2(m)；扁率：1：298.257223563之所以说到半长轴和扁率倒数是因为要在不同的坐标系之间转换，就需要转换不同的椭球基准。
坐标转换参数计算
平移参数:
平移参数是指将一个坐标系中的点平移至另一个坐标系中所需的平移量。
平移参数通常包括x偏移量和y偏移量。
计算平移参数的方法是通过比较两个坐标系中的控制点的坐标值来确定平移量。
通过计算两个坐标系中控制点的x、y坐标值之差，即可得到相应的平移参数。
旋转参数:
旋转参数是指将一个坐标系中的点旋转至另一个坐标系中所需的旋转角度。
旋转参数通常用一个角度或弧度来表示。
计算旋转参数的方法是通过比较两个坐标系中的控制点的坐标值来确定旋转角度。
常用的计算方法包括最小二乘法和最大似然估计法。
缩放参数:
缩放参数是指将一个坐标系中的点缩放至另一个坐标系中所需的缩放比例。
缩放参数通常包括x缩放比例和y缩放比例。
计算缩放参数的方法是通过比较两个坐标系中的控制点的坐标值来确定缩放比例。
通过计算两个坐标系中控制点的x、y坐标值之比，即可得到相应的缩放参数。
其他参数：
除了平移、旋转和缩放参数外，坐标转换还可能涉及其他参数，例如倾斜、挤压等。
这些参数的计算方法与平移、旋转和缩放参数类似，也是通过比较两个坐标系中的控制点的坐标值来确定。
总结：
在进行坐标转换时，常常需要利用一些参数来实现不同坐标系之间的转换。
这些参数包括平移、旋转、缩放以及其他参数。
计算这些参数的方法通常是通过比较两个坐标系中的控制点的坐标值来确定。
通过计算两个坐标系中控制点之间的差异，即可得到相应的转换参数。
不同的坐标转换方法有不同的计算公式和步骤，实际应用时需要根据具体情况选择合适的方法进行计算。
坐标转换参数计算方法
坐标转换参数计算方法是地理信息系统（GIS）中的一项重要技术，用于将不同坐标系下的地理位置点转换为相应的坐标。
在GIS应用中，不同的坐标系常常会因为其投影方式不同而导致坐标值的不同，因此需要通过坐标转换来实现数据的互通和交换。
坐标转换参数计算方法通常需要考虑以下几个方面：
1. 坐标系的选择：在进行坐标转换之前，需要明确源坐标系和目标
坐标系。
根据实际需求选择不同的坐标系，包括地球坐标系、大地坐标系、投影坐标系等。
2. 坐标系的参数：不同的坐标系有不同的参数，例如参考椭球体的
长半轴、扁率等。
在进行坐标转换时，需要准确地获取源坐标系和目标坐标系的参数，并进行相应的计算和转换。
3. 转换方法的选择：根据源坐标系和目标坐标系的不同，需要选择
不同的转换方法。
目前常用的转换方法包括七参数法、四参数法、三参数法等等。
4. 数据精度的控制：坐标转换过程中，需要考虑数据的精度和误差
控制，避免数据的偏移和失真。
一般情况下，需要进行误差分析和精
度控制，以确保转换结果的准确性和可靠性。
总之，坐标转换参数计算方法是GIS技术中非常重要的一环，直接关系到数据的精度和应用效果。
在进行坐标转换时，需要全面考虑各种因素，并采用合适的方法和技术，以达到最佳的转换效果。
坐标转换参数求取及坐标转换程序设计公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-毕业设计设计题目坐标转换参数求取及坐标转换程序设计学生姓名张威指导教师杜继亮专业测绘工程班级测绘12-2班填写日期 2016/4/6矿业工程学院摘要坐标系统是测量工作中定位的基础，坐标系统有多种形式和基准，由于各测量工作目的不同，所选用的坐标基准也会不同，根据不同的工作要求需要将不同的坐标系下的坐标进行相互转换。
在这些坐标转换的过程中会用到很多坐标转换模型，但是坐标系转换模型过于复杂手算非常困难。
本设计为了方便施工时遇到的坐标转换问题，设计利用Visual Basic 编程语言编写程序，用来实现坐标系统之间的转换以及转换参数的求解，例如:大地坐标与空间直角坐标的相互转换、高斯投影正反算、二维坐标转换与四参数计算、三维坐标转换与七参数转换、同参考基准下的坐标换带计算，以及坐标数据的批量处理。
关键字：坐标系统，转换模型，坐标转换，程序设计AbstractThe base of coordinate system in surveying work. there are many forms and benchmarks in the coordinate system. However, in general engineering, the control point and coordinate. System are the same. So It is necessary to transform the control point. coordinate during the construction process. Due to different purposes of each measurement and the selected. different coordinate references, there will be many different coordinate systems. Coordinate systems used in the measurement work are as follows: WGS-84 World Geodetic System, China Geodetic Coordinate System 2000, National Geodetic Coordinate System 1980, Beijing coordinate system 1954 and Local Coordinate System. There are space rectangular coordinate, geodetic coordinate and plane coordinate in the way of the reference in the same coordinate. According to the requirements ofdifferent tasks, we need to convert coordinates under the different coordinate systems. On condition that the coordinates of the reference standard can be obtained. the normal construction work can be done. A lot of coordinate transformation models are used in the process of the coordinate transformation. But the coordinate transformation model is very complex and difficult. Nowadays the conversion formula is suitable for the computerization whose language is easy to learn. So in the design I make use of Visual Basic 6 programming language to realize the transformation between the coordinate system and transformation parameters.Key words : coordinate systems transformation model coordinate transform目录第1章绪论研究背景和意义随着大地测量学，摄影测量学的发展和电子计算机的普及，对各种坐标系的研究变得越来越重要了[1]。
随着现在社会的快速发展，各种各样的大型工程的建设，凡是工程施工就必定需要坐标来定位才可以，而建造的地方又不同，又没有一个满足全部地方的坐标系统，所以产生多种不同的坐标系统，实际工作中测量人员必定会按照实际情况选择最为合适的坐标系统。
而坐标系统之间的转换比较复杂，手算工作量巨大，因而各种坐标转换模型相继出现，利用计算机强大的数据计算能力可以轻松应对这些问题，提高工作效率。
坐标转换的意义重大，不仅在我们熟知的工程领域中，在国防建设、航空航天科技、城市汇划等众多领域中都发挥着重要的作用，可以说对社会进步有着必不可少的作用。
国内外研究现状自60年代以来，各国大地测量学者，经过大量研究，提出了多种坐标转换模型及多种解算方法，北美1927基准面（基于克拉克1966椭球体与北美1983基准面（基于GRS1980椭球体）之间坐标转换是根据研究区内一系列己知点的大地坐标或网格坐标改正量进行插值进行的坐标系转换；英国采用北向与东向的双线性网格插值进行坐标转换；挪威在海岸带调查中，采用经纬度多项式用于坐标系转换这种方法进行新（ED87一欧洲1987基准面）、旧（ED50一欧洲1950基准面）坐标系之间的转换：欧洲石油勘探组织（EPSG）对新、旧坐标系采用“双线性插值” 进行坐标转换[2]。
国内空间三维直角坐标转换中，一般采用布尔莎七参数模型。
一般有7个转换参数，即3个平移参数，3个旋转参数和1个尺度参数。
需要三个及已经公共点时，才能利用平差的方法求出七参数。
研究的主要内容本坐标转换程序可实现功能有:1、大地坐标与空间直角坐标的相互转换， 2、高斯投影正反算，3、二维坐标转换与四参数计算，4、三维坐标转换与七参数转换，5、同参考基准下的坐标换带计算，以及坐标数据的批量处理。
程序设计思路方法本程序名为万能坐标转换器。
设计前期收集相关资料，参考一些成熟的坐标转换软件，确定程序应有的功能以及界面设计。
运用VB编写程序时，查阅相关书籍获取理论知识以及转换模型。
完成程序后将已知正确数据带入其中验证程序结果是否正确。
若出现错误则检查每步代码，直到程序完美运行为止。
第2章基础知识准备地球椭球地球椭球体又称地球椭圆体或地球扁球体，代表地球大小和形状的数学曲面，以长半径和扁率表示，因它十分迫近于椭球体，故通常以参考椭球体表示地球椭球体的形状和大小。
通常所说地球的形状和大小，实际上就是以参考椭球体的半长径、半短径和扁率来表示。
1975年国际大地测量与地球物理联合会推荐的数据为：半长径6378140米，半短径6356755米，扁率1∶。
在众多椭球体中，WGS-84椭球体被认为符合上述条件最好的椭球。
基准所谓基准是指为描述空间位置而定义的点、线和面。
而大地测量基准是指用以描述地球形状的地球椭球参数，包含描述地球椭球几何特征的长短半轴和物理特征的有关参数、地球在空间的定位及定向以及描述这些位置所采用的单位长度的定义。
不同的坐标系统会使用的基准也不同，根据参考椭球所选原点位置不同，可以分为地心坐标系和参心坐标系。
地心坐标系是以地球的质心为原点，有地心大地坐标系和地心空间直角坐标系两种表述方法。
地心空间直角坐标系的定义为：以地球质心为原点，X轴指向格林尼治子午面与地球赤道的交点，Z轴指向北极，Y轴过原点垂直于平面 XOZ，构成右手空间直角坐标系。
地心大地坐标系定义为：以地球的质心作为原点，以地球自转轴作为椭球的短轴，大地纬度B是过地面点的椭球法线与椭球赤道面之间的夹角，大地经度L为过地面点的椭球子午面与格林尼治子午面之间的夹角，大地高度H为地面点沿椭球法线到椭球面的最短距离。
WGS-84坐标系，CGCS2000坐标系，GLONASS是采用PZ-90坐标，都是属于地心坐标系。
参心坐标系是选取一个参考椭球面作为基本的参考面，选一参考点作为大地测量的起算点，从而确定参考椭球在地球面的位置和方向。
这时参考椭球的原点不会和地球质心重合，所以称为参心。
北京54坐标系、西安80坐标系和新北京54坐标系，都是参心坐标系。
它同样具有参心大地坐标系和参心空间直角坐标系两种表述方法，它们的定义与地心坐标系的定义相似。
测量常用坐标系大地坐标系空间一点的大地坐标用大地经度L、大地纬度B和大地高度H表示，地面上P地点的大地子午面NP S与起始大地子午面所构成的二面角L称P地点的大地经度， P地点对于椭球的法线与赤道面的夹角B称P地点的大地纬度。
如图2-1所示图2-1大地坐标系P地点沿法线到椭球面的距离H称大地高，从椭球面起算，向外为正，向内为负[3]。
H = H正常+ ζ（高程异常）H = H正+ N（大地水准面差距）空间直角坐标系空间直角坐标系的坐标原点与参考椭球的中心重合，Z轴正向指向参考椭球的北极，X轴正向指向起始子午面与赤道的交点，Y轴按右手系与X轴呈90°夹角且位于赤道面上，某点在空间中的坐标可用该点在此空间坐标系的各个坐标轴上的投影来表示[4]。
如图2-2所示：图2-2空间直角坐标系平面坐标系平面直角坐标系是利用投影，将空间坐标通过某种数学变换映射到平面上，这种变换称为投影变换[5]。
在我国一般采用的是高斯一克吕格投影，是目前测量上广泛采用的正形投影，特点是没有角度变形，在不同点上的长度比随点位而异，但在同一点上各方向的长度比相同，也称为高斯投影[6]。
地方独立坐标系在我国平面坐标主要采用的是高斯投影，在该投影中，除中央子午线外，其它位置上的任何线段，投影后都会产生一定的长度变形，而且变形随离开中央子午线的距离增加而增加[7]。
因此一般采用分带投影的办法，来限制长度变形，我国规定了采用3度带或6度带进行分带投影。
在城市、工矿等工程测量中，如果直接在国家分带坐标系中建立控制网，会使地面长度投影的变形较大，当长度变形大于2．5 cm/km时，就难以满足工程上的需要[8]。
