gps参数转换方法

GPS测量仪坐标系转换

引言

全球定位系统（GPS）已经成为现代导航和地理信息系统中不可或缺的工具。GPS测量仪是一种用于测量地球上任意位置坐标的设备。由于不同的应用场景可能采用不同的坐标系，因此进行坐标系转换是十分重要的。

本文将介绍GPS测量仪坐标系的基本概念，并详细解释如何进行坐标系转换。

GPS测量仪坐标系

GPS测量仪使用的坐标系是地理坐标系（WGS84坐标系）。地理坐标系是一个以地球椭球体为基准的三维坐标系，用于描述地球上任意点的位置。在地理坐标系中，经度用角度表示地球表面上的东西方位置，纬度用角度表示地球表面上的南北方位置，高程用米表示。

然而，实际应用中，我们可能需要将GPS测量仪的坐标转换到其他坐标系，比如在地图上显示。

坐标系转换方法

进行GPS测量仪坐标系转换，需要使用一些数学公式和算法。以下是一种常用的坐标系转换方法：

1. 将GPS测量仪的地理坐标系坐标转换为空间直角坐标系坐标：

– 首先，将经度和纬度转换为弧度表示。

– 使用大地测量学的球体模型，根据经度、纬度和高程计算空间直角坐标系坐标。

2. 将空间直角坐标系坐标转换为其他坐标系：

– 如果需要将坐标转换到平面坐标系（如高斯-克吕格投影），可以使用相应的投影算法进行转换。

– 如果需要将坐标转换到其他地理坐标系（如北京54坐标系），可以使用坐标转换参数进行转换。

3. 进行坐标精度处理：

– 针对具体应用场景，根据精度要求对转换后的坐标进行处理，如四舍五入或截断小数位数。

实际应用举例

下面我们以将GPS测量仪坐标转换为高斯-克吕格投影坐标系为例进行示范。 假设我们有一个GPS测量仪获取到的地理坐标为：经度为118.8077°，纬度为31.8885°，高程为20.5米。现在我们需要将其转换为高斯-克吕格投影坐标，可以按照以下步骤进行坐标系转换：

1. 将经度和纬度转换为弧度。在计算中，需要将角度转换为弧度表示。换算公式为：弧度 = 角度 * (π/180)。

gps高程转换的方法

GPS高程转换是一项基本而重要的技能，它在地理信息系统、工程测量和电子导航等领域都有着广泛的应用。它是将GPS定位坐标转换成对应高程的过程。在该过程中，为了得到可靠的结果，需要对GPS高程转换方法有一个清晰的了解。下面将逐步介绍GPS高程转换的步骤和方法。

第一步：获取GPS坐标数据

首先需要获取GPS定位数据，包括经度、纬度和椭球高程。椭球高程也被称为天球面高程，是指从GPS卫星到地球表面上的点所在的椭球体的中心点（地球质心）的距离。椭球高程很难被直接应用于实际工程和测量中，因此需要进行高程转换。

第二步：确定大地高程

接下来需要确定大地高程。大地高程是从地球表面到一个特定的水平参考面的垂直距离。它可以通过测量地球表面上的高程点和水平参考面之间的垂直距离来获得。通常，大地高程采用海平面作为参考面，即平均海平面。

第三步：计算椭球高程和大地高程的差异

一旦测量了大地高程和GPS坐标数据，就可以通过计算椭球高程和大地高程之间的差异来获得高程转换结果。这个过程被称为高程的正常高差或高差变换。这些高差数据可以通过使用特定的高程转换模型来进行计算。

第四步：应用高程转换模型

现在，需要使用特定的高程转换模型将椭球高程转换为大地高程。这些模型通常基于椭球体长轴的长度以及地球的极半径和赤道半径。例如，欧洲和北美采用的高程转换模型是EGM96（Earth

Gravitational Model 1996），该模型基于WGS84椭球体。

第五步：校准结果

最后需要校准高程转换的结果。为了保证高程转换的精度，需要采用校准点进行校准。这些校准点通常是相对于大地高程确定的。通过校准，可以更准确地将椭球高程转换为大地高程。

综上所述，GPS高程转换是一个复杂的过程，需要严谨的方法和流程。正确的GPS高程转换方法是确保测量结果准确度和可靠性的关键。熟悉这些步骤和方法可以使高程转换计算更具准确性。

基本原理概述

GPS卫星星历是以WGS-84大地坐标系为根据而建立的，所以手持式GPS使用的坐标系统是WGS-84坐标系统。目前，市面上出售的手持GPS所使用的坐标系统基本都是WGS-84坐标系统，而我们使用的地图资源大部分都属于1954年北京坐标系或1980年西安国家大地坐标系。不同的坐标系统给我们的使用带来了困难，于是就出现了如何把WGS-84坐标转换到1954北京坐标系或1980西安国家大地坐标系上来的问题。大家知道，不同坐标系之间存在着平移和旋转的关系，要使手持GPS所测量的数据转换为自己需要的坐标，必须求出两个坐标系（WGS-84和北京54坐标系或西安80坐标系）之间的转换参数。因此，如果您最后希望得到的不是WGS-84坐标系数据，必须进行坐标转换，输入相应的坐标转换参数。只要用户计算出五个转换参数（DX、DY、DZ、DA、DF）并按提示输入GPS中，即可在GPS仪器上自动进行坐标转换，得出该点对应的北京54坐标系（或西安80坐标系）的坐标值。

下面以北京54坐标系为例，求手持GPS接收机坐标转换五个参数的方法。

一．收集应用区域内高等级控制点资料

在应用手持GPS接收机取土的区域内（如一个县）找出三个（或以上）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。到当地的测绘管理部门（如：本地测绘局、测绘院）抄取这些点的北京54坐标系的高斯平面直角坐标(x、y)，高程h 和WGS-84坐标系的大地经纬度（B、L），大地高H。

二．求坐标转换参数

将上述获得的控制点的坐标数据提供给技术支持单位北京合众思壮公司各地分公司相关负责人求解出坐标转换参数，或者获取转换软件自己进行转换。转换参数求出后按提示输入手持型GPS中。只需经过这样一次设置，以后所有在该区域内测土时GPS所读出的坐标就为该点的北京54坐标值了。

三．参数检验

DX、DY、DZ、DA、DF五个转换参数求出后，必须按提示分别输入手持GPS中，同时输入测区中央子午线经度。E代表东经，投影比例参数为1，东西偏差为500000，南北偏差为0，并设单位为米。输入这些参数后，应拿到实地检测，检验这五个参数是否正确。方法是，在野外选定视野开阔、GPS接收信号强的特征点（如线状地物交叉点、独立地物等），最好是埋石控制点进行测量，然后找出这些点的理论坐标与之比较。如比较结果超过仪器标称精度，则应重新测算转换参数或查找出现的问题。

想要认识G‎PS中的经‎纬度，就必须先了‎解GPS，知道经纬度‎的来源：

1. GPS系统‎组成

GPS是 Gloab‎al Posit‎ionin‎g Syste‎m 的简称，意为全球定‎位系统，主要由地面‎的控制站、天上飞的卫‎星、咱们手里拿‎的接收机三‎大块组成，我们所使用‎的GPS包‎括手持机和‎车载导航机‎本质上都是‎GPS接受‎机。

2. GPS接收‎机

接收机大大‎小小，千姿百态，有袖珍式、背负式、车载、船载、机载什么的‎。一般常见的‎手持机接收‎L1

信号，还有双频的‎接收机，做精密定位‎用的。

3. 坐标系 地形图坐标‎系：我国的地形‎图采用高斯‎－克吕格平面‎直角坐标系‎。在该坐标系‎中，横轴：赤道，用Ｙ

表示；纵轴：中央经线，用Ｘ表示；坐标原点：中央经线与‎赤 道的交点，用Ｏ表示。赤道以南为‎负，以北

为正；中央经线以‎东为正，以西为负。我国位于北‎半球，故纵坐标均‎为正值，但为避免中‎央经度线以‎西为

负值的‎情况，将 坐标纵轴西‎移５００公‎里。

北京５４坐‎标系：１９５４年‎我国在北京‎设立了大地‎坐标原点，采用克拉索‎夫斯基椭球‎体，依此计算出‎来的各大地‎控制点的坐‎标，称为北京５‎４坐标系。

ＧＳ８４坐‎标系：即世界通用‎的经纬度坐‎标系。

６度带、３度带、中央经线。

我国采用６‎度分带和３‎度分带：

１∶２．５万及１∶５万的地形‎图采用６度‎分带投影，即经差为６‎度，从零度子午‎线开始，自西向东每‎个经差６度‎为一投影带‎，全球共分６‎０个带，用１，２，３，４，５，……表示。

１∶１万的地形‎图采用３度‎分带，从东经１．５度的经线‎开始，每隔３度为‎一带，用１，２，３，……

表示，全球共划分‎１２０个投‎影带

4. 经纬度的来‎源 为了精确地‎表明各地在‎地球上的位‎置，人们给地球‎表面假设了‎一个坐标系‎，这就是经纬‎度线。那么，最初的经纬‎度线是怎么‎产生又是如‎何测定的呢‎公元344‎年， 亚历山大渡‎海南侵，继而东征，随军地理学‎家