GPS测量中坐标系统、坐标系地转换过程问题详解详解

坐标系转换问题--WGS84坐标 BJ54 BJ802012-10-18 14:37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。

这里不多啰嗦。

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。

全球定位系统(GPS)测量中坐标系转换及其坐标换算
方智
【期刊名称】《科技信息》
【年(卷),期】2009(000)021
【摘要】测量领域已经广泛地应用全球定位系统(GPS),需要进行坐标系转换,本文主要阐述GPS所采集到的地心地固WGS-84坐标如何换算成参心空间直角坐标进而换算成参心地理大地坐标直至高斯正形投影平面直角坐标最终求得工程所需的坐标完整过程.
【总页数】3页(P434-435,412)
【作者】方智
【作者单位】国投新集能源股份有限公司板集煤矿,安徽,利辛,236700
【正文语种】中文
【中图分类】TN96
【相关文献】
1.GPS动态RTK测量中坐标系转换参数的优化选择 [J], 李逸红
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3.公路独立结构物施工测量中利用坐标系转换对于坐标计算之便利探讨 [J], 马小刚
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GPS数据后处理实现坐标转换的方法与技巧GPS（全球定位系统）是一种利用卫星信号确定精确位置的技术，被广泛应用于地理测量、导航和定位等领域。

然而，由于不同国家和地区的坐标系统差异以及GPS测量误差等因素的影响，对于使用GPS获取的坐标数据进行后处理和转换是非常必要的。

在本文中，将探讨一些实现坐标转换的常用方法和技巧。

一、选择合适的转换模型在进行GPS数据后处理时，首先需要确定要使用的坐标转换模型。

常见的坐标转换模型包括七参数、四参数、三参数以及普通的放大、平移和旋转等。

选择合适的模型取决于具体的应用和准确度要求。

例如，如果需要将GPS测量的坐标转换到不同的地理坐标系统上，可以选择使用七参数或四参数模型。

而在局部坐标转换和粗略测量中，普通的平移和旋转可能已足够。

二、使用地理基准数据进行修正GPS测量的坐标通常是基于WGS84（世界大地测量系统）椭球体模型计算得到的。

然而，不同国家和地区可能使用不同的大地水准面或参考基准。

因此，为了准确地将GPS测量的坐标转换到目标坐标系统上，需要使用地理基准数据进行修正。

这些基准数据通常包括大地水准面参数、坐标转换参数和地方大地系统等。

三、考虑GPS测量误差在进行GPS数据后处理时，还需要考虑GPS测量误差对坐标转换的影响。

GPS测量误差包括卫星位置误差、多路径效应、大气延迟和钟差误差等。

为了降低误差对坐标转换精度造成的影响，可以使用差分GPS技术进行实时差分或后续差分处理，以提高测量的准确性。

四、使用专业软件进行数据处理对于较为复杂的坐标转换需求，可以使用专业的地理信息系统（GIS）软件进行数据处理。

这些软件通常具有强大的坐标转换功能和各种专业模型，能够满足不同需求的坐标转换任务。

例如，ArcGIS、AutoCAD和Global Mapper等软件都提供了丰富的坐标转换工具和文档。

五、进行验证和误差分析坐标转换完成后，需要进行验证和误差分析，以评估转换的准确度和可靠性。

GPS测量中坐标系的转换摘要：为满足GPS测量用户统一坐标系统需求,拓展GPS测量应用领域,本文对GPS的组成及其在工程测量中的坐标转换问题作了介绍。

关键字：测量GPS换算公式转换坐标系1.坐标系统的介绍1.1 WGS—84坐标系统WGS—84坐标系是目前GPS所采用的坐标系统，是由美国国防部制图局建立，于1987年取代了当时GPS所采用的坐标系统(WGS—72坐标系统)而成为GPS目前所使用的坐标系统。

WGS—84坐标系的坐标原点位于地球的质心，Z 轴指向BIHl984.0定义的协议地球极方向，X轴指向BIHl984.0的起始子午面和赤道的交点，Y轴与X轴和Z轴构成右手系。

WGS—84系所采用椭球参数为：a=6378138m；f=1／298.257223563。

1.2 1954年北京坐标系1954年北京坐标系是我国目前广泛采用的大地测量坐标系。

该坐标系源自于原苏联采用过的1942年普尔科夫坐标系。

建国前，我国没有统一的大地坐标系统，建国初期，在苏联专家的建议下，我国根据当时的具体情况，建立起了全国统一的1954年北京坐标系。

该坐标采用的参考椭球是克拉索夫斯基椭球，该椭球的参数为：a=6378245m；f=1／298.3。

该椭球并未依据当时我国的天文观测资料进行重新定位。

而是由前苏联西伯利亚地区的一等锁，经我国的东北地区传算过来的，该坐标的高程异常是以前苏联1955年大地水准面重新平差的结果为起算值，按我国天文水准路线推算出来的，而高程又是以1956年青岛验潮站的黄海平均海水面为基准。

2.GPS测量常用的坐标系统一般情况下，我们使用的是1954年北京坐标系，而GPS测定的坐标是WGS-84坐标系坐标，需要进行坐标系转换。

对于非测量专业的工作人员来说，虽然GPS定位操作非常容易，但坐标转换则难以掌握，EXCEL是比较普及的电子表格软件，能够处理较复杂的数学运算，用它的公式编辑功能，进行GPS坐标转换，会非常轻松自如。

GPS测量中的坐标系转换第一章绪论1.1概述坐标转化并不是一个新的课题,随着测绘事业的发展,全球一体化的形成,越来越要求全球测绘资料的统一。

尤其是在坐标系统的统一方面.原始的大地测量工作主要是依靠光学仪器进行,这样不免受到近地面大气的影响,同时受地球曲率的影响很大,在通视条件上受到很大的限制,从而对全球测绘资料的一体化产生巨大的约束性。

另外由于每一个国家的大地坐标系的建立和发展具有一定的历史特性,仅常用的大地坐标系就有150余个。

在同一个国家,在不同的历史时期由于习惯的改变或经济的发展变化也会采用不同的坐标系统。

例如:在我国建国之后,为了尽快搞好基础建设,我国采用了应用克氏椭球与我国实际相结合的北京54坐标系;随着经济的发展北京54坐标系的缺陷也随之被表露的越来越明显,特别是对我国经济较发达的东南沿海地区的影响表现得更为明显,进而我国开始研究并使用国家80坐标系。

在实际生活中,在一些地区由于国家建设的急需,来不及布设国家统一的大地控制网,而建立局部的独立坐标系。

而后,再将其转换到国家统一的大地控制网中,这些坐标系的变换都离不开坐标值的转化.在国际上,随着1964年美国海军武器实验室对第一代卫星导航系统─NNSS的研制成功,为测绘资料的全球一体化提供了可能。

到1972年,经过美国国防部的批准,开始了第二代卫星导航系统的开发研究工作,即为现在所说的GPS。

此套卫星导航系统满足了全球范围、全天候、连续实时以及三维导航和定位的要求.正是由于GPS卫星的这些特性,这种技术就很快被广大测绘工作者接受。

是由于坐标系统的不同,对GPS技术的推广使用造成了一定的障碍。

这样坐标转换的问题再一次被提到了重要的位置。

为了描述卫星运动,处理观测数据和表示测站位置,需要建立与之相应的坐标系统。

在GPS测量中,通常采用两种坐标系统,即协议天球坐标系和协议地球坐标系。

其中协议地球坐标系采用的是1984年世界大地坐标系(Word Geodetic System 1984─WGS-84)其主要参数为:长半轴 a=6378137; 扁率 f=1:298.257223563.而我国采用的坐标系并不是WGS-84坐标系而是BJ-54坐标系,这个坐标系是与前苏联的1942年普耳科沃坐标系有关的,其主要参数为: 长半轴 a=6378245; 扁率 f=1:298.3.这就使得同一点在不同的坐标系下有不同的坐标值,这样使测绘资料的使用范围受到很大的限制,并且对GPS系统在我国的广泛使用造成了一定的约束性,对我国的测绘事业的发展不利。

测绘技术中的坐标系转换方法引言：测绘技术在各种领域中起着重要的作用，它涉及到地理空间信息的获取、处理和分析。

而在这个过程中，坐标系的转换是一项关键的技术。

本文将介绍测绘技术中常用的坐标系转换方法，探讨其原理和应用。

一、常用的坐标系在测绘技术中，常用的坐标系包括大地坐标系、投影坐标系和平面坐标系。

大地坐标系是以地球椭球体作为基准，通过经纬度来确定地点的坐标系统。

投影坐标系是将地球表面的经纬度坐标投影到平面上得到的坐标系统。

平面坐标系是将二维平面上的点用坐标表示的系统。

二、大地坐标系转换大地坐标系转换是将一个大地坐标系中的点的坐标转换到另一个大地坐标系中。

在转换过程中，需要考虑大地坐标系之间的参数差异，如椭球体参数和坐标基准的不同。

常用的大地坐标系转换方法包括七参数转换和四参数转换。

七参数转换是通过七个参数来描述两个椭球体之间的坐标转换关系。

这七个参数包括三个平移参数、三个旋转参数和一个尺度参数。

通过对原始坐标进行平移、旋转和缩放操作，可以将一个大地坐标系中的点坐标转换到另一个大地坐标系中。

四参数转换是通过四个参数来近似描述两个椭球体之间的坐标转换关系。

这四个参数包括平移参数和尺度参数。

相比于七参数转换，四参数转换方法更加简单，计算速度更快，但转换精度较低。

三、投影坐标系转换投影坐标系转换是将地球表面的经纬度坐标转换到平面坐标系中。

在转换过程中，需要考虑地球椭球体的参数和投影方式的选择。

常用的投影坐标系转换方法包括高斯投影法和UTM投影法。

高斯投影法是一种将地球表面点的经纬度坐标映射为平面坐标的方法。

通过根据地球椭球体参数选择合适的高斯投影参数，可以实现经纬度坐标到平面坐标的转换。

UTM投影法是一种将地球表面点的经纬度坐标映射为平面坐标的方法。

其将地球表面划分为60个投影带，每个带都有一个中央子午线，通过选择合适的投影带和中央子午线，可以实现经纬度坐标到平面坐标的转换。

四、平面坐标系转换平面坐标系转换是将二维平面上的点用坐标表示，并进行相互转换。

关于GPS测量中坐标的转换过程论述摘要:GPS是工程测量中不可缺少的仪器，本文介绍将GPS所采集到的坐标转换成工程所需坐标的过程，供同行参考。

关键词:GPS；坐标系统；转换1 概述GPS以测量精度高、操作简便、仪器体积小、便于携带、全天候操作、观测点之间无须通视、测量结果统一在WGS一84坐标下，信息自动接收、存储，减少繁琐的中间处理环节、高效益等显著特点，赢得广大测绘工作者的信赖。

GPS使用的是地心地固坐标系统，而我国绝大多数应用都集中在各种参心坐标系统上，显然必须解决两种不同的空间坐标系的转换才能更好的发挥GPS的作用。

2 我国测绘中常用的坐标系统2．1 1954年北京坐标系归结其要点为：1．1954年北京坐标系的参考椭球是属于克拉索夫斯基椭球常用基本参数如下：长半轴a=6378245m 4±2m，扁率f=1：298．32．1954北京坐标系的大地原点在前苏联的普尔科夫；3．采用多点定位进行了椭球定位；(1)高程基准为1956年青岛验潮站求出的黄海平均海水面；(2)高程异常以前苏联1955年大地水准面重新平差结果为起算数据，按我国天文水准路线推算而得。

我国地形图上的平面坐标位置都是以这个数据为基准推算的。

2．2 1980西安坐标系归结1980西安坐标系的要点为：1．该坐标系大地原点定在我国中部，即陕西省泾阳县永乐镇。

2．采用IAG 1975年推荐的地球椭球参数：长半轴a=6378140m扁率f=1：298．2573．定向明确：1980年国家大地坐标系的椭球短轴平行于地球质心指向地极原点JYD(1968．0)方向，起始大地子午面平行于格林尼治平均天文台的子午面；4．椭球定位参数以我国范围内高程异常值平方和等于最小为条件求定；5．大地点高程以1956年青岛验潮站求出的黄海平均海水面为基准；6．建立两套1980年国家大地坐标系和地心坐标系。

前者是在后者的基础上通过精确求定位坐标变化参数，换算成地心坐标。

测绘技术中经纬度坐标的常见问题测绘技术在现代社会中发挥着重要的作用，而经纬度坐标系统作为测绘中最常用的坐标系统之一，经常遇到一些常见问题。

在本文中，将探讨一些与经纬度坐标相关的常见问题，并给出解决方案。

一、坐标转换问题在测绘工作中，常常需要进行不同坐标系统之间的转换。

例如，将经纬度坐标转换为UTM坐标系统，或者将UTM坐标转换为经纬度坐标。

这个过程中往往会遇到一些误差，导致转换结果不准确。

解决这个问题的方法是使用专业的坐标转换软件。

这种软件可以根据不同的坐标系统参数进行转换，确保转换结果的准确性。

在使用坐标转换软件时，还需要注意选择正确的参数和转换方法，以避免出现误差。

二、误差累积问题在大范围的测绘工作中，由于地球形状和尺度的复杂性，坐标的测量误差会逐渐累积，导致测绘结果的精度下降。

这对于需要高精度测绘的项目来说是一个重要问题。

为了解决这个问题，可以采用差分GPS技术。

差分GPS技术可以通过在已知控制点上设置一个基准站，实时校正测量站的误差，从而提高测绘的精度。

此外，还可以采用网络RTK技术，利用多个基准站实时传输校正数据，进一步提高测绘精度。

三、坐标偏移问题由于地球的非球形性和地球引力的影响，经纬度坐标与实际地理位置之间存在一定的偏移。

特别是在高纬度地区，这种偏移现象更加明显。

解决这个问题的方法是采用大地基准系统。

大地基准系统是一种基于地球形状的数学模型，可以将球面上的坐标映射为平面上的坐标，从而减小坐标的偏移误差。

常用的大地基准系统包括WGS-84和中国2000大地坐标系。

四、坐标精度问题经纬度坐标通常以度为单位来表示，但在一些需要高精度的测绘工作中，度的精度可能不够。

例如，在城市规划和工程建设中，可能需要以米或厘米来表示坐标。

为了提高坐标精度，可以采用度分秒表示法。

度分秒表示法将坐标精确到小数点后几位，从而提高精度。

此外，还可以使用高精度的测量仪器和技术，如全站仪和测量相位仪，来测量坐标，从而提高精度。

GPS坐标偏移与转换，值得学习！开篇的话“相同的经纬度坐标在地图上显示会有偏移”您有没有遇到相似的情形？各种坐标体系之间如何转换？到底有哪些坐标体系？什么是火星坐标？GPS是怎样定为坐标的现在全球有四个卫星定位系统：美国的全球定位系统GPS （Global Positioning System）,俄罗斯的格洛纳斯GIONASS,欧盟的伽利略系统，我国的北斗。

每个系统都有几个部分：星载部分、控制部分、以及用户部分。

每个卫星在运行中，发送电磁波信息、包含时间、位置等等，用户部分根据定位装置接收信号，然后进行方程解算，由于要更多的解因子，所以GPS系统下，一般三颗卫星信号锁定后才能计算三差解，也就是粗略定位结果了。

一、坐标体系常见的坐标体系有哪些：1）GPS坐标（wgs84）wgs84 :WorldGeodetic System 1984，(全世界最流行的基准标准系统) ，是由美国国防部制图局建立，于1987年取代了当时GPS所采用的坐标系统(WGS-72坐标系统)。

WGS-84坐标系的坐标原点位于地球的质心，Z轴指向BIHl984.0定义的协议地球极方向，X轴指向BIHl984.0的起始子午面和赤道的交点。

GPS系统直接通过卫星定位获得的坐标，一般由经度和纬度两个参数组成，也叫经纬度。

由0°经线和赤道确定，地球从格林尼治向东、西各划分180个经度；从赤道起，向南、北也各划分90个纬度。

单位是六十进制(度：分：秒，字母表示方向)或十进制(正/负十进制度)的。

谷歌地球，googleearth上取到的，是GPS坐标，而且是度分秒形式，如图：2）GCJ02GCJ-02是国内最广泛使用的坐标体系。

是由中国国家测绘局制订的地理信息系统的坐标系统。

它是一种对经纬度数据的加密算法，即加入随机的偏差，就是对真实坐标系统进行人为的加偏处理，按照特殊的算法，将真实的坐标加密成虚假的坐标，而这个加偏并不是线性的加偏，所以各地的偏移情况都会有所不同。