万能坐标转换_范文大全

万能坐标转换

【范文精选】万能坐标转换

【范文大全】万能坐标转换

【专家解析】万能坐标转换

【优秀范文】万能坐标转换

范文一:万能坐标转换9.70及其应用 投稿:蒋笵笶

软件应 用・ S fot w a r   eA ppl i cat i o n 

万能

标坐换 9 转 .7 0其应用及

文/  王静 

_

_

__

__

_

 

二  

 

   …

本 文 绍介 款 在一 房地 产开  {   5发管理工作 中 涉及大 地 坐标转  换  1 

争万 能坐 标 转 换  7 0 .免费 版 ::  藕

 藕   一-一 三 ]   ^ 

 

。 ^  : 、

  妊 m抖  r  把 №帅 L  №  ≯(  3

  j  4    ¥ }  ・   :・1   F£ 

 妊 度 摊 矗一 里 嘲 ^l  

} l 4   ? 【 噩’ # 

 

计机软件算 使用的及 操其作技 巧。   

 

/I 

认斟标   } I .盥 , ..  癫 一 5 ・  .

’ l l }  f

^ 靴  牛  髓 _。  

蜃示 倒  1 17 ’   车鲑

蚩磬 

 斛l 翟 

*7

7 

 嗣 y蝴  n 0略封  

淤 勰

度 号  2 带0 .  帚廑号为 3 g 

日7 T .  自千央 拽午 罡  障后   带 *同 尾,  都 拉 售Y 相目是 .

J   

【关 词键】万 能坐 标转

换地寿产开  

计 算机凝软 件应 用

0   日    灿 正为x   i   b增 太).末 向  Y   I目  增 大 i  一 般末向 T 葡《位    是 *.  软  件鹪 甘 蒂号. 自 轩后   簦 位 敏 

0 

套堕 T 周蕾 义  粤定  蛙 赴为午5 0 口 O 0 。术, 埘 .忡t% l ∞ T 8I蚰干  午 女 晒,对倒 干 u7    蛮拽 .  三童 带标 为 ∞ % ● 1 2 3 7  8 9 .  0 女 t抹盘口 种格  武可 §柏转  .^ 。 .g‘ ∞ 5 9  自廑静 I B .3 9 : 5 9 5:9  9  母   ・c . 5  札 9   十9谴 制D ∞ 9・" 幅 ∞ *赓 . 0  示 ■- Ⅲ^’  ‘ l7∞。 瞳静) 的方骨鲁 1 1 7  5 】4  5】 14   7 93[ 州. .“ F 6, T 对席 辅^ 廛 静 待  F s   ^鞠 号  

酋 先

明要确 需 转 要 换的大地 坐 标 于属哪 个   标坐系,要在是 …坐同标 系  转 换内 还是 两 个在  不同坐 系之标 间转 换,在  万 坐能标 转 换 9 . O7 费版免 软  操 作件界 面 选 转 择  换模式 。后选然默择认坐 标 类型 默 和认央 中子线午 。  在 数 窗据口 上 角选右择 大地   坐 标 经纬度 的输   出式格 ,该件软支 持

5种主 要格式   。 3 . 1 键用 盘 快速 输 入   纬 度经 坐标 

房 地

产 开发 及其管理过程 有中 时会也  用到 地 大坐 以 及标经 纬 度 确 地 球 上定某 一 点 的 问  题 在 一 些技 术图纸常常上标会大注坐地或 标 者纬 度,经由于注标式方不 ,在同实际 工作   中经会遇 到大常坐标与地纬度相经转互 换题 问 。 手工计 及其复杂算使用,算计机件软进转行  换 就如易反掌 万. 坐能 转换 9标 .7 O免 费 版用起  十 来分 方便 。 

图1

:件 工软作 面截界图

(也 可 从 部 复 制外  我国 有京北5 4 、 安 西 O8 国、家 200 0 参(

 

1 地大 坐 标相 关 概 

1念 ・地 图 1盖覆  

数物最近国接 际GW S8 4) 等常规标 系坐,都采  北用方为上 一x一 正, 东为右方 Y _一 ,正上 北 下   南左西 右 东的绘 方 式图 。 与这 平 时的数 学坐 标  系右统 为x正、 上为 Y不同,需要特正 别注意。   些地有方政 府出 各于原因种, 使 用地方 坐标系 ,  在常规坐标是上进系 行平与移转旋成的形。

1 5 各 坐 标个系的 区别 联与系  

粘数据 )例如要输贴 : 3入9 。 73  26 2 5 .6” 一…   39 [ F 5】 3[ F76 ] 26 2 . 5[ 6 7 F,F 5 】、F 、6   7分 F别应对 键 的盘分度 输 秒入,可 大加快  数据大录入速度的  

。… …一

3 一. 把 2 纬经 度坐 标 转 换公 里为 网坐 标 

在①第行选择二 [在同一坐标 系转内 ] 换;  根 据 实际 选择 右侧 【的经纬 度一 公里网 。  

】所

有 加或叠 覆盖到 地 图 的容 内我,们 统  称地 图为覆盖 物如。标注矢量 图形元、 素( 包 括 折: 和多线边形和 圆) 、 定位图 标等 。

  .12 坐 标 系

技术 水  、平 历机史 及 国缘 保 家密 等原  因 ,历史 上 形 了多 套 坐 标成基 准 体 系。 套每基  准 系又体分对别应 大地坐标 系( 经纬度以来  标识各 点 )、 间直空坐标角 、高斯系 面直平角坐 标 系( 常说 的公里 网 1 空。间 角直坐标 系 用 常于宇宙空间科 或研参中 数转间 换 ,常日 生活  使中用 较少常;测规一般使用量平面经纬及度 公  里 坐 标 网。公 里 网 坐 标 又根据 中 子央 线午及 误  精差 的度同.人不划为分为六带 度三、 度带和 一

京 54 西 安 、 08 及家 国 0 0 02标 系 坐是  面平斯投高坐影标系统 ,三者为因用 采地球的  数不同,参少有差别 。原先一般都使量用北 京  5坐4标 系:现 在 正

向 西安 8 坐0标 系 渡 过我   国测绘 局公布:几 年将 后过渡 再国家 2 为 0 00 坐标 系 。各 坐 个标 之系 可 以间 相 互转换  

。2 软

件应用  2

.1 件软 适操用作系 统 本

软 可件 装 安于 W niXp 、Wi n 20 0 0、  

W ni 2 0 03、 W in V ist a 、Wi n d os 7w、W n2 i 008、  

②在

第 三 行,击左 点 角上下拉框 ,选择 坐 类标。型 ③  在第四 行,点 下拉 击框设 置,合适   中的子午线央度值。经   在 第六④ 行, 击点 两侧 按 项钮 设, 置  侧两的 标 坐格 式XYH 或 YXH。   ⑤ 在左侧 网格框 中 ,示按 例格式 入录数   据 点击 下 的转换部按 ,完钮坐成标转换 任务 ⑥。 击 点两 个网框 上格部 的保 存 按,钮存  储 前当数 据以,下次使备。  

用3. 公3 里 坐网标转 为 经换纬 度 标  ( 坐1)在 第 二 行 选 择『 在 一同 坐 标系内转   1换 ,根 据实 际 择选右侧 【的公 里 网经纬一度 】。 ( 2 ) 第住三 行, 点 击 左上角 下 拉框 ,   选坐择类型 。  标( )3 第 在四行 , 点 下拉击框 , 设 置 合 适 的 中子央线经度午。 值   4)在(第 六 行 , 击 两 侧点按 钮 ,项设置   两 侧 的 坐 格标式 X H或 YYHX 。  5()在 左 侧 网格 框中 ,按 示 例 式 录 格入

 

i n dWo ws 7 等 操作系 统 中 ,支 持 2位3 统 。 。系 

五点 度 带 标 坐  

1。 .3 经纬 度坐 标 

本软 件经已 多杀款毒软检测 件,个别 毒软件 杀 有时出现误报 并非真,的 有或毒木马 软。件  的提较 示多,一般每操作都在状项栏 态给 予中相  提示,使用应中意留态栏状。

2  . 软 2 的件主要 功 能 

大地坐 标系 称为 俗经纬度 坐标 系 采, 用地球 ff 1 心为参作考心进行投影中。 经度纬 竖一 向为   度 X 纬(B)、 横向为 经 Y 度 (L,)按  经度把地划 球橘子成瓣状分带。度采用赤道纬 为起 始度 、北0为极9 0 度 向北 增 大,,北半 球 记作纬北 XX。度经采度 英国用伦敦格林的  威治 天台文 作起为始 0度 , 东向记东作经X X  度。经度按每 1 5度划分时区,共 2 4 个 时,区  对 应 42小,时此 与坐标 分无 关。带我国 首都  处于 经东l 7度】 、纬 4 0北度 近 ,附 属于 东8  区时 1( 5 0 — 2 1度0) 由。采 于用分秒度格 表示  式 理 位 地 置 利不于 日 常 使 用, 又入公引里坐标网 。 

能万坐 转 标 9 换

. 70免 费 版 软 件是 一款 百

科计 工具算,可足满 生 学、办公 人、员科工技 数   点击据 下 部 的换转按钮 , 完 成标坐转 换 任 。务   作 者等 日常习学作需工求 。主可要 成坐完转  ( 标 )点 击 6 个 网格两框 上 部 的保 存 按 ,钮  换 坐、 标 带换、 地 形图 分 幅编 与、 手号 持G PS  存储 当数据, 前备以 卜次 用。使  参数 置、数设值算、表计达式算计 复、 杂的公  式算计、 角度变换进、制算换数理、计 、计  作统简介者  面体算产 状 计算、的距离点方位 面积、计及  算王静 ,,女林省吉平市人四政民办府公 机 室 关 形图显示等 功能 ;有并各专业计算 图 ,用册  房户 管理产修 处维级经高济 师  可自主 入输辑编式公 完,专业计成 算具有 。 易操 作 模糊计、算、人 化性计、算度 高等特精 。点 作 单者位

1 . 4 我国常坐用标 系 

3大地坐

转 标换

 吉林省 平市四民人政办府公室产管房 理修处维

吉林省四 市 平1  3 60 0 0  

q7 ・电子 桔 术 敏 与 件工 程   El cet r on i c   T e c h n ol  ̄o v &So f t w ar  e En Rin e r ein R  

范文二:万能坐标转换工具 投稿:周冭冮

万能坐标转换工具(gps坐标与经纬度转换工具)附下载地址

发表于 2012 年 8 月 8 日 由 dknht

先安装好万能坐标转换工具,这个工具需要office的支持,要想使用的话先安装好

office2003

安装好后,进入软件,如下图所示

选择万能坐标转换

有各种坐标的转换,看你的gps导航仪是3度带还是6度带还是1.5度带

以下是参数选择,根据你自己的实际情况选择吧

下面2图是在左边窗口输入经纬度,点这个

然后在右边窗口转换成3度带

下面2图是左边3度带,点这个

在右边转换成经纬度

其中最后一个选项要是没有的话,直接输入经纬度或者gps的两个坐标转换就可以了。

软件下载地址:http://pan.baidu.com/netdisk/singlepublic?fid=907108_3382832378

范文三:万能坐标转换9.70及其应用 投稿:潘鮚鮛

摘 要 本文介绍一款在房地产开发与管理工作中涉及大地坐标转换计算机软件的使用及其操作技巧。

  【关键词】万能坐标转换 计算机软件应用 房地产开发

  房地产开发及其管理过程中有时也会用到大地坐标以及经纬度确定地球上某一点的问题。在一些技术图纸上常常会标注大地坐标或者经纬度,由于标注方式不同,在实际工作中经常会遇到大地坐标与经纬度相互转换问题。手工计算及其复杂,使用计算机软件进行转换就易如反掌,万能坐标转换9.70免费版用起来十分方便。

  1 大地坐标相关概念

  1.1 地图覆盖物

  所有叠加或覆盖到地图的内容,我们统称为地图覆盖物。如标注、矢量图形元素(包括:折线和多边形和圆)、定位图标等。

  1.2 坐标系

  因技术水平、历史机缘及国家保密等原因,历史上形成了多套坐标基准体系。每套基准体系又分别对应大地坐标系(以经纬度来标识各点)、空间直角坐标系、高斯平面直角坐标系(常说的公里网)。空间直角坐标系常用于宇宙空间科研或参数中间转换,日常生活中使用较少;常规测量一般使用平面经纬度及公里网坐标。公里网坐标又根据中央子午线及误差精度的不同,人为划分为六度带、三度带和一点五度带坐标。

  1.3 经纬度坐标

  大地坐标系俗称为经纬度坐标系,采用地球中心作为参考中心进行投影。经纬度―竖向为纬度X(B)、横向为经度Y(L),按经度把地球划成橘子瓣状分带。纬度采用赤道为起始0度、北极为90度,向北增大,北半球记作北纬XX度。经度采用英国伦敦的格林威治天文台作为起始0度,向东记作东经XX度。经度按每15度划分时区,共24个时区,对应24小时,此与坐标分带无关。我国首都处于东经117度、北纬40度附近,属于东8时区(105-120度)。由于采用度分秒格式表示地理位置不利于日常使用,又引入公里网坐标。

  1.4 我国常用坐标系

  我国有北京54、西安80、国家2000(参数最接近国际WGS84)等常规坐标系,都采用北方为上-X-正,东方为右-Y-正,上北下南左西右东的绘图方式。这与平时的数学坐标系统右为X正、上为Y正不同,需要特别注意。有些地方政府出于各种原因,使用地方坐标系,是在常规坐标系上进行平移与旋转形成的。

  1.5 各个坐标系的区别与联系

  北京54、西安80及国家2000坐标系是平面高斯投影坐标系统,三者因为采用的地球参数不同,有少量差别。原先一般都使用北京54坐标系;现在正向西安80坐标系过渡;我国测绘局公布几年后将再过渡为国家2000坐标系。各个坐标系之间可以相互转换。

  2 软件应用

  2.1 软件适用操作系统

  本软件可安装于WinXp、Win2000、Win2003、WinVista、Windows7、Win2008、Windows7等操作系统中,支持32位系统。。本软件已经多款杀毒软件检测,个别杀毒软件有时出现误报,并非真的有毒或木马。软件的提示较多,一般每项操作都在状态栏中给予相应提示,使用中留意状态栏。

  2.2 软件的主要功能

  万能坐标转换9.70免费版软件是一款百科计算工具,可满足学生、办公人员、科技工作者等日常学习工作需求。主要可完成坐标转换、坐标换带、地形图分幅与编号、手持GPS参数设置、数值计算、表达式计算、复杂的公式计算、角度变换、进制换算、数理统计、计算面体产状、计算点的距离方位、面积计算及图形显示等功能;并有各专业计算图册,用户可自主输入编辑公式,完成专业计算。具有易操作、模糊计算、人性化、计算精度高等特点。

  3 大地坐标转换

  首先要明确需要转换的大地坐标属于哪个坐标系,是要在同一坐标系内转换还是在两个不同坐标系之间转换,在万能坐标转换9.70免费版软件操作界面选择转换模式。然后选择默认坐标类型和默认中央子午线。在数据窗口右上角选择大地坐标经纬度的输出格式,该软件支持5种主要格式。

  3.1 用键盘快速输入经纬度坐标

  (也可从外部复制粘贴数据)例如要输入: 39°37′26.256″------------ 39 [F5] 37 [F6] 26.256 [F7] ,F5、F6、F7分别对应键盘的度分秒输入,可大大加快数据的录入速度。

  3.2 把经纬度坐标转换为公里网坐标

  ①在第二行选择[在同一坐标系内转换];根据实际选择右侧的【经纬度--公里网】。

  ②在第三行,点击左上角下拉框,选择坐标类型。

  ③在第四行,点击下拉框,设置合适的中央子午线经度值。

  ④在第六行,点击两侧按钮项,设置两侧的坐标格式 XYH 或 YXH。

  ⑤在左侧网格框中,按示例格式录入数据;点击下部的转换按钮,完成坐标转换任务。

  ⑥点击两个网格框上部的保存按钮,存储当前数据,以备下次使用。

  3.3 公里网坐标转换为经纬度坐标

  (1)在第二行选择[在同一坐标系内转换],根据实际选择右侧的【公里网--经纬度】。

  (2)在第三行,点击左上角下拉框,选择坐标类型。

  (3)在第四行,点击下拉框,设置合适的中央子午线经度值。

  (4)在第六行,点击两侧按钮项,设置两侧的坐标格式 XYH 或 YXH。

  (5)在左侧网格框中,按示例格式录入数据;点击下部的转换按钮,完成坐标转换任务。

  (6)点击两个网格框上部的保存按钮,存储当前数据,以备下次使用。

  作者简介

  王静,女,吉林省四平市人民政府办公室机关房产管理维修处高级经济师。

  作者单位

  吉林省四平市人民政府办公室房产管理维修处 吉林省四平市 136000

范文四:坐标转换1 投稿:贾傸傹

WGS84坐标与北京54坐标转换

转自GIS中的坐标系定义与转换

1. 椭球体、基准面及地图投影

GIS中的坐标系定义是GIS系统的基础,正确定义GIS系统的坐标系非常重要。GIS中的坐标系定义由基准面和地图投影两组参数确定,而基准面的定义则由特定椭球体及其对应的转换参数确定,因此欲正确定义GIS系统坐标系,首先必须弄清地球椭球体(Ellipsoid)、大地基准面(Datum)及地图投影(Projection)三者的基本概念及它们之间的关系。

基准面是利用特定椭球体对特定地区地球表面的逼近,因此每个国家或地区均有各自的基准面,我们通常称谓的北京54坐标系、西安80坐标系实际上指的是我国的两个大地基准面。我国参照前苏联从1953年起采用克拉索夫斯基(Krassovsky)椭球体建立了我国的北京54坐标系,1978年采用国际大地测量协会推荐的1975地球椭球体建立了我国新的大地坐标系--西安80坐标系,目前大地测量基本上仍以北京54坐标系作为参照,北京54与西安80坐标之间的转换可查阅国家测绘局公布的对照表。 WGS1984基准面采用WGS84椭球体,它是一地心坐标系,即以地心作为椭球体中心,目前GPS测量数据多以WGS1984为基准。

上述3个椭球体参数如下:

椭球体与基准面之间的关系是一对多的关系,也就是基准面是在椭球体基础上建立的,但椭球体不能代表基准面,同样的椭球体能定

义不同的基准面,如前苏联的Pulkovo 1942、非洲索马里的Afgooye基准面都采用了Krassovsky椭球体,但它们的基准面显然是不同的。

地图投影是将地图从球面转换到平面的数学变换,如果有人说:该点北京54坐标值为X=4231898,Y=21655933,实际上指的是北京54基准面下的投影坐标,也就是北京54基准面下的经纬度坐标在直角平面坐标上的投影结果。

2. GIS中基准面的定义与转换

虽然现有GIS平台中都预定义有上百个基准面供用户选用,但均没有我们国家的基准面定义。假如精度要求不高,可利用前苏联的Pulkovo 1942基准面(Mapinfo中代号为1001)代替北京54坐标系;假如精度要求较高,如土地利用、海域使用、城市基建等GIS系统,则需要自定义基准面。

GIS系统中的基准面通过当地基准面向WGS1984的转换7参数来定义,转换通过相似变换方法实现,具体算法可参考科学出版社1999年出版的《城市地理信息系统标准化指南》第76至86页。假设Xg、Yg、Zg表示WGS84地心坐标系的三坐标轴,Xt、Yt、Zt表示当地坐标系的三坐标轴,那么自定义基准面的7参数分别为:三个平移参数ΔX、ΔY、ΔZ表示两坐标原点的平移值;三个旋转参数εx、εy、εz表示当地坐标系旋转至与地心坐标系平行时,分别绕Xt、Yt、Zt的旋转角;最后是比例校正因子,用于调整椭球大小。

美国国家测绘局(National Imagery and Mapping Agency)公布了世界大多数国家的当地基准面至WGS1984基准面的转换3参数

(平移参数),可从 下载,其中包括有香港Hong Kong 1963基准面、台湾 Hu-Tzu-Shan 基准面的转换3参数,但是没有中国大陆的参数。

实际工作中一般都根据工作区内已知的北京54坐标控制点计算转换参数,如果工作区内有足够多的已知北京54与WGS84坐标控制点,可直接计算坐标转换的7参数或3参数;当工作区内有3个已知北京54与WGS84坐标控制点时,可用下式计算WGS84到北京54坐标的转换参数(A、B、C、D、E、F):x54 = AX84 + BY84 + C,y54 = DX84 + EY84 + F,多余一点用作检验;在只有一个已知控制点的情况下(往往如此),用已知点的北京54与WGS84坐标之差作为平移参数,当工作区范围不大时精度也足够了。

从Mapinfo中国的URL()可下载到包含北京54、西安80坐标系定义的Mapinfow.prj文件,其中定义的北京54基准面参数为:

(3,24,-123,-94,-0.02,0.25,0.13,1.1,0),西安80基准面参数为:(31,24,-123,-94,-0.02,0.25,0.13,1.1,0),文件中没有注明其参数的来源,我发现它们与Mapinfo参考手册附录G"定义自定义基准面"中的一个例子所列参数相同,因此其可靠性值得怀疑,尤其从西安80与北京54采用相同的7参数来看,至少西安80的基准面定义肯定是不对的。因此,当系统精度要求较高时,一定要对所采用的参数进行检测、验证,确保坐标系定义的正确性。

3. GIS中地图投影的定义

我国的基本比例尺地形图(1:5千,1:1万,1:2.5万,1:5万,1:10万,1:25万,1:50万,1:100万)中,大于等于50万的均采用高斯-克吕格投影(Gauss-Kruger),又叫横轴墨卡托投影(Transverse

Mercator);小于50万的地形图采用正轴等角割园锥投影,又叫兰勃特投影(Lambert Conformal Conic);海上小于50万的地形图多用正轴等角园柱投影,又叫墨卡托投影(Mercator),我国的GIS系统中应该采用与我国基本比例尺地形图系列一致的地图投影系统。

在MapX中坐标系定义由基准面、投影两部分参数组成,方法如下:

CoordSys.Set(Type, [Datum], [Units], [OriginLongitude],

[OriginLatitude],

[StandardParallelOne], [StandardParallelTwo], [Azimuth],

[ScaleFactor],

[FalseEasting], [FalseNorthing], [Range], [Bounds],

[AffineTransform])

其中参数:Type表示投影类型,Type为1时地图坐标以经纬度表示,它是必选参数,它后面的参数都为可选参数;

Datum为大地基准面对象,如果采用非地球坐标(NonEarth)无需定义该参数;

Units为坐标单位,如Units为7表示以米为单位;

OriginLongitude、OriginLatitude分别为原点经度和纬度;

StandardParallelOne、StandardParallelTwo为第一、第二标准纬线;

Azimuth为方位角,斜轴投影需要定义该参数;

ScaleFactor为比例系数; FalseEasting, FalseNorthing为东伪偏移、北伪偏移值; Range为地图可见纬度范围;

Bounds为地图坐标范围,是一矩形对象,非地球坐标(NonEarth)必须定义该参数;

AffineTransform为坐标系变换对象。

相应高斯-克吕格投影、兰勃特投影、墨卡托投影需要定义的坐标系参数序列如下:

高斯-克吕格:

投影代号(Type),基准面(Datum),单位(Unit),

中央经度(OriginLongitude),原点纬度(OriginLatitude), 比例系数(ScaleFactor),

东伪偏移(FalseEasting),北纬偏移(FalseNorthing)

兰勃特:

投影代号(Type),基准面(Datum),单位(Unit),

中央经度(OriginLongitude),原点纬度(OriginLatitude),

标准纬度1(StandardParallelOne),标准纬度2(StandardParallelTwo), 东伪偏移(FalseEasting),北纬偏移(FalseNorthing)

墨卡托:

投影代号(Type),基准面(Datum),单位(Unit),

原点经度(OriginLongitude),原点纬度(OriginLatitude), 标准纬度(StandardParallelOne)

在城市GIS系统中均采用6度或3度分带的高斯-克吕格投影,因为一般城建坐标采用的是6度或3度分带的高斯-克吕格投影坐标。高斯-克吕格投影以6度或3度分带,每一个分带构成一个独立的平面直角坐标网,投影带中央经线投影后的直线为X轴(纵轴,纬度方向),赤道投影后为Y轴(横轴,经度方向),为了防止经度方向的坐标出现负值,规定每带的中央经线西移500公里,即东伪偏移值为500公里,由于高斯-克吕格投影每一个投影带的坐标都是对本带坐标原点的相对值,所以各带的坐标完全相同,因此规定在横轴坐标前加上带号,如(4231898,21655933)其中21即为带号,同样所定义的东伪偏移值也需要加上带号,如21带的东伪偏移值为21500000米。

假如你的工作区位于21带,即经度在120度至126度范围,该带的中央经度为123度,采用Pulkovo 1942基准面,那么定义6度分带的高斯-克吕格投影坐标系参数为:(8,1001,7,123,0,1,21500000,0)。

那么当精度要求较高,实测数据为WGS1984坐标数据时,欲转换到北京54基准面的高斯-克吕格投影坐标,如何定义坐标系参数呢?你可选择WGS 1984(Mapinfo中代号104)作为基准面,当只有一个已知控制点时(见第2部分),根据平移参数调整东伪偏移、北纬偏移值实现WGS84到北京54的转换,如:(8,104,7,123,0,1,21500200,

-200),也可利用 AffineTransform坐标系变换对象,此时的转换系数(A、B、C、D、E、F)中A、B、D、E为0,只有X、Y方向的平移值

C、F ;当有3个已知控制点时,可利用得到的转换系数(A、B、C、D、E、F)定义 AffineTransform坐标系变换对象,实现坐标系的转换,如:(8,104,7,123,0,1,21500000,0,map.AffineTransform),其中AffineTransform定义为AffineTransform.set(7,A、B、C、D、E、F)(7表示单位米);当然有足够多已知控制点时,直接求定7参数自定义基准面就行了。

范文五:几种坐标转换 投稿:贺柙柚

浅析几种常用坐标系和坐标转换 时间:2010-05-11 21:27:32 来源:网络 作者:未知 我要投稿 我要收藏 投稿指南

摘要: 一般来讲,GPS直接提供的坐标(B,L,H)是1984年世界大地坐标系(Word Geodetic System 1984即WGS-84)的坐标,其中B为纬度,L为经度,H为大地高即是到WGS-84椭球面的高度。而在实际应用中,我国地图采用的是1954北京坐 标系或者1980西安坐标系下的高斯投影坐标(x,y,),不过也有一些电子地图采用1954北京坐标系或者1980西安坐标系下的经纬度坐标 (B,L),高程一般为海拔高度h。

一般来讲,gps直接提供的坐标(b,l,h)是1984年世界大地坐标系(word geodetic system 1984即wgs-84)的坐标,其中b为纬度,l为经度,h为大地高即是到wgs-84椭球面的高度。而在实际应用中,我国地图采用的是1954北京坐 标系或者1980西安坐标系下的高斯投影坐标(x,y,),不过也有一些电子地图采用1954北京坐标系或者1980西安坐标系下的经纬度坐标 (b,l),高程一般为海拔高度h。

gps的测量结果与我国的54系或80系坐标相差几十米至一百多米,随区域不同,差别也不同,经粗落统计,我国西部相差70米左右,东北部140米左右, 南部75米左右,中部45米左右。现就上述几种坐标系进行简单介绍,供大家参阅,并提供各坐标系的基本参数,以便大家在使用过程中自定义坐标系。 1、1984世界大地坐标系

wgs-84坐标系是美国国防部研制确定的大地坐标系,是一种协议地球坐标系。wgs-84坐标系的定义是:原点是地球的质心,空间直角坐标系的z轴指向 bih(1984.0)定义的地极(ctp)方向,即国际协议原点cio,它由iau和iugg共同推荐。x轴指向bih定义的零度子午面和ctp赤道的 交点,y轴和z,x轴构成右手坐标系。wgs-84椭球采用国际大地测量与地球物理联合会第17届大会测量常数推荐值,采用的两个常用基本几何参数:

长半轴a=6378137m;扁率f=1:298.257223563。

2、1954北京坐标系

1954北京坐标系是将我国大地控制网与前苏联1942年普尔科沃大地坐标系相联结后建立的我国过渡性大地坐标系。属于参心大地坐标系,采用了前苏联的克拉索夫斯基椭球体。其长半轴 a=6378245,扁率 f=1/298.3。1954年北京坐标系虽然是苏联1942年坐标系的延伸,但也还不能说它们完全相同。 3、1980西安坐标系

1978年,我国决定建立新的国家大地坐标系统,并且在新的大地坐标系统中进行全国天文大地网的整体平差,这个坐标系统定名为1980年西安坐标系。属参心大地坐标系。1980年西安坐标系xi'an geodetic coordinate system 1980 采用1975国际椭球,以jyd 1968.0系统为椭球定向基准,大地原点设在陕西省泾阳县永乐镇,采用多点定位所建立的大地坐标系.其椭球参数采用1975年国际大地测量与地球物理联合会推荐值,它们为:其长半轴a=6378140m; 扁率f=1/298.257。 4 高斯平面直角坐标系和utm

一般的地图均为平面图,其对应的也是平面坐标.因此,需要将椭球面上各点的大

地坐标,按照一定的数学规律投影到平面上成为平面直角坐标.目前世界各国采用最广泛的高斯- 克吕格投影和墨卡托投影(utm)均是正形投影(等角投影), 即该投影在小区域范围内使平面图形与椭球面上的图形保持相似。为了限制长度变形,,根据国际测量协会规定,将全球按一定经差分成若干带。我国采用6度带或3度带,6度带是自零度子午线起每隔经度。

高斯平面直角坐标系一般以中央经线(l0)投影为纵轴x, 赤道投影为横轴y,两轴交点即为各带的坐标原点。为了避免横坐标出现负值,在投影中规定将坐标纵轴西移500公里当作起始轴。为了区别某一坐标系统属于哪一带,通常在横轴坐标前加上带号,如(4231898m,21655933m),其中21即为带号。 城建坐标多采用三度带的高斯-克吕格投影。同一坐标系下的大地坐标(即经纬度坐标b,l)与其对应的高斯平面直角坐标(x,y)有严格的转换关系。现行的测绘的教科书的一般都有。

5、 地方独立坐标系

在我国许多城市测量与工程测量中,若直接采用国家坐标系下的高斯平面直角坐标,则可能会由于远离中央子午线,或由于测区平均高程较大,而导致长度投影变形 较大,难以满足工程上或实用上的精度要求。另一方面,对于一些特殊的测量,如大桥施工测量,水利水坝测量,滑坡变形监测等,采用国家坐标系在实用中也会很 不方便。因此,基于限制变形,以及方便实用,科学的目的,在许多城市和工程测量中,常常会建立适合本地区的地方独立坐标系。建立地方独立坐标系,实际上就 是通过一些元素的确定来决定地方参考椭球与投影面.地方参考椭球一般选择与当地平均高程相对应的参考椭球,该椭球的中心,轴向和扁率与国家参考椭球相同。 其椭球半径α1增大为:α1=α+δα1,δα1=hm+ζ0式中:hm为当地平均海拔高程,ζ0为该地区的平均高程异常。而地方投影面的确定中,选取过 测区中心的经线或某个起算点的经线作为独立中央子午线.以某个特定方便使用的点和方位为地方独立坐标系的起算原点和方位,并选取当地平均高程面hm为投影 面。

既然说到了不同的坐标系,就存在坐标转换的问题。关于坐标转换,首先要搞清楚转换的严密性问题,即在同一个椭球里的坐标转换都是严密的,而在不同的椭球之 间的转换这时不严密的。例如,由1954北京坐标系的大地坐标转换到954北京坐标系的高斯平面直角坐标是在同一参考椭球体范畴内的坐标转换,其转换过程 是严密的。由1954北京坐标系的大地坐标转换到wgs-84的大地坐标,就属于不同椭球体间的转换。

不同椭球体间的坐标转换在局部地区的采用的常用办法是相似变换法,即利用部分分布相对合理高等级公共点求出相应的转换参数。一般而言,比较严密的是用七参 数的相似变换法,即x平移,y平移,z平移,x旋转,y旋转,z旋转,尺度变化k。要求得七参数就需要在一个地区需要3个以上的已知点,如果区域范围不 大,最远点间的距离不大于30km(经验值),这可以用三参数,即x平移,y平移,z平移,而将x旋转,y旋转,z旋转,尺度变化k视为0,所以三参数只 是七参数的一种特例。

如果不考虑高程的影响,对于不同椭球体下的高斯平面直角坐标可采用四参数的相似变换法,即四参数(x平移,y平移,尺度变化m,旋转角度α)。如果用户要 求的精度低于20米,在一定范围(2'*2')内,就直接可以用二参数法(δb,δl)或(δx,δy)修正。但在实际操作中,这也取决于选取的公共点是 否合理,并保证其足够的精度。

范文六:1.1.5坐标转换 投稿:郝瑜瑝

1.1.5 坐标变换

上面的分析均是建立在单元的局部坐标系上,这样得出的刚度矩阵简单一些.但是在研究结点的平衡时,由于每个结点通常总是连接两个以上的单元,与之有关的结点力分别属于不同的单元,这时如果采用单元专有的局部坐标就很不方便.另外结点位移的量度也应沿着统一的坐标轴才易体现位移的协调条件,因而要把局部坐标系的刚度矩阵转换到各单元统一的总体坐标系中。

===

如图1.1.7所示,在工程实际中,杆单元可能处于整体坐标系(global coordinate system)中的任意一个位置,这需要将原来在局部坐标系(local coordinate system)中所得到的单元表达式等价地变换到整体坐标系中,这样,不同位置的单元才有公共的坐标基准,以便对各个单元进行集成和装配。

=

=

图1.1.7平面问题中的杆单元的坐标变换

图1.1.7中的整体坐标系为(xOy),杆单元的局部坐标系为(xOy)。规定由总体坐标系x轴到局部坐标系x轴的夹角α逆时针为正.平面杆单元总体坐标系下的结点位移分量用ui,vi表示,局部坐标系下的位移分量用ui,vi表示.平面杆单元结点i总体坐标系结点位移在局部坐标系下的位移分量有

uiuicosα+visinα

vi=−uisinα+vicosα

同样对于j点有

uj

用矩阵表示为

ujcosα+vjsinα

−ujsinα+vjcosαvj=

ulcosαsinαul

δ{l}vsinαcosα−lvl

[λ]{l (l=i,j)

式中{δl},l分别表示l结点位移在局部坐标系和总体坐标系中的位移列阵,[λ]矩阵是方向余弦矩阵.对两结点杆单元,当用总体坐标系位移}

}表示局部坐标系中的位移{δ}时有转换关系

e

e

{δ}

e

uiviujvj

[λ]

0

ui0vi[λ]uj

vj

[T]{ (1.1.38)

e

式中[T]矩阵叫坐标变换矩阵.[T]矩阵是以[λ]阵为子阵的对角方阵.因[T]是正交矩阵,所以

[T]−1=[T]T,当用局部坐标系位移表示总体坐标系中的位移时有

e

=[T]{δ}

e

Te

利用类似的办法,可以建立起总体坐标系与局部坐标系间结点力的关系式

{R

e

e

e

=[T]

T

{R}

e

(1.1.39)

===(1.1.39),再把式(1.1.38)代入得 最后,把式[k]⋅{δ}={R}代入式

{R

令k=[T]

e

T

e

e

[T]

T

{R}

e

[T][k]{δ}

Tee

[T][k][T]Te

{

e



[k][T],则

R

{e

=ke

{ (1.1.40)

e

式(1.1.38),(1.1.39),(1.1.40)就是两种坐标系中的全部转换关系,利用式(1.1.40)就可很容易地将局部

坐标系的刚度矩阵转换为总体坐标系的刚度矩阵.对于图1.1.7所示的杆单元,其表示式为

cosαsinαe

k=0

0−sinα0=01=

0coαs00EA

0cosα−sinαl−1



0sinαcoαs00−10cosα=

−sinα000

0100



0000

sinα0coαs00cosα0−sinα

0

0sinα

coαs

cos2α

EAcosαsinα=

l−cos2α

−cosαsinα

cosαsinαsin2α−cosαsinα−sin2α−cos2α−cosαsinαcos2αcosαsinα

−cosαsinα

−sin2α

cosαsinα

sin2α

(1.1.41)

依照同样道理,在空间桁架的计算中,也可以进行方便的转换.设局部坐标的x,y,z轴与总体坐标轴x,y,z之间夹角方向余弦为cosx,x,cosx,y,cosx,z,cosy,x,cosy,y,

()

()()()()

cosy,z,cosz,x,cosz,y,cosz,z,则相应的位移关系为

()()()()

ui=uicosx,x+vicosx,y+wicosx,z

i

i

i

i

()()()

v=ucos(y,x)+vcos(y,y)+wcos(y,z) (1.1.42) w=ucos(z,x)+vcos(z,y)+wcos(z,z)

i

i

i

i

方向余弦矩阵[λ]为

cosx,x

cosy,x[λ]=

cosz,x

于是空间杆单元坐标变换矩阵[T]为

()()()()cos(y,y)cos(z,y)

cosx,y[λ]T=[]0

cosx,z

cosy,z



cosz,z

0

 (1.1.43) [λ]

()()()

单元在两个坐标系中刚度矩阵转换关系同样有

k=[T]

e

T



[k][T] (1.1.44)

e

总结以上坐标变换矩阵,需要指出,由于[T]矩阵中仅仅包含有坐标的倾角,可见当坐标轴平移时,[T]矩阵变成单位矩阵[I],对刚度矩阵没有影响,因而如果仅平行地移动坐标轴,刚度矩阵中元素值不变,矩阵的阶数也不改变.

1.1.6整体结构的平衡

一旦在公共的总体坐标系中求得了单元刚度矩阵,下一步的工作是将全部单元的刚度矩阵叠加起来,得到整个结构的刚度矩阵.集合单元矩阵和向量的方法是以单元结点处的“协调性”要求为基础.这意味着在结点处各单元是连在一起的.在统一的坐标系内,与任一结点i相连的各单元,在此结点处的位移是相同的,它们对i结点的作用力,与i结点上的外载荷是互相平衡的.因此,可在统一的坐标系内,将全部单元的刚度矩阵叠加起来,就得到整个结构的刚度矩阵

K=∑k (1.1.45) e=1

具体做法是把各单元刚度矩阵中的元素值按全结构位移排列顺序,逐个装入相应的位置上.K

n

e

]

为对称、奇异、带状的稀疏阵.有了K之后,即可得到全结构全部结点载荷列阵R与全部结点位移列阵δ间的关系,即全结构的平衡方程

K⋅=R (1.1.46)

应注意到,结点载荷与结点力是不相同的,前者是结构在结点处受到的外载荷,后者是单元结点处受到的内力.本书中用{Ri}表示结点外载荷,用{Fi}表示结点内力。

]}

}

]

1.1.7边界条件的处理

集合成的结构总刚度矩阵是奇异的,因而它的逆不存在,所以从方程(1.1.46)不能解出结点位移

.这种情况的物理意义是,除非提供某些支承约束来保持物体或结构在载荷作用下的平衡,否则

承载物体或结构就会自由地做不受限制的刚体运动.因而在求解{手}以前,必须把某些边界条件或支承条件引入方程(1.1.46).如果结构平衡成立,对于平面结构,它必须满足

∑X

∑X

0,∑Y

0,∑Y

0,∑M0,,∑Z

对于空间结构,它必须满足

=0,∑M=====

0,∑M0∑M0.由于结构满足上述三个或六个平

衡条件,而结构刚度方程是按各结点力平衡方程列出,因而自由结构中按结点列出的平衡方程组必有三个或六个是线性相关的,致使自由结构刚度矩阵呈现奇异性,例如下图1.1.8所示的桁架装配好之后的总刚度矩阵为

=

=

很显然一、三、五、七行是线性相关的,用三、五、七行元素乘一1叠加即得第一行中元素值.同

=====

理二、四、六、八行;一、四、八行也是线性相关的.如果线性相关行列不处理.K是奇异矩阵,不能求逆.在结构分析中,采用引入边界条件的办法删去相关的行(列).本例中,结点2,3,4的x,y

==

]

方向不能发生位移,所以位移边界条件是

u2v2u3

v3u4v40

用删行删列办法处理,将三至八行和三至八列删除,这样结构刚度方程简化为

0u12

K= 02+v1

处理边界条件的具体办法通常有三种:删行删列法,“置大数法”,“置1法"等.

例1.2

如图1.1.8所示三根杆子组成的简单桁架结构,结点编号及单元的几何、物理参数见图1.1.8,求结点1的位移、各杆内力、支座反力.

图1.1.8

解:

先计算各单元相对总体坐标系的刚度矩阵. ⑴ 杆1-2,

取1为局部坐标系原点,由1指向2为x轴正向,由x轴到x轴按逆时针为正,

则,按式[k]=∫[B][D][B]dV=α=225o,cosαsinαV

eT

EA1−1

有局部坐l−11

标系下的单刚为

按式

⑵ 杆1—3,

⑶ 杆

1-4,

组成全结构刚度矩阵,对三个杆单元单刚按对应行列组装叠加成结构总刚,

处理边界条件,用删行删列办法处理,缩聚之后的结构刚度方程为

其中,x,y为作用在节点1的x,y方向的载荷,求解上面的方程得

结构位移求得之后,可求单元节点力

{Re

=e

{δ}ek

例如,对于杆1-2有

因{R}=[T]R故

e

{

e

==U1V1U2V2

−1−100U1

1−100V

11。

0011−−2U2001−1V2

{R}1−2

e

同理可计算出杆1—3,杆1—4的结点力.

当然,以上计算出的结点力,如杆1—2必有V1=0,V2=0,U1=U2, (U1,或U2,为杆1—2的内力),如果为正,表示与局部坐标系x轴正向一致,反之为负.根据已计算的单元结点力,单元内力及支座反力不难求得.

由以上各节的分析可知,不论对什么样的杆件结构,其分析过程都是一样的,一般分析步骤为: (1)单元刚度矩阵分析,必要时先在局部坐标系内建立单元刚度矩阵,再变换到统一坐标系; (2)叠加形成结构的整体刚度矩阵,建立结构平衡方程K⋅=R; (3)加入位移约束条件,求解全结构平衡方程; (4)求解各单元的内力及应力.

]}}

例1.3

四杆桁架结构的有限元分析

如图1.1.9所示的结构,各个杆的弹性模量和横截面积都为

E=29.5×104N/mm2,A=100mm2,试求解该结构的节点位移、单元应力以及支反力。

图1.1.9 四杆桁架结构

解:

对该问题进行有限元分析的过程如下: (1)结构的离散化与编号

对该结构进行自然离散,节点编号和单元编号如图1.1.9所示,有关节点和单元的信息见表1.1~表1.3。

表1.1 节点及坐标

表1.2 单元编号及对应节点

表1.3 各单元的长度及轴线方向余弦

(2)各个单元的矩阵描述

由于所分析的结构包括有斜杆,所以必须在总体坐标下对节点位移进行表达,所推导的单元刚度矩阵也要进行变换,各单元经坐标变换后的刚度矩阵如下:

(3)建立整体刚度方程

将所得到的各个单元刚度矩阵按节点编号进行组装,可以形成整体刚度矩阵,同时将所有节点载荷也进行组装。

刚度矩阵: [K]=[k] 节点位移: {δ}=[u1

(1)

+[k]+[k]+[k]

(2)

(3)

(4)

v1u2v2u3v3u4

4

v4]

4

节点力: {P}={R}+{F}=Rx1Ry12×10Ry20−2.5×10Rx4Ry4

[]

T

=其中(Rx1Ry1)为节点1处沿x和y方向的支反力,Ry2为节点2处y方向的支反力,(Rx4Ry4)为

节点4处沿x和y方向的支反力。

整体刚度方程为

u1v1u2v2u3v3u4v4↓

↓22.685.76−15.0

0−7.68−5.76005.764.3200−5.76−4.3200u1=−15.0==0=15.0=0000

0v129.5×1060

0020.00−20.00

0u2v26000

−7.68−5.76

0022.685.76−15.00−5.76−4.32

0−20.05.7624.3200

u3v3

00=00−15.0015.000

000000

0

u4v4

Rx1

RRx1

y1R

y1Fx24

R2×10y2R

Fx3y2

0Fy3R−2.5×104

x4RRy4

x4Ry4

(4)边界条件的处理及刚度方程求解 边界条件BC(u)为:u1

v1v2u4v4

0,代入上方程式中,经化简后有

对该方程进行求解,有

所有的节点位移为

{δ}[0

00.271200.0565−0.222500]T

mm

(5)各单元应力的计算

σ(1

)=E[B][T]{δ}=E[−11]⋅[T]{δ} l

其中[T]为坐标转换矩阵。同理,可求出其他单元的应力

(6)支反力的计算

将节点位移的结果{δ}式代入整体刚度方程中,可求出

63

范文七:cad坐标转换 投稿:许耹耺

坐标转换

施工总平面图与各楼图纸之间坐标的转换,为全站仪放样提供正确的坐标数据,提高测量效率。

1.首先打开Auto CAD或者天正建筑软件。在总平图找到该楼(13#楼)的大地坐标,用纸笔记录两个坐标值(如图红圈所示)

2、下面接着打开所需转换的图纸,比如该楼的桩位图,墙柱平面图等 下面以墙柱平面图为例

3.在图形输入L,定义一个点的坐标,注意:这里先输入Y值再输入X值,且不输小数点,坐标输好后回车,直线的第二个点任意。 接着L,输入第二个点的坐标

4.输好之后用天正建筑里的【坐标标注】核对坐标数值

5.然后输入命令AL 选中要转换的图形 将图纸上的点和刚刚输入的两个坐标点依次对齐。

就OK了

6 .将图纸上对应的点和刚刚输入的两个坐标点依次对齐。图形对齐完

7.下图为已经转换好的坐标图,可以用坐标标注任意一点的坐标值

范文八:SECTION坐标转换 投稿:叶謸謹

利用Section转换坐标

本人是个制图初学者,对坐标转换一直采取最原始的转换,麻烦且容易出错,今天学会了利用Section转换坐标,愿与广大的初学者分享。

(一)点开“Section"图标;

(二)点击”文件“下方图标,出现对话框后点击”确定“,又出现对话框再点击”确定“;

(三)点开画面上方”2辅助工具“,点击”专题辅助“后”坐标转换工具“后的”坐标正反算“;

(四)在”坐标正反算“对话框中输入基础数。

(五)以 西安80坐标系 1.108°05′30″ 30°45′00″ 为例:

1、在左侧表格中录入一号点的序号及坐标,

序号 经度 纬度

1 1080530 304500

2、点击左下角的” ° ′ ″“前空心圈”o",成中心带点的圈;

3、点击右侧上方换算前“西安80”前的空心圈“o”,成中心带点的圈;

4、中央子午线设置为"108";

5、点击“正算”前“o”,成中心带点的圈;

6、点击下方“计算”,换算后的结果出现在" X Y "下方。

7、点击保存。

如果知道直角坐标,先填写X Y坐标,上方“2”步骤就点击“D,ms”;上方“5”步骤点击“反算”。其他步骤相同。

以上是是本人的一些浅见,但愿对你有所帮助。

范文九:坐标系转换 投稿:彭兟兠

坐标系的种类

坐标转换的意义

不同的导航定位系统使用不同的空间坐标系,即通过它们的卫星星历和历书所提供的卫星轨道信息所默认采用的空间坐标系。当利用单一GNSS的定位、定速结果自然也表达在此GNSS空间坐标系中。但是在利用多个GNSS联合定位、定速应用中,我们原则上应该首先将所有不同的GNSS卫星的轨道信息都变换到统一空间坐标系中,然后所进行的实质性定位、定速解算才具有正确的物理意义。

一般而言,我们从伪距测量的得到的位置信息为三维坐标,但是为方便使用,

我们通常将其转换为我们更为熟悉的大地坐标系,它通过给出一点的大地纬度、大地经度和大地高度,更加直观地告诉我们该点在地球中的位置。

各系统所使用坐标系

1. GPS

GPS采用了由美国国防部(DoD)下属的国防制图局(DMA)制定的世界大地坐标系(WGS), 经过多次的修改和完善,最终确定了将1984年版的大地坐标系(WGS-84)作为标准。 2. Galileo

Galileo系统所采用的空间坐标系基于国际地球参考框架(ITRF)。ITRF是由国际地球自转(及参考服务系统)服务(IERS)负责建立、维持的一个地心直角坐标系,也是国际公认的最为精确的全球参考框架。而Galileo系统所采用的是2005版的国际地球参考框架。 3. GLONASS

GLONASS原先采用前苏联的1985地心坐标系SGS-85,后再1994年改为SGS-90,前苏联解体之后SGS-90逐渐改名为PZ-90,和GPS的WGS-84一样,PZ-90也是一个自成一体的地心地固直角坐标系。 4. BeiDou

我国的BeiDou卫星系统最先采用1954北京坐标系和1985高程基准的组合,但此坐标系统并不能满足导航卫星厘米级的定位精度,后来改为2000国家大地坐标系(CGCS2000)。

不同的定位系统坐标系不同,对于GPS的WGS-84和Galileo的ITRF,他们的差异非常细微,在10cm范围内,但是WGS-84与GLONASS的PZ-90和BeiDou的CGCS2000之间的差异却不能忽略。

坐标转换原理

1. 不同空间直角坐标系的转换

设有两个空间直角坐标系O1X1Y1Z1和O2X2Y2Z2,这两个坐标系的原点不重合,坐标轴不平行,对应的坐标之间存在三个旋转角(欧拉角),记为x,y,z,两个坐标系的尺度也不一致,设O1X1Y1Z1的尺度为1,而设尺度变化为u,一般称为任意点Pi在两个坐标O2X2Y2Z2的尺度为1+u,

系中的坐标(XiI,YiI,ZiI)和(XiII,YiII,ZiII)之间的关系为三维转换模型。

如图两个定向直角坐标系:OXYZ和O'X'Y'Z',其坐标原点不相一致,即存在三个平移参数XYZ,其坐标轴相互不平行存在三个旋转参数,又因为两坐标系尺度不一样,从而引进一个尺度变化因子,表示为:

X'X'X0X

YY'RY'Y

0 

''ZZZZ0

当mx,my,mz很小时,旋转矩阵R可以写成

1mZmY

mZ1

mX

mYmX1

上式由七个变换参数X,Y,Z,mx,my,mz,组成,简称布尔莎七参数公式,其参数一般利用公共点的两套空间坐标(X,Y,Z)和(X',Y',Z')采用最小二乘法解得。上式写成矩阵形式为:

X0

Y0'

YZ0X'

X'Y'

'0mXZmYmZ

X100

Y010

Z001

X'Y'Z'

0Z'Y'

Z'0X'

进而写成误差方程式形式:

X0

Y0'

YZ0x

 X'yz0mXmYmZ

VX1

V0

YVZ0

010

001

X'Y'Z'

0Z'Y'

Z'0X'

按照上面的模型列出两个点的坐标转换方程,并将两式相减,就得到两点间的三维坐标差转换模型为:

XijIIXijI

0

YijII(1u)YijIZ

IIIYZZijij

Z

0X

I

XijYIXYij I0Zij

由于坐标差与平移参数无关,所以,由以上三坐标转换模型得到的坐标差转换模型完全相同。上式也可以写成:

IIII

XijXijXij0

IIIII YYYuijijijZIij

IIIIZijYijI

ZijZij

I

Zij

IXij

YijIx

 IXijy

0z

此外,还可以通过站心坐标与椭球中心的空间直角坐标系的关系,由上式,导出另一种实用的坐标差转换模型为

IIII

XijXijXijIIII

YijYijYijuij

IIIIZijZijZij

2. 大地坐标与三维直角坐标的转换

空间大地直角坐标(X,Y,Z)与空间大地坐标(B,L,H)是属于同一个坐标系统下的两种坐标表示方式,它们之间存在唯一的数学“换算”关系。

由(B,L,H)求(X,Y,Z):

X(NH)cosBcosL

Y(NH)cosBsinLZ[N(1-e2)H]sinB

 由(X,Y,Z) 求(B,L,H):

YLX

Z

Barctan2

2

XY

X2Y2HBcosB

e2N

1(NH)

1

 

其中N为卯酉圈曲率半径;e为子午椭圆的偏心率。大地纬度 B需要迭代计算。

范文十:GPS坐标转换 投稿:邹磺磻

GPS

坐标转换

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。

1.3 1980年西安坐标系

1980年西安坐标系采用了全面描述椭球性质的四个基本参数a 、GM、J2、ω。四个参数的数值采用的是1975年国际大地测量与地球物理联合会16届大会的推荐值:a=6378140m;GM=3986005x108m3/s2;J2=1082.63x10-6;ω=7292115X10-11rad/s.

1980年西安坐标系的原点位于我国的中部,陕西西安市的附近。椭球的短轴平行于由地球质心指向我国地极原点JYD1968。0的方向,起始大地子午面平行与我国起始天文子午面。大地点的高程是1956年青岛验潮站的黄海平均海水面为基准。

2 坐标系统的转换

一般情况下,我们使用的是1954年北京坐标系或1980年西安坐标系,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。要进行坐标系转换,离不开高斯投影换算,下面分别介绍用EXCEL进行换算的方法和GPS坐标转换方法。

2.1 用EXCEL进行高斯投影换算

从经纬度BL换算到高斯平面直角坐标XY(高斯投影正算),或从XY换算成BL(高斯投影反算),一般需要专用计算机软件完成,在目前流行的换算软件中,大都需要一个点一个点地进行,不能成批量地完成,给实际工作中带来了许多不便。但是,通过实验发现,用EXCEL可以很直观、方便地完成坐标换算工作,只需要在EXCEL的相应单元格中输入相应的公式即可。下面以54坐标系为例,介绍具体的计算方法。

完成经纬度BL到平面直角坐标XY的换算。在EXCEL中,选择输入公式的起始单元格,例如:第2行第1列(A2格)为起始单元格,各单元格的格式如下:、

单元格;单元格内容;说明

A2;输入中央子午线,以度.分秒形式输入,如115度30分则输入115.30;起算数据L0

B2;=INT(A2)+(INT(A2*100)-INT(A2)*100)/60+(A2*10000-INT(A2*100)*100)/3600;把L0化成度

C2;以度小数形式输入纬度值,如38°14′20″则输入38.1420;起算数据B

D2;以度小数形式输入经度值;起算数据L

E2;=INT(C2)+(INT(C2*100)-INT(C2)*100)/60+(C2*10000-INT(C2*100)*100)/3600;把B化成度

F2;=INT(D2)+(INT(D2*100)-INT(D2)*100)/60+(D2*10000-INT(D2*100)*100)/3600;把L化成度

G2;=F2-B2;L-L0

H2;=G2/57.2957795130823;化作弧度

I2;=TAN(RADIANS(E2));Tan(B)

J2;=COS(RADIANS(E2));COS(B)

K2;=0.006738525415*J2*J2

L2;=I2*I2

M2;=1+K2

N2;=6399698.9018/SQRT(M2)

O2;=H2*H2*J2*J2

P2;=I2*J2

Q2;=P2*P2

R2;=(32005.78006+Q2*(133.92133+Q2*0.7031))

S2

=6367558.49686*E2/57.29577951308-P2*J2*R2+((((L2-58)*L2+61)*

O2/30+(4*K2+5)*M2-L2)*O2/12+1)*N2*I2*O2/2

计算结果X

T2;=((((L2-18)*L2-(58*L2-14)*K2+5)*O2/20+M2-L2)*O2/6+1)*N2*(H2*J2)

计算结果Y

按上面表格中的公式输入到相应单元格后,就可方便地由经纬度求得平面直角坐标。当输入完所有的经纬度后,用鼠标下拉即可得到所有的计算结果。表中的许多单元格公式为中间过程,可以用EXCEL的列隐藏功能把这些没有必要显示的列隐藏起来,表面上形成标准的计算报表,使整个计算表简单明了。从理论上讲,可计算的数据量是无限的,当第一次输入公式后,相当于自己完成了一软件的编制,可另存起来供今后重复使用。

2.2 GPS坐标转换方法

GPS所采用的坐标系是美国国防部1984世界坐标系,简称WGS-84,它是一个协议地球参考系,坐标系原点在地球质心。GPS的测量结果与我国的54系或80系坐标相差几十米至一百多米,随区域不同,差别也不同。由此可见,必须将WGS-84坐标进行坐标系转换

才能供标图使用。坐标系之间的转换一般采用七参数法或三参数法,其中七参数为X平移、Y平移、Z平移、X旋转、Y旋转、Z旋转以及尺度比参数,若忽略旋转参数和尺度比参数则为三参数方法,三参数法为七参数法的特例。这里的X、Y、Z是空间大地直角坐标系坐标,原理是:不把GPS所测定的WGS-84坐标当作WGS-84坐标,而是当作具有一定系统性误差的54系坐标值,然后通过国家已知点纠正,消除该系统误差。下面以WGS-84坐标转换成54系坐标为例,介绍数据处理方法:

首先,在测区附近选择一国家已知点,在该已知点上用GPS测定WGPS-84坐标系经纬度B和L,把此坐标视为有误差的54系坐标,利用54系EXCEL将经纬度BL转换成平面直角坐标X’Y’,然后与已知坐标比较则可计算出偏移量:

△ X=X-X’

△ △Y=Y-Y’

△ 式中的X、Y为国家控制点的已知坐标,X’、Y’为测定坐

标,△X和△Y为偏移量。

△ 求得偏移量后,就可以用此偏移量纠正测区内的其他测量

点了。把其他GPS测量点的经纬度测量值,转换成平面坐标X’Y’,在此XY坐标值上直接加上偏移值就得到了转换后的54系坐标:

△ X=X’+△X

△ Y=Y’+△Y

△ 在上述EXCEL计算表的最后两列,附加上求得的改正数并分别与计算出来的XY相加后,即得到转换结果。就1:1万比例尺成图而言,在一般的县行政区范围内(如40Km×40Km),用此简单的坐标改正法进行转换与较复杂的七参数法没有多大差别。能否满足1:1万比例尺变更调查的要求,主要取决于GPS接收机本身的精度,与转换方法的选择关系不大。当面积较大时,使用该方法可能会使误差增大,这时可考虑分区域转换。

△ 西安80坐标系与北京54坐标系其实是一种椭球参数的转换作为这种转换在同一个椭球里的转换都是严密的,而在不同的椭球之间的转换是不严密,因此不存在一套转换参数可以全国通用的,在每个地方会不一样,因为它们是两个不同的椭球基准。

△ 那么,两个椭球间的坐标转换,一般而言比较严密的是用七参数布尔莎模型,即 X 平移, Y 平移, Z 平移, X 旋转(WX), Y 旋转(WY), Z 旋转(WZ),尺度变化(DM )。要求得七参数就需要在一个地区需要 3 个以上的已知点。如果区域范围不大,最远点间的距离不大于 30Km(经验值 ) ,这可以用三参数,即 X 平移, Y 平移, Z 平移,而将 X 旋转, Y 旋转, Z 旋转,尺度变化面DM视为 0 。

△ 方法如下(MAPGIS平台中):

△ 第一步:向地方测绘局(或其它地方)找本区域三个公共点坐标对(即54坐标x,y,z和80坐标x,y,z);

△ 第二步:将三个点的坐标对全部转换以弧度为单位。(菜单:投影转换/输入单点投影转换,计算出这三个点的弧度值并记录下来)

△ 第三步:求公共点求操作系数(菜单:投影转换/坐标系转换)。如果求出转换系数后,记录下来。

第四步:编辑坐标转换系数。(菜单:投影转换/编辑坐标转换系数。)最后进行投影变换,“当前投影”输入80坐标系参数,“目的投影”输入54坐标系参数。进行转换时系统会自动调用曾编辑过的坐标转换系数。

△ 3 结论

△ 在使用GPS测量中,外业的观测简单、快捷,内业数据的计算可以通过相应的软件直接得到WGS-84的坐标。为了将其转换为常用的BJ-54或XA-80坐标,常常使测量人员比较棘手。本文论述了用EXCEL进行坐标转换的方法,在小测区面积范围内可以直接使用,在大测区面积范围内分区使用,给测量的计算带来了很大的方便。

字典词典安徽理工大学二本安徽理工大学二本【范文精选】安徽理工大学二本【专家解析】初中班委职责分工初中班委职责分工【范文精选】初中班委职责分工【专家解析】是执法的主体是执法的主体【范文精选】是执法的主体【专家解析】