工程测量中的坐标转换相关问题探讨

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1、工程测量中的坐标转换相关问题探讨摘要：在工程测量结果的使用中，为了更好地提高其利用率，一般都会都测量数据进行坐标转换工作。对于不同地区，不同时间所建立的数据坐标标准不同，所以如果可以将测量数据进行转换，可以使坐标更加适应工程的需求。本文主要对于工程测量的坐标转换遇到的问题进行了简单探讨。关键词：工程测量；坐标转换；探讨在工程测量中，经常会进行坐标的转换工作，特别是对于地方数据坐标及国家数据坐标间的转换很多，进行坐标转换工作，主要是由于不同工程地点的坐标要求不同，为了更好地实现工程测量数据的应用，就需要进行转换工作。1坐标转换系统坐

2、标转换系统是由坐标轴和坐标原点组成的，主要用来对数据进行标记，在一个坐标中记录数据指向和尺度。在工程测量中较为常用的坐标系是大地坐标系、高斯平面、工程以及空间直角坐标系。1.1大地坐标系大地坐标系在实际应用中又分为地心坐标系以及参心坐标系两种，虽然两种坐标系应用方向各有不用，但其组成相似，都是由椭球的几何参数、中心位置、短轴指向以及大地原点所组成的。1.2工程坐标系在工程测量中最为常用的坐标系就是工程坐标系。在工程坐标系中设定了控制投影变形，为工程测量提供了便利。并且工程坐标系以测量区域的平均经度作为中心线，以工程的主轴线作为坐标

3、的x轴，在测量中以国家坐标系的点和方向作为坐标基准，这样所形成的工程坐标系，更加适用于工程测量。1.3高斯平面直角坐标系高斯平面直角坐标系中，以横轴椭圆柱面等角进行投影。在坐标中应用了分带投影技巧，以减少投影的变形出现。坐标中以中央子午线与赤道的交点作为原点，x轴为中央子午线的投影，y轴是赤道的投影。这样形成的坐标系中点的坐标可以有直角坐标或者是大地坐标来表示。1.4坐标转换的需求由于不用的坐标系的x轴、y轴、原点以及尺寸等都各不相同，所以在一个工程中，由于需要的坐标系各不相同，所以在建筑施工中，想要使用不同工程的坐标系表示结果，

4、就要对于坐标系进行转换工作，以便适应工程建设的需求。2二维坐标系转换2.1国家坐标系转换国家坐标系主要有两种，分别是北京54坐标系以及国家80坐标系，在两者间进行坐标转换工作，是工程测量中较为常见的转换问题，在进行转换的过程中需要对数据原始资料进行考察核规整工作，还要确保地形图的变换正确。两种国家坐标系采用的空间定向并不相同，并且在椭圆球的选择上也不相同，所以在进行两者间的坐标转换工作时，主要应用的公式是：该法只考虑了两个坐标系统椭球参数和椭球定位定向变化的影响，没有考虑两个国家坐标系大地控制点的差别，即国家80坐标系是整体平差结

5、果，而北京54坐标系是局部平差结果。故该转换方法不严密，仅适用于公共点少或无公共点的测区进行局部地形图转换。2.2相似变换法由上式可知，为求得4个转换参数［x0，y0，a，m］，根据最小二乘法原理，至少需要3个公共点。四参数转换法适合小区域平面直角坐标的换算，特点是新旧坐标系下的几何形状不变，但公共点上会存在间隙。为保持公共点的坐标不变，可采用配置法，对非公共点的转换值进行配置：(1)计算公共点的转换值的改正数，Vi=已知值-转换值，公共点的坐标仍采用已知值。(2)计算非公共线j的改正数Vj，并对其进行相应改2.3拓扑变换法xO、

6、yO为转换区的中心坐标。当采用二阶多项式时，共有aO、al-a5、bO、bl…b5共12个待定系数，用6个公共点可解求，其他点的新坐标上方公式计算；如果公共点数多于6个，则为最小二乘拟合，这时公共点有间隙，且满足间隙的平方和最小。公式中多项式的形式和阶数可根据公共点数目、测区情况和转换精度选择。拓扑变换模型简单，参数求解为典型的线性变换，适合最小二乘求解，但对公共点的数目和分布有较高要求，公共点最好能控制整个转换区域。2.4工程坐标系与国家坐标系间的转换国家坐标系是将测得的地面边长归化至椭球面，然后在国家分带的中央子午线下进行高斯

7、投影；而许多工程坐标系，为了控制投影变形，一般将地面边长投影到测区平均高程面或指定高程面H0,以测区平均经度为中央子午线进行高斯投影。尽管这种工程坐标系常以一个国家坐标点和一个方位角作为起算基准，但在工程坐标系下，点的坐标与国家坐标系下的也不一致。工程坐标系向国家坐标系转换时，可先需将边长反算至椭球面，再进行高斯投影，并以国家坐标系中的点和方位角作为基准进行平差计算。根据情况，也可采用近似变换法。3结论坐标转换是实现工程测量数据利用率的一种有效手段，在工程建设中具有很重要的作用。但是现有的坐标转换方式依旧存在着许多问题，经过对于出

8、线问题的简析，可以发现如果可以建立更好的坐标转换模型，就可以很好地提高坐标转换效率，有效地解决误差方程线性化等问题。参考文献[1]夏自进，冷亮，张艳.GPSRTK测定坐标转换到地方独立坐标的方法及其适用性分析[J].测绘与空间地理信息，2014(9