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《大地坐标转换软件系统的设计与实现.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、I铁’道’勘’察!""#年第!期大地坐标转换软件系统的设计与实现$$!!马少君’陈’义’刘’成’刘亚菲（$(同济大学，上海’!"""%!；!(铁道第三勘察设计院集团有限公司，天津’&""$)!）!"#$%&’&()"’*$+’,$-&-./"-("#01--2($&’,"1-&3"2#$-&4-.,5’2"40#,"6*+,-+./01’2-3145’6502-317’6504+835!!摘!要!详细介绍了不同坐标基准系统转换的数学模型和相应的算法，以及在坐标转换中应当注意的问题。利用95:0+;2<<=
2、("，开发了一套非常实用的坐标转换软件包>?@2A（>3.B3:C2..DB51+E3:AD+1:8.DF+E5.1）。该软件系统可实现坐标基准和不同坐标系间的相互转换，基本可满足大地测量与工程测量中对坐标转换的需求。利用该软件对某一城市>G,测量成果进行了坐标基准转换，获得了比较满意的结果。关键词!数学模型和算法’坐标基准转换’坐标系转换’软件设计’’坐标转换包含两个方面的内容，即坐标系转换和基准转换有三种模型，本文仅介绍布尔沙模型和平面相坐标基准转换。坐标系转换是指空间点在同一参考椭似变换模型以及在坐
3、标基准转换中所应当注意的问题。球下、不同坐标形式的坐标转换，包括大地坐标、空间$($’布尔沙模型直角坐标、站心坐标和平面坐标的相互转换。坐标基布尔沙模型是空间七参数坐标转换常用的数学模［$］准转换是指空间点在不同参考椭球间的坐标转换。坐型，其表示如下标基准转换可通过空间的三参数、七参数和九参数及é!"ùé!!ùé!"ù平面相似变换等方法实现。七参数主要有布尔沙模ê#"ú%êê!#úú&ê#"ú（$&!’）&êúêú型、莫洛金斯基模型和武测模型，这三种坐标基准转换ë$ûë!$ûë$û"!"$模型是等价的，采
4、用那种转换模型要根据转换所要达é"($"#"ùé"!ù到的精度、测区的范围和公共点的个数进行合理的选ê$""(!"úê"ú（$）#择。>G,测量经常会用到坐标基准转换，即将>G,测êúêúë(#"!""ûë"û$$量得到的H>,I)坐标转换到国家坐标（北京J)坐标’’其中，下标$、!分别表示两个不同坐标基准下的或者西安I"坐标）或者工程独立坐标。空间直角坐标。!!、!#和!$为三个平移参数，!’为不同坐标系间的转换原理相对比较简单，也不存尺度参数，"!、"#和"$为三个旋转欧拉角参数。在转换参数的计算问题
5、，在此不详细介绍。本文将主在实际计算过程中，由于所计算的转换参数为#要探讨>?@2A软件中所用到的坐标基准转换原理和个，所以至少应当有&个重合点。若有)（)’&）个重算法，以及所需要注意的问题。给出了>?@2A软件合点，则应有&)个误差方程，其误差方程式为的整体设计框架和功能，并利用该软件处理了某一实*%+!&,（!）测的>G,工程数据。’’其中，"!原理与方法é$""!$"($$#$ùêú"$"#$$$"(!$坐标基准转换可以通过七参数空间转换或者四参êú数平面相似变换两种方法实现，目前基于七参数的坐标
6、+%ê""$$$(#$!$"úêúê⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯úêú收稿日期：!""#"$$%ë""$$)(#)!)"û第一作者简介：马少君（$%#&—），男，!"""年毕业于北京建筑工程学院工程测量专业，工学学士，工程师，在读硕士研究生。!%［!!’!#’!$’!’’"’"’"］-，!#$大地坐标转换软件系统的设计与实现：马少君#陈#义#刘#成等/é#!ùé#!ù其中，下标!、"分别表示两个不同坐标系下的平面坐ê$úê$ú标。!*和!,为两个平移参数，".为尺度参数。!!êúêú!"ê%!ú’ê%!ú由（.）式可知
7、，为解得转换参数，至少应当有"个êúêú重合点，当有多于两个重合点时，可采用最小二乘的方ê⋯úê⋯úëûëû法得到转换参数，若有&（&’"）个重合点，则可以列立%&!%&""&个误差方程式，其矩阵形式如下##如果认为各观测量是等精度的，则可得转换参数0"(#/!（(）的最小二乘解)’!)##其中#"（((）(!（$）##需要注意的是：由公式（$）计算所得到的转换参é!*!,!%ùê%,*!ú数，一般平移参数为几十米到数百米，尺度参数量级约("!!，#"［!*#1#1#!,］)，êú!"为!%&’，而旋转参
8、数约为!%&(量级甚至更小，点的空ê⋯⋯⋯⋯úêú间直角坐标的量级约为!%’，其差别较大。在实际计ë%,*!û&&算过程中，为改善参数计算精度，提高方程的稳定性，é*!ùé*!ù防止计算误差累积或放大。需对转换参数的单位进行ê,úê,ú!!!"êú’êú&’换算，一般旋转参数以秒为单位，尺度参数以!%为ê⋯úê⋯úêúêú单位。另外，尽量使选择的公共点均匀地分布在整个ë,ûë,û&!&"控制网中，并且把需要转换的点都包含在公共
