手持GPS坐标转换参数求解方法及在EXCEL中的实现.pdf

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{B=毋—f1【z=面1(青)一吉(1+2t2+叩2)磊匆(专)3+面1(5+28t2+24t2+672+8t2'72)磊葛(专)5t(专)2+去(5+3t2，2—9叼2幻俨I(青)4一面1(6l+90f2+45t2)俨l(专)6手持GPS坐标转换参数求解方法及在EXCEL中的实现I易=E+cosE(klsinE—K2sin3E+kasin5E—k4ain7E)Ⅳ6=[L／6]+lN3=[(L一1．50)／30]+l：!苎旦±兰旦．丛!型曼§望坚∑兰!!盟Q垒P圣：!苎望赵淑湘(甘肃林业职业技术学院测绘工程系，甘肃天水741020)摘要：介绍了手持GPS坐标转换参数求解的方法步骤，并通过具体实例详述了在EXCEL中的实现。关键词：手持GPS；坐标转换参数；方法步骤；EXCEL；实现中图分类号：P228．4文献标识码：B文章编号：1001—358X(2009)02—0020—03全球定位技术以其精度高、速度快、费用省、全天候、操作简便等优良特性在矿产资源调查、林业管理、农业、气象、测绘、航海航空等领域有着广泛应用，尤其是手持式GPs接收机作为新型定位、导航的现代化工具，在矿产资源调查中发挥着重要作用。但GPS定位技术所采用的坐标系统为WGS一84坐标系统，空间点位描述用大地坐标B，L，H表示，即纬度、经度和大地高，大地高基准面为WGS一84椭球面，而我们国家所采用的平面坐标系统为1954北京坐标系统(简称北京54)或1980年西安坐标系统(简称国家80)，投影方式采用6。带或3。带高斯投影，高程系统为正常高系统。国家大地控制成果及l：5万、l：1万等基本地形图成果均采用国家坐标系统，点位描述为X、Y、h。因些，在实际应用中，如何将WGS一84坐标系统下的B，L，H转换为国家坐标系统下的X，Y，h是非常重要的，由于不同地区高程异常专大小的差异，其转换参数也有所不同。可以将求解好的参数输入手持式GPS接收机相应项目中自动完成转换。下面就转换参数求解方法步骤和在EXCEL中的实现进行了详细介绍。GPS坐标转换参数求解的方法步骤将WGS一84坐标系统下的8、L、Ⅳ转换为国家坐标系统下相应的z、Y、h，需要求解的参数有DA、DF、DX、Dy、DZ等五个。DA求解DA=aFIGS一粕一a北京54或DA=awc,s一甜一口国家胁(1)即WGS一84椭圆长半轴与克拉索夫斯基椭圆长半轴(北京54)之差或WGS一84椭圆长半轴与1975年国际椭圆长半轴(国家80)之差。DF求解DF=OIFC．S一辩一tlt北京54或DA=OtC／c_,S一84一a国家柚即WGS一84椭圆扁率与克拉索夫斯基椭圆扁率(北京54)之差或WGS一84椭圆扁率与1975年国际椭圆扁率(国家80)之差。DX、DY、DZ求解根据公共点在WGS一84坐标系统下的大地坐标Bwcs一甜、Lwcs一科、Hwc。．科和国家坐标系统下的高斯平面坐标戈、y,h求解，具体步骤是，首先将x,y通过高斯反算转换为大地坐标纬度、经度，高程h不变，再将两套大地坐标值分别换算为空间直角坐标X、y、Z，最后求解出DX、DY、DZ。1．3．1高斯坐标反算将国家平面坐标通过高斯反算转换为大地坐标纬度和经度，高程值不变，即B国、￡国、Ⅳ国。中央子午线经度按式(3)或式(4)求解，其中L值可采用WGS一84坐标系统的经度值，高斯反算可按式(5)进行，不同坐标系统相应椭球参数值见表l。60带厶的计算：L0=Ⅳ6×60一30(3)3。带厶的计算：厶=N3×3。(4)式中：k。，k。，k2，k3，k。为常系数，见表1。(5)矿山测量(2)IE=席。髫第2期11．11．21．320No．2r
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在F3中输入纬度34027’48．4”：=(34+27舢DY=y峭．科一Y国}2竺±兰旦}DX=x懈．¨一南1式中：』v二法线长度。可由式JI＼『=口／~／l—e2sin28算‰Gs一弘和通过高斯反算后国家坐标下的大地坐标釜兰塑整垫塑；±茎g堕尘堑丝垫奎壑盔丝主鎏垄奎兰兰￡至兰士丝塞墨Z=[(Ⅳ(1一e2)+H]sinBJ曰国、￡国、日国分别代入式(6)求出xwcs一“、kGs一科、DZ=Z懈．私一Z胃J1．3．2大地坐标转换为空间直角坐标大地坐标转换为空间直角坐标的计算公式如式X=(』v+H)cosBeosLl，=(Ⅳ+H)cosBsinL(6)得。将WGS一84坐标系统中的曰wcs一秘、￡Wcs一科、DX、DY、DZ求解(7)2转换参数在EXCEL中的计算C038点在WGS一84坐标系统下的大地坐标值：B=34。27’48．4”，￡=105055’34．2”，H=1214．421在1954年北京坐标系统下的坐标值为髫=求DA、DF、DX、DY、DZ。在EXCEL中的计算界面设计如图l所示。已知数据输入2