WGS-84坐标系和西安80坐标系转换方法及精度分析——基于新疆兵团

第１８卷第３期２００９年６月

测绘工程

ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ（）ＦＳＵＲＶＥＹＩＮＧＡＮＤＭＡＰＰＩＮＧ

ＶＯＬ１８№．３Ｊｕｎ．，２００９

麟８４坐标系和西安８０坐标系转换方法及精度分析

——基于新疆兵团Ｃ、Ｄ级ＧＰＳ网成果

高永甲，臧登峰

（兵团勘测规划设计研究院。新疆乌鲁木齐８３０００２）

摘要：根据新疆兵团Ｃ，Ｄ级ＧＰＳ网中的重合三角点、ＧＰＳ２０００网联合平差点、天文点成果，采用二维高斯平面坐标转换模型和Ｂｕｒｓａ七参数转换模型。完成ＷＧＳ－８４坐标系与８０西安坐标系转换参数的计算与精度分析。关键词：ＷＧＳ－８４坐标系；西安８０坐标系；转换模型．车＂廷参数；坐标转换；精度分析中图分类号：Ｐ２２６＋．３

文献标识码：Ａ

文章编号：１００６—７９４９（２００９）０３－００５５－０３

Ｔｈｅｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｍｅｔｈｏｄａｎｄａｃｃｕｒａｃｙａｎａｌｙｓｉｓｂｅｔｗｅｅｎ

ＷＧＳ－８４

ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓｙｓｔｅｍａｎｄＸｉ７ａｎ８０ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓｙｓｔｅｍ

——Ｂａｓｅｄ

ｏｎ

ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆＧＰＳｎｅｔｗｏｒｋｏｆｏｒｄｅｒＣ．Ｄ．ｉｎ

ＸｉｎｊｉａｎｇＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＧｒｏｕｐ

ＧＡＯＹｏｎｇ－ｊｉａ．ＺＡＮＧＤｅｎｇ－ｆｅｎｇ

（ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＧｒｏｕｐＤｅｓｉｇｎ＆ＰｌａｎｎｉｎｇＳｕｒｖｅｙＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ。Ｕｒｕｍｃｈｉ８３０００２，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ

ｐａｐｅｒ

ｏｎ

ｔｈｅｔｒｉａｎｇｕｌａｒｃｏｎｔｒｏｌｐｏｉｎｔｓ，ＧＰＳ２０００

ａｃｃｕｒａｃｙ

ｎｅｔ

ｊｏｉｎｔｐｉｎｇｐｏｉｎｔ，ａｎｄａｓｔｒｏｎｏｍｉｃａｌｐｏｉｎｔ，ｔｈｅ

ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓｙｓｔｅｍｔｏＸｉ＇ａｎ８０

ｃｏｏｒ—

ａｃｃｏｍｐｌｉｓｈｅｓｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｆｒｏｍ

ＷＧＳ－８４

ｄｉｎａｔｅｓｙｓｅｍｕｓｉｎｇＧａｕｓｓｉａｎｐｌａｎｅｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｍｏｄｅｌａｎｄＢｕｒｓａ７ｐａｒａｍｅｔｅｎｓｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｍｏｄｅｌ．Ｋｅｙ

ｗｏｒｄｓ：ＷＧＳ－８４

ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓｙｓｔｅｍ；Ｘｉ’ａｎ８０ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓｙｓｔｅｍ；ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｍｏｄｅｌ；ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｐａｒａｍｅ‘

ｔｅｒ；ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ；ａｃｃｕｒａｃｙａｎａｌｙｓｉｓ

随着ＧＰＳ定位精度的不断提高，ＧＰＳ技术在测量中的应用也越来越广泛。由于我国高精度的ＧＰＳ网是采用广播星历，在ＷＧ孓８４椭球上平差的，平差后的大地坐标与大地高是以ｗＧＳ椭球面为起算面的地心系成果。而我国目前使用的大地坐标成果为１９８０西安坐标系成果，参考椭球体为ＩＡＧ－７５椭球，因此，要把ＷＧＳ一８４椭球下的空间直角坐标成果（Ｘ，Ｙ，Ｚ）与大地坐标成果（Ｂ，Ｌ，Ｈ）转换到１９８０西安坐标系下，才能满足用户对高精度ＧＰＳ网点成果的使用要求。

在进行高精度ＧＰＳ网成果转换时，要使用１９８０西安坐标系下的大地高，大地高是由正常高与高程异常相加而得到的。由于１９８０西安坐标系下的大地高受到我国前一代大地水准面的精度影响（前一代大地水准面精度较差，最弱点误差可达数米），因此，造成转换后的ＧＰＳ网点大地高（１９８０西安坐标系）的精度较差。

１从ＷＧ孓８４坐标系到西安８０坐标系

１．１

ＷＧＳ８４坐标系

任何一项测量工作都离不开一个基准，都需要

一个特定的坐标系。例如，在常规大地测量中，各国都有自己的测量基准和坐标系（如我国的１９８０年国家大地坐标系）。由于ＧＰＳ是全球性的定位导航系统，其坐标系统也必须是全球性的。为了使用方便，它是通过国际协议确定的，称为协议地球坐标系

ＣＴＳ（Ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ

Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ

Ｓｙｓｔｅｍ）。目前，

Ｓｙｓｔｅｍ）。属

ＧＰＳ测量中所使用的协议地球坐标系统称为ＷＧＳ－８４世界大地坐标系（Ｗｏｒｌｄ

Ｇｅｏｄｅｔｉｃ

于地心坐标系，它是美国国防局为进行ＧＰＳ导航定位于１９８４年建立的地心坐标系，１９８５年投入使用。

ＷＧＳ－８４坐标系的几何意义是：坐标系原点位于地球质心，２轴指向（国际时间局）ＢＩＨｌ９８４．０定义的协议地球极（ＣＴＰ）方向，ｚ轴指向ＢＩＨｌ９８４．０的零度子午面和ＣＴＰ赤道的交点，Ｙ轴通过右手规

收稿日期：２００８—０４一ｌｌ

作者简介：高永甲（１９７８～），男，工程师．

万方数据　

５６

测绘工程

第１８卷

则确定。

ＷＧＳ－８４椭球及有关常数：对应于ＷＧ§８４大地坐标系有一个ＷＧＳ－８４椭球，其常数采用ＩＵＧＧ第１７届大会大地测量常数的推荐值。下面给出ＷＧＳ－８４椭球两个最常用的几何常数：

长半轴：６

３７８１３７±２（ｍ），

扁率：１：２９８．２５７２２３５６３．

ＷＧＳ－８４地心坐标系可以与１９５４北京坐标系或１９８０西安坐标系等坐标系相互转换，其方法之一是：在测区内，利用至少３个以上公共点的两套坐标列出坐标转换方程，采用最小二乘原理解算出７个转换参数就可以得到转换方程。其中，７个转换参数是指３个平移参数、３个旋转参数和１个尺度参数。

１．２

１９８０西安坐标系

在１９７５年国际大地测量和地球物理联合会的

第十六届全体大会上，根据该会所属的“基本大地常数”专题组综合的十几年国际上的研究成果，确定并提出了与１９７５年大地坐标系相对应的椭球（简称ｌＡＧ－７５椭球），并把该椭球推荐为国际椭球。１９８０西安坐标系即采用其椭球参数，即

ａ＝６３７８１４０ｍ。ＧＭ＝３９８６００５×１０８

ｍ３／ｓ２，

Ｊ２—１０８２．６３×１０～，ｃｏ＝７２９２１１５×１０—１１ｒａｄ／ｓ．

ＩＡＧ－７５椭球参数精度较高，参考椭球面与我国大地水准面吻合较好。因此，１９８０西安坐标系更科学、更严密，更能满足科研和经济建设需要。

本文结合覆盖新疆兵团（共分７个片区，布设１０余个ＧＰＳＣ、Ｄ级子网。全网观测ＧＰＳ控制点８６１个，其中ＧＰＳＣ级点６６２个，ＧＰＳＤ级点１９９个）Ｃ、Ｄ级ＧＰＳ网的实际，研究ＷＧ孓８４坐标系和１９８０西安坐标系的转换模型与计算方法。采。用常用的具有明显几何意义的二维高斯平面坐标转换模型求得转换参数，即

Ｊ娩Ｉ—ｆ勘｜＋（１＋ｍ）Ｉ１－ｙｚＪ

ＬｙｏＪ

ＬＳｉｌｌ口

ｃＯ．８口一８１ｎ口｜ｆ∞｝．

ＣＯＳ口Ｊ

Ｌｙｌ

Ｊ

从而进行坐标转换。通过分析，选择合适的重合点，不仅可求得该地区的转换参数，而且还可以验证该地区已知点位的可靠性。

根据ＧＰＳ网点与该地区大地网点的重合情况，使用Ｂｕｒｓａ七参数转换模型求得转换参数，即

ｒＸｌ］ｒｄ胡

ｒ０

一Ｚｙ］Ｆｏｕｘｌ

…… 此处隐藏：2957字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……