基于ArcGISEngine的GPS坐标转换(2)

电子·电路

Y轴和Z，X轴定义的零度子午面和CTP赤道的交点，

［1］

构成右手坐标系。这是一个国际协议地球参考系统(ITRS)，是目前国际上统一采用的大地坐标系

。

邹博，等:基于ArcGISEngine的GPS坐标转换

［3］

中央经线上原横坐标值由0变为500km。其通常

1∶2.5～1∶50万比例尺地形图是按6°和3°分带投影，

1∶1万比例尺的地形图采用经差3°采用经差6°分带，

分带。具体分带法是:6°分带从本初子午线开始，按经差6°为一个投影带自西向东划分，全球共分60个投影带;3°投影带是从东经1.5°开始，按经差3°为一个投影带自西向东划分，全球共分120个投影带。我国的经度范围西起73°东至135°，可分成6°带11个，各带

81°、87°、…、123°、129°、135°，中央经线依次为75°、或

图1WGS－84坐标系

3°带22个。

1954年北京坐标系是我国目前广泛采用的大地

测量坐标系。该坐标系源于原苏联采用过的1942年普尔科夫坐标系，但又不完全与其相同。如大地点高程是以1956年青岛验潮站求出的黄海平均海面为基准;高程异常是以前苏联1955年大地水准面重新平差结果为起算值，按我国天文水准路线推算出来的。我国地形图上的平面坐标位置主要以这个数据为基准推［2］

算。WGS－84坐标系和北京－54坐标系的椭球参数如表1所示。

表1

WGS－84坐标系和北京－54坐标系的椭球参数

参考椭球体

WGS－84基准参数北京－54基准参数

WGS84Krasovsky_1940

短半轴

WGS－84基准参数北京－54基准参数

6356752.31426356863.0188

长半轴63781376378245扁率

1∶298.257223563

1∶298.3

2七参数坐标转换算法

WGS－84坐标是指经纬度坐标的表示方法，北京－54坐标是指经过高斯投影的平面直角坐标的表示方法。WGS－84与北京－54是两种不同的大地基准面，不同的参考椭球体。因而两种坐标系下，同一个点的坐标是不同的。当要把GPS接收到的点(WGS－84坐标系统)叠加到北京－54坐标系统的底图上，就会发现两者不能准确重合GPS点，即“与实际地点发

。这就要求把这些GPS点从WGS－84的生了偏移”

坐标系统转换成北京－54的坐标系统。在GPS测量中应用较多，且严格、精密的转换方

［4］

法，为经典的三维赫尔墨特转换方法。地方局部坐标系的原点相对于WGS－84系统的原点的偏差(DX，

DY，DZ)，称为地方局部坐标系对于WGS－84地心坐标系的3个平移参数。由于地方局部坐标系的3个坐标轴不可能严格与WGS－84地心坐标系的对应轴平行，需要分别旋转一个微小的角度才能达到平行的要求，所以产生了3个定向参数(εx，εy，εz)。最后，考虑到两个椭球的大小彼此不一样，存在一个地方坐标系相对于WGS－84地心坐标系统的尺度因子。根据以上思路建立起来的坐标转换模型，因为含有7个参数，所以通常被称为七参数法。其转换流程图如图2所示

。

1.2坐标投影

我国大中比例尺地图均采用高斯－克吕格投影，该投影规定中央经线为X轴;赤道为Y轴;中央经线与赤道交点为坐标原点;X值在北半球为正;南半球为负;Y值在中央经线以东为正;中央经线以西为负。由x值均为正值，于我国疆域均在北半球，为了避免y值

出现负值，规定各投影带的坐标纵轴均西移500km，

图2七参数坐标转换流程

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