坐标转换操作说明.doc

坐标转换(coord 4.1)文件编码:CYXT- COORD文件编号: cyxt-001版本号:1.40日期:2005-09-10版权声明北京创宇星通科技有限责任公司保留就本文件拥有的全部权利。本手册的全部内容及相关硬件及软件设计所包含的信息受相关法律保护。非经北京创宇星通科技有限责任公司事先书面同意，不得对本手册进行复印、复制或者翻译。如有相关需要，请与北京创宇星通科技有限责任公司联系。北京创宇星通科技有限责任公司保留对其产品进行变更或者不经通知而终止销售其任何GPS产品的权利；并就此建议其用户在定购前以包含上述相关信息的最新文本替代原有信息。弃权声明本公司有权不经事先通知而对本文件及任何本文件所述之硬件和软件进行变更的权利。北京创宇星通科技有限责任公司放弃所有明示或默示的担保，包括但不限于就有关文件或硬件及软件中存在的错误或缺陷的商销性默示担保和保证产品具有符合特定目的适用性的默示担保。北京创宇星通科技有限责任公司对事先已经知道或应当知道的可能发生的用户预期利润损失及其他经济损失，包括但不限于特别损害、附带损失、非直接损失、间接损失及其他损害均不承担损害赔偿责任。争议任何因本文件及相关硬件和软件而产生的争议，均应依据中国法律在中国境内解决。商标北京创宇星通科技有限责任公司名称及标识均为北京创宇星通科技有限责任公司的注册商标及标识。其他商标其他相关商标及产品名称均为其持有人分别持有的商标或者注册商标。其他本文件由北京创宇星通科技有限责任公司在中国印制本文件经北京创宇星通科技有限责任公司授权 北京创宇星通科技有限公司 历史纪录版本日期作者修订备注1.402005-09-10周锡坡2005-11-02cyxt19 目录1.常见坐标表示方法12.坐标转换严密性及坐标转换流程13. 坐标转换软件coordv4.1单点转换24. 坐标转换软件coordv4.1文件转换13一常见坐标表示方法我们首先要弄清楚几种坐标表示方法。一个点的坐标大致有三种坐标表示形式：空间直角坐标、经纬度和高程、平面坐标和高程。我们通常说的84坐标也叫大地坐标是经纬度和高程的一种；北京54坐标是平面坐标和高程的一种，地方坐标也是平面坐标和高程的一种；(x,y,z)是空间直角坐标的一种。常见的坐标系有：空间直角坐标系、WGS-84坐标系、北京54坐标系、国家80坐标系等。在每一个坐标系下的每一个点的坐标都可以有以上三种点的坐标表示形式，如WGS84坐标系下的一个点的坐标可以表示为WGS84坐标系下的空间直角坐标；也可以表示为WGS84坐标系下的大地坐标；也可以表示为WGS84坐标系下的平面坐标。值得注意的是我们通常所说的84坐标是指在WGS-84坐标系下的84坐标，因为在北京54坐标系下也存在北京54坐标系下的84坐标；同理我们通常所说的北京54坐标是指在北京54坐标下的54坐标；通常所说的地方坐标也是指在北京54坐标下的地方坐标。因此如果没有特别指具体定坐标系的情况应按如上默认形式。常见的坐标转换有：WGS-84坐标和北京54坐标之间转换、北京54坐标对地方坐标、WGS-84和地方坐标之间转换。二坐标转换严密性现在，再搞清楚转换的严密性问题，在同一个椭球里的坐标转换都是严密的，而在不同的椭球之间的坐标转换是不严密的。举个例子，在WGS-84坐标和北京54坐标是两个不同的椭球基准因此它们之间是不存在一套转换参数可以全国通用的，每个地方都会有所不一样，而北京54坐标和地方坐标是处于同一个椭球基准。在不同的椭球间的坐标转换应该是怎样的呢？如WGS-84坐标和北京54坐标之间的转换。一般而言比较严密的是用七参数法，七参数：即X平移，Y平移，Z平移，X旋转，Y旋转，Z旋转，尺度变化K。想求出七参数就需要在一个地区同时知道3个以上已知点的大地坐标和平面坐标。如果区域范围不大，最远点间的距离不大于30Km(经验值)，还可以用三参数，此时需要知道一个已经点的大地坐标和平面坐标，三参数即X平移，Y平移，Z平移，而将X旋转，Y旋转，Z旋转，尺度变化K均视为0，可以看出三参数是七参数的一种特例而已。在此软件中提供了计算三参数、七参数的功能。在同一个椭球的不同坐标系如何转换呢？此时转换需要用到四参数，举个例子，在深圳既有北京54坐标又有深圳地方坐标，在这两种坐标之间转换就用到四参数，而计算四参数需要同时知道两个已知点的北京54坐标和地方坐标。本软件提供计算四参数的功能。坐标转换流程：WGS-84坐标系下的WGS84经纬度WGS-84坐标系下的空间直角坐标七参数北京54坐标系下空间直角北京54坐标系下的经纬度坐标投影（投影参数设置）北京54坐标系下平面坐标四参数地方坐标。现在举个例子说明：在珠江有一个测区，需要完成WGS-84坐标到珠江坐标系（54椭球）的坐标转换，整个转换过程如下图：三坐标转换软件coordv4.1单点转换实例1： 用户在一个佛山测区内使用RTK GPS接收机接收了一些点的WGS-84的坐标,现在希望将其转换为北京54和佛山坐标系下的坐标。用户手里还有一些佛山测区的已知点，这些已知点有WGS-84坐标，也有北京-54坐标也有佛山地方坐标。分析：WGS-84坐标和北京54坐标是不同两个椭球的坐标转换，首先第一步要求得七参数或三参数，继而才能利用所得到参数进行坐标转换，要求得到的是北京54坐标是平面坐标我们还需要设置投影参数，而每一个地方的投影参数都不尽相同。而北京54和佛山坐标是同一个椭球，所以他们之间的转换需要用到四参数。提示：经纬度到平面坐标转换是需要设置投影参数。coord软件v4.1主界面如下：1.利用七参数进行WGS-84坐标和北京54坐标之间转换。步骤：1）新建坐标转换文件，便于下次使用转换时不用重新输入，直接打开即可。提示：软件采用文件化管理，用户可以将一种转换作为一个文件保存下来，下次使用时从文件菜单中选择打开这个文件来调用所有已有的转换参数。2） 设置投影参数。点击坐标转换投影设置弹出投影设置窗口如下图。由于每一个地方的中央子午线都有所不同，于是在不同的地方要重新设置中央子午线的值。此软件默认中央子午线如下图。投影参数的作用：WGS84经纬度通过七参数转换为北京54平面坐标流程为：WGS-84坐标系下的WGS84经纬度 北京54坐标系下的经纬度坐标投影（投影参数设置）北京54坐标系下平面坐标。3） 用三个已知点（WGS84坐标和北京54坐标），计算不同椭球转换的七参数 点击软件主界面“坐标转换”计算七参数选项，依次输入三个已经点的WGS84坐标和北京54坐标值，当输入完成一点的坐标时点击按钮，增加参与计算的点，椭球基准分别为WGS84坐标，北京54坐标。如下图当输入完了参与计算的已知点坐标后点击，计算结果会显示出来如下图并弹出名为result.txt文本文件，显示包含每个点值和误差情况。如下图还可以对已经输入的点进行修改，点击，并选中修改的点，如下图：当修改完后再次点击按钮即可。4）确定转换参数点击,软件就会弹出软件所计算所得到的七参数值。X平移，Y平移，Z平移，X旋转，Y旋转，Z旋转，尺度变化K。当然如果已有七参数值可以在“七参数设置”里直接输入参数值。5) 选择正确对应类型，完成WGS84到北京54的转换，点击确定返回软件主界面，选择。在输入源坐标控件下的椭球基准下拉项中选择WGS84坐标系在选择源坐标类型控件中选择大地坐标；在输入源坐标控件中输入欲转换成的北京54坐标的WGS84坐标值，例如欲转换WGS84坐标为N23233.6545”E1131324.8441” 11.072”在输入源坐标控件中以023：02：33.6545 113：13：24.8441 11.072。中间以冒号隔开的形式输入；在坐标转换复选控件中勾选七参数转换；在输出目标坐标控件下的椭球基准下拉项中选择北京54坐标系；在选择目标坐标类型控件中选择平面坐标；然后点击坐标转换按钮，软件会自动根据所得的七参数进行WGS84到北京54的转换。在输出目标坐标控件中立即显示出转换结果见下图。 2利用三参数进行WGS-84坐标和北京54坐标之间转换。当已知点很少时且区域范围不大，最远点间的距离不大于30Km(经验值)，就可以用三参数代替七参，此时仅需知道一个已经点的大地坐标和平面坐标，三参数为X平移，Y平移，Z平移，而将X旋转，Y旋转，Z旋转，尺度变化K均视为0。操作如下图计算三参：确定三参：接着在主界面中操作与利用七参数转换时选择类型一致即可。3.利用四参数进行北京54坐标对地方坐标的转换。 分别输入两个已知点的北京54坐标和地方坐标 如下图：确定四参数：在主界面四参数转换时的选项,结果如下：5、用七参数和四参数进行WGS-84和地方坐标之间的转换此时需要分别已经计算出七参数和四参数值。主界面如下操作：实例2：用户在一个测区内使用 GPS接收机接收了一些点的WGS-84的坐标,现在希望将其转换为北京54和地方坐标下坐标。而用户手里只有一些已经知点的有北京-54坐标和地方坐标，却没有WGS-84的坐标。分析: 以上得知可以计算出四参数，重点需要解决的问题是：没有已知点的WGS-84坐标如何进行计算七参或三参？解决办法：此软件有提供默认的七参数。当要求精度不是很高时可以使用软件自带的七参数进行坐标转换，值得注意的是：不存在一套转换参数可以全国通用的。具体操作与实例1完全一致。实例3：北京54坐标系下的中央子午线 114度带转换成117度带。点击坐标转换菜单换带计算分别弹出“转换前投影设置”和“转换后投影设置”窗口。如下： 主界面操作如下：四、坐标转换软件coordv4.1文件转换用户如果需要转换的是一个文件里的所有的点，可以用文件转换来完成。实例4：用户手中有一个文本文件其中有许多WGS84坐标点，现欲将所有点转换成北京54坐标和地方坐标。用户数据(空格格开)：步骤：1. 确定转换关系：按照上面的步骤计算出七参和四参，这样就确立了转换关系，也就是说文件里所有的点都按照上面确定的转换关系来完成转换。主界面如下：2. 确定转换格式：在主界面中选择文件转换，点击格式按钮。新建格式：在名称，扩展名中输入相应的内容，然后自己选择数据列表中的内容并添加来确定格式，如果列表中没有的就用其他来表示，完成后点击完成新建。由于用户文件的84坐标，以点号 纬度 精度 高度 分别以空格格开，因此对应的新建格式如下，完成后点击完成新建。选择格式：在格式列表中选择格式文件转换方式：转换后的文件有三种方式，如原来的文件是C:File.txt文件，用户选择其中的一种，这样转换后就会根据这个方式来完成新建文件。缺省是在文件扩展名后+1，即转换后会新生成一个C:File.txt1文件。选则第三种方式好处是可以用系统的的文本程序可以打开转换后的文件。在上述工作完成后，单击确定按钮即可3. 选择转换文件并完成转换单击浏览按钮，打开文件选择对话框，选择文件并确定，在左边会显示文件，用户单击按钮即可完成转换，右边会显示出转换后的文件名和路径，用户可以通过双击列表中的文件即可查看文件内容。完成转换后可以双击列表中的84坐标1.txt文件，查看WGS84到北京54转换结果如下：WGS84到地方坐标文件转换结果如下：实例5：用户在番禹工作，要求完成从WGS-84到国家80的转换，由于测区范围比较大，需要进行七参数转换。注意：这个例子同样适合于直接从WGS-84坐标转换为地方坐标转换。分析：首先分析坐标：因为七参数转换模型的特点，要求转换的坐标不能相差太大，WGS-84的坐标为：023:09:33.6274 112:55:41.2119 62.536国际80坐标为： 562589.8110 290115.8140 70.3590用WGS-84不加任何参数转化为平面坐标为：2562588.851341 390232.479605可以看到 X的大数差-2000000 Y的大数差-100000所以改变投影参数里的X,Y常数改正为X常数：0-2000000=-2000000 Y常数：500000-100000=4000001、设置投影参数2、计算七参数选择坐标转换菜单下的“计算七参数“，打开如图对话框选择好源坐标和目标坐标的类型，源坐标和目标坐标的椭球基准，输入源坐标和目标坐标，点击“增加“按钮，就会将刚才的公共点坐标输入到列表中，同样的方法至少输入三个已知点到列表中，点击“计算“按钮，就可以看到计算的结果，同时在”RMS”中会显示使用这套参数後计算後每个点的坐标中误差，如果发现误差过大，可能坐标中由输入错误的，这时可以通过在列表中选择不同的站点计算，直到满意为止。完成后点击“确定“按钮。3、七参数设置单击“确定“按钮即可设置好了七参数4、完成转换选择“七参数转换“打钩，就可以完成了，完成后点击保存，下次就可以使用同样的参数。上述的方法同样适合于从WGS-84直接转换为地方坐标，关键是确定好投影参数的X,Y常