海洋软件中坐标参数的求解(利用手簿)和使用

1、海洋软件中坐标参数的求解和使用 中海达研发部 海洋测量组 2010.05.26这里说的海洋软件指的是：1. 27测量测深二合一软件2. 27T测量测深二合一软件3. 28测量测深二合一软件4. 28T测量测深二合一软件5. 30测量测深二合一软件6. 30T测量测深二合一软件7. 370测量测深二合一软件8. 380测量测深二合一软件9. 390测量测深二合一软件10. 海洋测量软件4.311. 海洋测量6.112.施工定位5.7513. HyNav海洋测量软件（HyNav施工定位软件）后面这个也就是第13个软件和前面12个不同，前面12个通称为老的海洋测量软件，HyNav是2008年推出的新

2、的海洋测量软件。HyNav的坐标转换内核和手簿的坐标转换内核是一样的。目前我们公司很多技术员都是用手簿去求坐标参数的，这样就导致一个兼容的问题。 在坐标转换方面前后两者最大的区别是: 在前面12个软件中，如果目标椭球是54椭球，但是却没有打开7参数时，这12个软件会把84BLH当成54BLH来直接在54椭球上投影，这样会导致北坐标差2米左右； HyNav中如果目标椭球是54椭球，但是却没有打开7参数时，软件不会把GPGGA 中的84BLH当成54BLH来处理。 如果使用的是固定差改正，没有打开7参数的话，求固定差时，因为已知点的84BLH被当成了54BLH，和测量时移动台的84BLH被当成54

3、BLH一样，这样将不会产生2米左右的偏差。最后一个转换方法中会分析到。 HyNav的坐标转换方法和Hi-Rtk的坐标转换内核是完全一样的，手簿求解4参数的时候怎么选，HyNav就怎么选择。手簿和HyNav中，如果目标椭球选择54椭球，但是却没有打开7参数，这2个软件不会把84BLH当成54BLH处理，而老的海洋测量软件中，如果目标椭球选择54椭球，但是却没有打开7参数，软件会把84BLH当成54BLH处理而直接在54椭球上投影，这就是北坐标常常差2米左右的原因。这个问题是可以避免的。首先，我们需要明确的是，GPS接收机通过串口RS232传送给软件的数据都可以表达成NMEA-0183格式中的$G

4、PGGA格式如下：$GPGGA,062801.00,2300.005000,N,11300.005000,E,4,11,0.8,62.4,M,-6.5,M,*40其中的纬度2300.005和经度11300.005高程55.9（62.4-6.5），必然是WGS84椭球的BLH坐标。目前的讨论都是基于这个前提的，这非常重要，请体会理解。海洋测量上，坐标转换大概有4种。下面一一分析。第一种方法最标准，如果有3个或者3个以上的公共点，最好用第一种。如果只有2个公共点推荐第二种，第三种方法是在不需要54的经纬度的时候采用，也是不错的选择，第四种方法在小范围内平坦地区使用。方法1：标准的7参数方法。如果在

5、手簿中求得了7参数，那么这是最标准的坐标转换的方法，最值得推荐。当然它至少需要3个公共点（已知点）。7参数可以用coord4.2等软件求解。下面的例子我们讨论如何把WGS84的B,L转换成某码头的坐标，外业测量时的坐标转换流程图, 红色的“经纬度BLH”是$GPGGA中的3个主要数据：平面坐标xyh平面坐标xyh经纬度BLH经纬度BLH三维坐标XYZ三维坐标XYZWGS84椭球北京54椭球需要用a,e需要用a,e深圳坐标xyh码头坐标xyh3.四参数4.±固定差1.七参数高斯投影等2.投影求得7参数以后，直接就设置到海洋测量软件的7参数中。这里的步骤3的四参数和步骤4的固定差改正很可

6、能是不需要的。它往往是下面的形式：平面坐标xyh平面坐标xyh经纬度BLH经纬度BLH三维坐标XYZ三维坐标XYZWGS84椭球北京54椭球需要用a,e需要用a,e高斯投影等2.投影1.七参数手簿中(或者笑脸coord4.2中)求解7参数的位置和原理如下，箭头的方向和上面的不同了，请务必理解体会：平面坐标xyh已知点xyh经纬度BLH经纬度BLH三维坐标XYZ三维坐标XYZWGS84椭球北京54椭球需要用a,e需要用a,e高斯投影等2.投影3个点求七参数上面的流程中，首先某一时刻（如23点59分59秒），串口接收到的数据是BLH格式的，它是WGS84椭球的，然后使用到84的长半轴和扁率，然后计

7、算出WGS84的XYZ，这时我们按照手簿求得的7参数设置到海洋测量软件中，利用7参数转换得到北京54的XYZ，然后使用到54椭球的长半轴和扁率计算得出北京54的BLH，然后利用到北京54的长半轴和扁率还有中央子午线来投影，得到北京54的平面坐标xyh。 上面的7参数也可能只用到其中的3个参数，就是我们常常说的3参数，流程也是一样的，需要经过4个步骤。 海洋测量软件或者HyNav软件的结果都是正确和一致的，这样做没有任何问题，是最规范的作法，无可挑剔。方法2：不需要高程的四参数转换方法A。此方法在老的海洋测量软件中，目标椭球选择54椭球，7参数打开并且7个参数都是0。手簿上求解4参数的时候也把目

8、标椭球选54椭球，7参数打开并且7个参数都是0，关闭4参数。外业测量时的坐标转换流程图是：平面坐标xyh平面坐标xyh经纬度BLH经纬度BLH三维坐标XYZ三维坐标XYZWGS84椭球北京54椭球需要用a,e需要用a,e深圳坐标xyh码头坐标xyh3.四参数4.±固定差1.七参数（7个参数都是0）高斯投影等2.投影它往往是不需要固定差的，加入我们需要54的平面坐标，所以更常见的是如下图的形式：平面坐标xyh假的xyh经纬度BLH经纬度BLH三维坐标XYZ三维坐标XYZWGS84椭球北京54椭球需要用a,e需要用a,e54xyh3.四参数1.七参数（7个参数都是0）高斯投影等2.投影在

9、这里，是用手簿来求4参数的，7参数打开并且7个参数都设置为0。手簿中求解4参数的位置和原理如下，箭头方向和上图不同了，请务必理解体会，否则会有很多疑问：平面坐标xyh假的xyh经纬度BLH经纬度BLH三维坐标XYZ三维坐标XYZWGS84椭球54椭球需要用a,e需要用a,e已知点54xy两点求四参数1.七参数（7个参数都是0）高斯投影等2.投影我们应该这样来求解四参数： 最后求得的4参数为：7参数打开（都为0），四参数用上面求得的设置：模拟gza06号点的84的经纬度： 得到的结果和公共点（已知点）的54平面坐标对比，x和y都只相差了1mm。方法3：不需要高程的四参数转换方法B此方法如果使用手

10、簿求四参数，那么有一个前提：老的海洋测量软件中目标椭球必须选择84椭球，否则求出来的结果北坐标可能会差2米左右。有客户可能目标椭球选54，然后给北坐标弄个2米左右的固定差，这个不推荐，如果一定要那么做，那最好还是用方法2吧。平面坐标xyh平面坐标xyh经纬度BLH经纬度BLH三维坐标XYZ三维坐标XYZWGS84椭球北京54椭球码头坐标xyh2.四参数3.+固定差高斯等1.投影其中的固定差往往不用，所以常常是下面的形式：平面坐标xyh已知54xyh经纬度BLH经纬度BLH三维坐标XYZ三维坐标XYZWGS84椭球北京54椭球2.四参数高斯等1.投影手簿中求解4参数的位置如下，箭头方向和上面的不

11、同了，请务必理解体会，否则以后疑问会很多：平面坐标xyh已知54xyh经纬度BLH经纬度BLH三维坐标XYZ三维坐标XYZWGS84椭球北京54椭球求四参数高斯等1.投影模拟出7号点手簿中，如果没有打开7参数，目标椭球选54或者84都是一样的结果： 上面的2个图中不管是求解参数或者测量的时候，结果相同。 测量时它的处理流程都是：把串口过来的84的BLH利用84的长半轴a，扁率e，中央子午线114，高斯投影后得到84的xyh，然后直接利用4参数转换，得到54的xy。54的h还是沿用84的h。 这里有一个是要注意的，海洋测量软件的目标椭球必须选择84椭球(即使客户想要54的xyh也必须这样设置，否

12、则北坐标将会差几米)。因为老的海洋测量软件有一个默认的设置，就是如果没有打开7参数，目标椭球却选了54椭球（源椭球当然是84椭球，这个没有在界面显示），老的海洋测量软件会把串口过来的GPGGA中的84的BLH当成54的BLH，然后在54的椭球上直接投影，这时会导致北坐标和84BLH在84椭球上投影得到的84的x差了2米左右，而东坐标往往不差。 解决的办法很简单，只要在老的海洋测量软件中的目标椭球选84椭球就正确了。但是这样存在一个问题，就是如果想保存54的BL（经纬度）或者显示54的BL就无法办到（因为目标椭球选了84）。如果一定要显示54的经纬度(BL)，那么应该使用方法2。方法4：固定差改

13、正固定差改正一般只是在海洋测量中使用，陆地上一般都使用三参数之类的（比如南方测绘的RTK软件）。固定差改正可以直接在海洋测量软件中求得，也可以自己手工减出来。固定差改正的原理如下：84已知的80差值xyi001479733.947 2559557.861 8.097 479617.2892559560.40112.176116.66 -2.54 -4.08 xyi002480038.559 2559457.353 0.856 479921.8892559459.9484.932116.67 -2.59 -4.08 xyi003480429.468 2559349.189 0.681 48031

14、2.7882559351.7484.756116.68 -2.56 -4.08 xyi004480666.397 2559394.265 0.414 480549.7332559396.8624.469116.66 -2.60 -4.06 xyi006481119.860 2559678.786 0.178 481003.2192559681.3654.205116.64 -2.58 -4.03 我们看到，上面5个点各自的北坐标的差都是一个相似的值，东坐标和高程的差值也几乎相同，这就是我们在小范围内可以使用固定差的依据。前提是10多平方公里内，地势比较平坦。如果老的海洋测量中把84的BLH当成

15、80的BLH，也是一样的。84的B,L当80已知的80差值1479733.937 2559559.053 479617.2892559560.401116.65 -1.35 2480038.549 2559458.544 479921.8892559459.948116.66 -1.40 3480429.458 2559350.380 480312.7882559351.748116.67 -1.37 4480666.387 2559395.456 480549.7332559396.862116.65 -1.41 6481119.851 2559679.978 481003.2192559681.365116.63 -1.39 可以看出来，北坐标的差值是不一样的，东坐标的差值却和前面的相同。这是把84BLH当成54BLH导致的。所以，在老的海洋测量中，如果目标椭球选择80去测量一个固定差，而测量的时候也选择80，将不会产生什么问题。求解固定差的原理流程图：下图是老海洋中目标椭球选84时的原理：平面坐