摘要：本文首先闡述了坐標(biāo)系的分類，介紹了不同坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的意義，并以我國(guó)常用國(guó)家80坐標(biāo)與WGS84坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換過程及其方法為例進(jìn)行了分析，得出了有益的結(jié)論。
　　關(guān)鍵詞：坐標(biāo)分類；80坐標(biāo)；GPS；坐標(biāo)轉(zhuǎn)換；
　　隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展基礎(chǔ)通道的快速建設(shè)和GPS定位技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用，GPS技術(shù)在測(cè)量中的應(yīng)用越來越廣泛，由于GPS具有全天候、高精度、自動(dòng)化、效益高等顯著優(yōu)點(diǎn)，其在大地測(cè)量、工程測(cè)量、車輛導(dǎo)航、航海導(dǎo)航等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但在GPS測(cè)量與應(yīng)用中，GPS系統(tǒng)采用的是通常采用的是WGS84地心坐標(biāo)系，而我國(guó)測(cè)繪系統(tǒng)由早期廣泛采用是北京54坐標(biāo)系到現(xiàn)今的國(guó)家80坐標(biāo)系，以及各地區(qū)建設(shè)又采用的是地方坐標(biāo)系，幾類坐標(biāo)不但坐標(biāo)原點(diǎn)不一致，而且各坐標(biāo)軸之間相互不平行。所以，在實(shí)際應(yīng)用中，通常需要將WGS一84坐標(biāo)轉(zhuǎn)換至我國(guó)國(guó)家坐標(biāo)系統(tǒng)或地方坐標(biāo)系統(tǒng)。
　　一、坐標(biāo)系統(tǒng)分類
　　一個(gè)完整的坐標(biāo)系統(tǒng)是由坐標(biāo)系和基準(zhǔn)兩方面要素所構(gòu)成的。坐標(biāo)系指的是描述空間位置的表達(dá)形式，而基準(zhǔn)指的是為描述空間位置而定義的一系列點(diǎn)、線、面。因此人們?yōu)榱嗣枋隹臻g位置，采用了多種方法，從而也產(chǎn)生了不同的坐標(biāo)系，如直角坐標(biāo)系、極坐標(biāo)系等。在測(cè)量中，常用的坐標(biāo)系有以下幾種：空間直角坐標(biāo)系、空間大地坐標(biāo)系、平面直角坐標(biāo)系
　　而我們常用的GPS定位使用的是地心大地坐標(biāo)系，而我國(guó)經(jīng)典的大地定位又采用的是地球參心坐標(biāo)系。地心大地坐標(biāo)系與地球參心坐標(biāo)系的主要區(qū)別在于：地心大地坐標(biāo)系的橢球中心與地球質(zhì)心重合，橢球的短軸與地球自轉(zhuǎn)軸重合，大地緯度B為過地面點(diǎn)的橢球法線與橢球赤道面的夾角，大地經(jīng)度L為過地面點(diǎn)的橢球子午面與格林尼治平大地子午面之間的夾角，大地高H為地面點(diǎn)沿橢球法線至橢球面的距離。而對(duì)于地球參心坐標(biāo)系，在經(jīng)典大地測(cè)量中，為了處理觀測(cè)成果和傳算地面控制網(wǎng)的坐標(biāo)，通常需選取一參考橢球面為基準(zhǔn)參考面，選一參考點(diǎn)為大地測(cè)量的起算點(diǎn)（或稱為大地原點(diǎn)），并且利用大地原點(diǎn)的天文觀測(cè)量，來確定參考橢球在地球內(nèi)部的位置和方向。不過由此所選定的參考橢球的位置，其中心一般不會(huì)與地球質(zhì)心相重合。
　　二、坐標(biāo)系變換與基準(zhǔn)變換
　　所謂坐標(biāo)系變換就是在不同的坐標(biāo)表示形式間進(jìn)行變換。基準(zhǔn)變換是指在不同的參考基準(zhǔn)間進(jìn)行變換。
　　1、空間直角坐標(biāo)系與空間大地坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換
　　在相同的基準(zhǔn)下，空間大地坐標(biāo)系向空間直角坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換方法為：
　　其中：
　　，為卯酉圈的半徑；
　　
　　為地球橢球長(zhǎng)半軸；
　　為地球橢球的短半軸。
　　在相同的基準(zhǔn)下，空間直角坐標(biāo)系向空間大地坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換方法為：
　　
　　在采用上式進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)，需要采用迭代的方法，先將B求出，最后在確定H。
　　2、空間坐標(biāo)系與平面直角坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換
　　空間坐標(biāo)系與平面直角坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換采用的是投影變換的方法。在我國(guó)一般采用的是高斯投影。因?yàn)楦咚雇队昂蚒TM投影都是橫軸墨卡托的特例，因此，高斯投影和UTM投影都可以套用橫軸墨卡托投影的投影公式。
　　三、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法
　　兩個(gè)坐標(biāo)是如何轉(zhuǎn)換的呢，比較嚴(yán)密的是布爾沙模型，又稱為七參數(shù)轉(zhuǎn)換法，即X平移，Y平移，Z平移，X旋轉(zhuǎn)，Y旋轉(zhuǎn)，Z旋轉(zhuǎn)，尺度變化K。即在WGS一84坐標(biāo)與國(guó)家坐標(biāo)或地方坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換過程中，主要先求出坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)。無論使用哪一種方法，只有知道了轉(zhuǎn)換參數(shù)，才能進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。其步驟為：
　　
　　上述的方法同樣適合于從WGS-84直接轉(zhuǎn)換為地方坐標(biāo)。此外，由于采用GPS觀測(cè)所得到的是大地高，為了精確確定出正高或正常高，需要有大地水準(zhǔn)面差距或高程異常數(shù)據(jù)。
　　三、WGS84與國(guó)家80坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)
　　下表就是福建龍巖兩個(gè)不同坐標(biāo)系以上述步驟轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)，且用戶要求完成從WGS-84到國(guó)家80坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換，該數(shù)據(jù)為利用三個(gè)已知點(diǎn)求出轉(zhuǎn)換參數(shù)，從而求出該區(qū)域所有點(diǎn)的國(guó)家80坐標(biāo)系。
　　
　　四、結(jié)論
　　不同坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換是我們經(jīng)常遇到的事情，尤其隨著2009年為應(yīng)對(duì)經(jīng)濟(jì)危機(jī)而采取加大我國(guó)基礎(chǔ)投資來保障我國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，不同坐標(biāo)系與GPS84坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換將是我們時(shí)常面對(duì)的問題。當(dāng)然，隨著GPS技術(shù)的不斷發(fā)展應(yīng)用，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的求解方法會(huì)更多，更先進(jìn)，也更準(zhǔn)確。
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