坐标转换软件(毕业论文Word文档格式.doc

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深入研究了GPS的WGS84坐标系及中国常用的1954年北京坐标系和1980年国家坐标系三种坐标系之间的大地坐标、空间直角坐标及平面坐标的转换模型，并根据不同的转换模型研究了多种转换参数的计算方法。

基于这些理论并结合相关的转换模型及算法编程实现了坐标转换系统，用实例对该坐标转换系统进行了测试，分析了实测数据和坐标转换系统一致计算数据之间差异原因，并提出了适当的避免办法。

测试结果与预期，符合需求分析的要求。

最后总结了该系统的特点和不足，并提出了下一步研究的方向。

关键词:

地球椭球体,坐标转换模型,布尔沙-沃尔夫（Bursa-Wolf）模型,莫洛金斯基模型

经济增长：

在优化结构、提高效益和降低消耗的基础上，“十一五”期市GDP年均增长12%以上（现14%以上），2010年达到650亿元以上，人均GDP力争1000美元；

财政收入达到80亿元；

规模以上工业销售达到550亿以上；

全社会固定资产投资年均长20%，五年累计1000亿元；

社会消费品销售额260亿元，年均增长20%，外贸进口总额2.5亿美元，年均增长15%；

五年累计招商引资突破500亿元，力争达到600亿元3

Abstract

Coordinateconversionisnotanewsubject.Withtherapiddevelopmentofsurveyingandtheformationofglobalintegration,Increasingdemandfortheformationofastandardizedglobalmappingdata,Especiallyintherespectofcoordinatesystem.Sincethedifferentpurposeofthedifferentunitsofmeasurement,TheChoiceofellipsoidalreferencesystemwillbedifferenttoo.

Thereweremanydifferentformsofcoordinatesystem.Forexample,WGS84coordinatesystem,Xian80coordinatesystem,Beijing54coordinatesystem,localcoordinatesetc.Therearealsohavethreeformstorepresentationcoordinatesinthesamecoordinatesystem,likerectangularspacecoordinates,geodeticcoordinates,planecoordinates.Dependingonthedifferentmappingneeds,thereneedstocoordinateconversion

Thencoordinatesystemtransformationmethodisresearched.Especialtransformationmethodofdifferentcoordinatesystems,GeocentricCartesiancoordinatesofthesamecoordinatesystemanditGeodeticSystem,GeocentricCartesiancoordinatesofthedifferentearthmodels,GeodeticSystemandmapareresearched.ThesimplemodelsandthecomputingmethodoftransformationParameterwithGeoentricCartesiancoordinatesandGeodeticsystemamongWGS-84，XiAn80andBeiJing54coordinatesystemsarestudied.AlsothetransformationalgorithmbetweenItstudiedthereliabilityoftransformationaldataindifferentcoordinatesystemandsamecoordinatesystem.ThesystemtestresultsConsistentwiththeexpected,italsomeettherequirementsofdemandanalysis.Finally,thispapersumupthecharacteristicsandthelackofthissystem,alsoproposefurtherresearchdirections.

Keywords:

Earthellipsoid,Coordinatetransformationmodel,Bursa-Wolfmodel,Molodenskymodel

目录

摘要 1

Abstract 2

1绪论 1

1.1研究的背景及意义 1

1.2坐标系间转化的研究现状 2

1.3研究的发展方向 3

2地球椭球与坐标系之基本理论 4

2.1基本概念 4

2.2三种常用坐标系 12

2.3基准 16

2.4常用的坐标系统 17

3坐标转换的理论与方法 24

3.1坐标系偏移量及转换方法 25

3.2坐标转换模型 28

3.3大地坐标与空间直角坐标之间的转换 34

3.4大地坐标与平面坐标之间的转换 36

4坐标转换系统程序设计及其实现 37

4.1VisualBasic简介 37

4.2程序设计思路 38

4.3本章小结 39

5检测实例与数据分析 44

5.1参数求解 44

5.2精度评定 45

6结论及展望 45

参考文献 49

致谢 51

附录 52

山东科技大学泰山科技学院学生毕业设计（论文）

1绪论

1.1研究的背景及意义

坐标转换已经不是一个新的课题了，随着与人们生活密切相关的测绘事业的迅速发展，全球一体化的形成，越来越多的全球测绘资料形成规范统一，尤其是坐标系统的统一方面。

原始的大地测量主要是通过光学仪器进行，这样不可避免的会受到近地面大气和地球曲率的影响，，在通视条件下也受到很大的限制，从而对全球测绘资料的一体化产生了一定的约束。

另外，由于每一个国家的大地坐标系的建立和发展具有它特殊的历史特性，使得目前仅常用的大地坐标系就超过150个。

即使是在同一个国家，在不同的历史时期由于经济的发展变化或习惯的改变也会采用不同的坐标系统。

例如：

在我国建国之初，为了让尽快搞好基础建设，我国采用了克拉索椭球与我国的实际情况相结合产生了北京54坐标系；

而随着测绘事业的发展北京54坐标系的缺陷也随之被表露的越来越明显，因此我国开始研究并使用80坐标系。

在实际生活中，由于国家建设的急需在一些地方还来不及布设国家级的大地控制网，而是先建立局部的独立坐标系，然后再将这些独立坐标系转换到国家统一的大地控制网中，而这些坐标系的变换都离不开坐标转换。

在国际上，随着第一代卫星导航系统——NNSS于1964年在美国研制成功，测绘资料的全球一体化不再是一个梦想。

经美国国防部批准，第二代卫星导航系统的开发研究工作于1972年开始，即现在所说的GPS。

这套卫星导航系统满足全球范围、全天候、连续实时以及三维导航和定位的要求。

正是由于这套卫星导航系统的这些特点，它就很快被广大测绘工作者所接受。

但由于坐标系统的不同，对GPS技术的推广使用造成一定的障碍。

这样坐标转换的问题再一次被提到了很重要的位置。

未来描述卫星运动，处理观测数据和表示测站位置，需要建立与之相应的坐标系统，及协议天球坐标系和协议地球坐标系。

其中协议地球坐标系采用的是1984年大地坐标系（WordGeodeticSystem1984——WGS）该坐标系统的重要参数为：

长半轴a=；

扁率f=1：

298.。

而我国采用的坐标系并不是WGS—84坐标系，而是BJ—54坐标系和西安—80坐标系以及地方独立坐标系，这些坐标系是与前苏联的1942年普尔科沃坐标系相关联的，这些坐标系的主要参数都为：

298.3。

这就使得同一点的坐标值因所在坐标系不同而不同，使得测绘资料在我国的适用范围受到很大的限制，并且对GPS系统在我国的广泛使用造成了一定的约束性，对测绘事业在我国的发展极为不利。

为了解决这个问题，测绘工作者做了大量的研究工作，并且已经有许多使用的商品化坐标转换软件投入市场，其中以七参数法用的最为普遍。

但是由于此方法中参数较多，对于一部分精度要求不高的GPS用户来说不容易获得足够的已知点进行参数和坐标求解。

而且国内现在所使用的坐标转换系统大多是国外软件，出了成本较高以外，也不利于广泛使用，为了方便我国的测绘工作者并解决好这些问题，提出了坐标转换这个课题。

1.2坐标系间转化的研究现状

目前，GPS定位技术已经被生活中各个领域广泛使用，GPS观测值是基于以地球的质心为原点的空间直角坐标系，对于采用北京54坐标、西安80坐标或者其他地方独立坐标而言，就需要解决这些不同椭球参考系下的坐标转换问题。

经典的七参数法是现在坐标转换中常用的坐标转换方法，其数学模型一般为Mondensky模型、Bursa模型等，这些转换模型已经广泛应用在各种工程测绘中，但在高程系统、坐标精度、公共点的图形数量以及强度上均有缺陷，还需针对不同的转换要求采用不同精度的参数经行坐标转换运算。

1.3研究的发展方向

关于坐标系的相关课题研究将随着各方面研究的投入和加大而逐渐深入，在我国国防建设、国民经济等方面实际生产中发挥巨大的作用。

（1）大地基准现代化是当前大地测量的根本任务，涉及到大地测量中当前所有学科的基础理论及其应用。

我国已经建设成新一代的地心坐标