坐标转换问题

坐标转换对测量很重要。

首先，弄清楚几种坐标表示方法：经度纬度和高度，空间直角坐标，平面坐标和高程。我们通常所说的WGS84坐标是经纬度高程这一种，北京54是平面坐标和高程这一种。

其次，转换的严密性问题，在同一个椭球中的转换都是严密的，不存在精度损失，都是严格的计算公式。而在不同的椭球之间的转换时不严密的，也就是说在不同椭球体之间进行参数转换，不存在任何一套转换参数是全国通用的，在每个地方都会不一样，因为他们是两个不同的椭球基准。

那么，不同椭球体之间的坐标转换是怎么样的呢？一般而言，比较严密的是7参数法（包括布尔沙模型，一步法模型，海尔曼特等），即X平移、Y平移、Z平移、X旋转、Y旋转、Z旋转、尺度变换K。求7参数需要至少3个已知点，如果区域范围不大，最远点间距不大于30km（经验值）。还可以用三参数，三参数是7参数的一种特例（后四个都是0）。

在同一个椭球的不同坐标系中转换可能会用到平面转换，现阶段一般分为4参数和平面网格拟合两种方法。举个例子，在深圳既有北京54坐标，又有深圳坐标，在这两种坐标之间转换就用到4参数，计算4参数需要2个已知点。更精确的可以提供网格拟合数据，笑脸软件提供计算和应用4参数的功能，也提供网格拟合功能。

另外，还有高程拟合问题，大地水准面模型在国内用户中很少用到，但是在国际上已经是标准之一，笑脸软件提供最常用的EGM96模型和Geoid99模型。

最后，笑脸软件还提供ITRF框架转换方法，涉及到ITRF2000和ITRF96,、ITRF93之间的转换。

举个例子

在珠江有个测区，需要完成WGS84坐标到珠江坐标系（54椭球）的坐标转换，整个转换过程是：

实例一

转换要求

用户在一个佛山测区内使用RTK GPS接收机接受了一些点的WGS-84坐标。现在希望将其转换为北京54和佛山坐标下的坐标。用户有佛山测区的一些控制点，这些控制点有WGS84坐标，也有北京-54坐标，也有佛山坐标。

分析

WGS-84坐标和北京-54坐标是两个椭球的坐标转换，得求7参数或3参数，而北京-54和佛山坐标都是同一个椭球，所以他们质检的转换是地方坐标转换，需要求地方转换4参数，因为要求得到北京54坐标是平面坐标，所以需要设置投影参数。

步骤

1. 新建坐标转换文件，便于下次使用转换而不用重新输入，直接打开即可。

新建坐标转换文件过程如下：打开笑脸，设置源坐标类型，坐标转换方式和目标坐标类型，还有椭球基准，单击文件，选择保存。弹出保存窗口，命名坐标转换文件，设置国家，单击保存，新建坐标转换文件成功。单击文件，选择打开，选择刚才新建的坐标转换文件，就可以看到笑脸界面的标题栏显示了新建坐标转换文件的名称。

2.设置投影参数。单击设置，选择投影设置，选择投影方式，设置中央子午线，单击确定。

3.用一个已知点（WGS-84坐标和北京-54坐标），计算不同椭球转换的7/3参数。单击设置，选择计算3参数。

4.确认转换参数。计算3参数完成后，接着弹出椭球转换参数，单击确定即可。

5.打开7参数转换，完成WGS84到北京54的转换。

6.利用多个已知点（北京54和佛山坐标），计算同一个椭球的地方坐标转换（四参数）。

7.确定转换参数。

8.同时打开7参数和平面转换，完成WGS84-佛山的转换。

实例二

转换要求

用户在一个测区内有一些北京54的点坐标，现在希望将其转换为国家80坐标，用户有测区内的一些控制点，这些控制点既有北京54坐标又有国家80坐标。

文件转换

用户如果需要转换的是一个文件里的所有点，可以用文件转换来完成。

1.确定转换关系。按实例一1-8的步骤，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。注意转换文件坐标点都是建立在确定转换坐标关系的基础上，也就是说，没有前面的这些计算，就没有确定的公式来转换文件坐标。

2.确定转换格式。在主界面选择文件转换，单击格式按钮。

自定义新格式：在名称、扩展名后输入相应的内容，然后自己选择数据列表中的内容并添加到新格式中，如果列表中没有合适的字段，就用其他来表示，完成后单击完成新建。

选择格式：新建完成后，在格式列表中选择新建格式文件。

文件转换方式：转换后的文件有三种命名方式，可以根据自己的需求设置。

3.设置完格式后，浏览按钮就可用了，单击浏览，选择需要转换的文件，然后单击转换箭头，文件即可转换为目标坐标系统文件，双击文件列表中的文件，可以打开查看文件内容。

实例三

转换要求

用户在番禹工作，要求完成从WGS84到国家80的转换，由于测区范围较大，需要进行7参数转换。注意，这个例子同样适合与直接从WGS84转换到地方坐标。

分析

首先分析坐标，7参数转换模型的特点，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

国家80的坐标为：562589.8110 290115.8140 70.3590

用WGS84不加任何参数转换为平面坐标为：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=400000

步骤

1.设置投影参数。

2.计算7参数。

选择坐标转换菜单下的计算7参数，打开对话框。

设置好源坐标和目标坐标的数据类型，椭球基准，输入源坐标和目标坐标，单击增加，就会将输入的坐标增加到计算列表中去，同样的方法，至少添加3个已知同名点坐标，单击计算，就可以在计算结果中看到结果。同时在RMS中会显示使用这套参数计算每个点的坐标中误差，如果发现误差太大，可能坐标中存在输入是错误，这时可以在列表中选择不同的站点计算，知道满意为止，完成后单击确定。