不同空间大地直角坐标系的换算

不同空间大地直角坐标系的换算

不同空间大地直角坐标系的换算既包括不同参心空间大地直角坐标系的换算,也包括参心空间大地直角坐标系和地心空间大地直角坐标系的换算。现今,后者的应用更为广泛。

不同空间大地直角坐标系的转换数学模型有多种,其转换方法可分为三参数、七参数等方法。

三参数法,这种方法最为简单,虽然不够合理,但在一定精度条件下,仍被广泛采用。

七参数法,这类公式有布尔莎公式,莫洛琴斯基公式和范士公式三种,其中范士公式采用另一种表示欧勒角的方法。这三种公式七参数间有一定的关系。当略去其中一些参数时,可得四参数、五参数和六参数等公式,在这主要采用布尔莎公式。

采用不同的数学模型,或采用同一模型而含不同的参数,将得出不同的转换结果。这些不同的数学模型各自有不同的假设前提。因此,在实际中,采用那一种模型比较合理,以及在同一模型中,取那几个参数比较适宜,要根据转换的精度要求等因素综合决定。 ⑴、三参数法

设两个空间大地直角坐标系为O新一X新Y新Z新,和O旧—X旧Y旧Z旧,该两坐标系各坐标轴相互平行,坐标原点不相一致,则有 X X ΔX0

Y = Y + ΔY0 (6) Z 新 Z ΔZ0

式中ΔX0、ΔY0、ΔZ0为旧坐标系原点相对于新坐标系原点在三个坐标轴上的分量,一般称之为三个平移参数。

三参数不同空间大地直角坐标系间转换公式是在假设两坐标系间各坐标轴相互平行,即轴系间不存在欧勒角的条件下导出的,这在实际情况中往往是不可能的。但由于欧勒角不大,加之当求得欧勒角误差和欧勒角本身数值属同一数量级时,故可近似地这样处置。此种情况在国内外一些坐标换算中屡见不鲜,如北美坐标系相对于地心坐标系的三参数是ΔX0=22m,Δy0=157m,Δzo=176m,欧洲坐标系相对于地心坐标系的三参数是ΔX0=—84m,Δy0=—103m,Δzo=—127m等。我国地心坐标系转换参数地心一号(DX—1)也系三个转换参数。

⑵、七参数法

两个空间大地直角坐标系间除了三个平移参数外,当各坐标轴间相互不平行时,还存在有三个欧勒角,称之为三个旋转参数,又两个坐标系尺度不尽一致,从而还有一个尺度变化参数,总计共有七个参数,七参数法共有三种公式,它们是; 布尔莎公式,莫洛琴斯基公式和范士公式, 在进行比较后采用布尔莎公式

X X 0 εZ -εY X ΔX0 Y = (1+m) Y + -εZ 0 εX Y + ΔY0 (7) Z 新 Z 旧 εY -εX 0 Z 旧 ΔZ0 写成一般展开式形式是

X新= X旧(1+m)+ Y旧εZ″/ρ″- Z旧εY″/ρ″+ΔX0

Y新= Y旧(1+m)- X旧εZ″/ρ″+ Z旧εX″/ρ″+ΔY0 (8) Z新= Z旧(1+m)+ X旧εY″/ρ″- Y旧εX″/ρ″+ΔZ0

式中止ΔX0、ΔY0、ΔZ0为三个平移参数,εX、εY、εZ为三个旋转参数,m为尺度变化参数。

不同空间大地直角坐标系的换算

不同空间大地直角坐标系的换算既包括不同参心空间大地直角坐标系的换算,也包括参心空间大地直角坐标系和地心空间大地直角坐标系的换算。现今,后者的应用更为广泛。

不同空间大地直角坐标系的转换数学模型有多种,其转换方法可分为三参数、七参数等方法。

三参数法,这种方法最为简单,虽然不够合理,但在一定精度条件下,仍被广泛采用。

七参数法,这类公式有布尔莎公式,莫洛琴斯基公式和范士公式三种,其中范士公式采用另一种表示欧勒角的方法。这三种公式七参数间有一定的关系。当略去其中一些参数时,可得四参数、五参数和六参数等公式,在这主要采用布尔莎公式。

采用不同的数学模型,或采用同一模型而含不同的参数,将得出不同的转换结果。这些不同的数学模型各自有不同的假设前提。因此,在实际中,采用那一种模型比较合理,以及在同一模型中,取那几个参数比较适宜,要根据转换的精度要求等因素综合决定。 ⑴、三参数法

设两个空间大地直角坐标系为O新一X新Y新Z新,和O旧—X旧Y旧Z旧,该两坐标系各坐标轴相互平行,坐标原点不相一致,则有 X X ΔX0

Y = Y + ΔY0 (6) Z 新 Z ΔZ0

式中ΔX0、ΔY0、ΔZ0为旧坐标系原点相对于新坐标系原点在三个坐标轴上的分量,一般称之为三个平移参数。

三参数不同空间大地直角坐标系间转换公式是在假设两坐标系间各坐标轴相互平行,即轴系间不存在欧勒角的条件下导出的,这在实际情况中往往是不可能的。但由于欧勒角不大,加之当求得欧勒角误差和欧勒角本身数值属同一数量级时,故可近似地这样处置。此种情况在国内外一些坐标换算中屡见不鲜,如北美坐标系相对于地心坐标系的三参数是ΔX0=22m,Δy0=157m,Δzo=176m,欧洲坐标系相对于地心坐标系的三参数是ΔX0=—84m,Δy0=—103m,Δzo=—127m等。我国地心坐标系转换参数地心一号(DX—1)也系三个转换参数。

⑵、七参数法

两个空间大地直角坐标系间除了三个平移参数外,当各坐标轴间相互不平行时,还存在有三个欧勒角,称之为三个旋转参数,又两个坐标系尺度不尽一致,从而还有一个尺度变化参数,总计共有七个参数,七参数法共有三种公式,它们是; 布尔莎公式,莫洛琴斯基公式和范士公式, 在进行比较后采用布尔莎公式

X X 0 εZ -εY X ΔX0 Y = (1+m) Y + -εZ 0 εX Y + ΔY0 (7) Z 新 Z 旧 εY -εX 0 Z 旧 ΔZ0 写成一般展开式形式是

X新= X旧(1+m)+ Y旧εZ″/ρ″- Z旧εY″/ρ″+ΔX0

Y新= Y旧(1+m)- X旧εZ″/ρ″+ Z旧εX″/ρ″+ΔY0 (8) Z新= Z旧(1+m)+ X旧εY″/ρ″- Y旧εX″/ρ″+ΔZ0

式中止ΔX0、ΔY0、ΔZ0为三个平移参数,εX、εY、εZ为三个旋转参数,m为尺度变化参数。


相关内容

  • 国土勘测中现行坐标系的区别
  • 第26卷第1期 山东国土资源 2010年1月 博览园地 国土勘测中现行坐标系的区别 苏长武,李其乐,曹斌华 (武警黄金第七支队,山东烟台 264004) 在国土资源勘查及测量工作中,经常会遇到这样的问题,不同的城市,不同的地区,不同的部门在使用不同的坐标系,你可能会被它们间的关系弄得心烦,搞不清如何 ...

  • 浅析地勘测量中常用坐标系的转换方法
  • 2011年10 月 浅析地勘测量中常用坐标系的转换方法 苏长武,王剑 武警黄金第七支队,山东烟台264004 摘要:通过介绍地质勘查测量工作中常见的几种坐标系的定义和相互联系,阐述独立坐标系.54北京坐标系.80西安坐标系.WGS84以及2000国家大地坐标系之间的转换方法和实际运用,并且展望了我国 ...

  • [大地测量学基础]复习题及参考答案
  • <大地测量基础>复习题及参考答案 一.名词解释: 1.子午圈:过椭球面上一点的子午面同椭球面相截形成的闭合圈. 2.卯酉圈:过椭球面上一点的一个与该点子午面相垂直的法截面同椭球面相截形成的闭合的圈. 3.椭园偏心率: a 2-b 2第一偏心率 e =第二偏心率e '=a a 2-b 2 ...

  • 1地心坐标系
  • 一.地球坐标系 地面和空间点位的确定总是要参照于某一给定的坐标系.坐标系是人为设计和确定的,根据不同的使用目的,所采用的坐标系亦各不相同.大地测量中采用的坐标系主要有两大类型,即天球坐标系和地球坐标系.天球坐标系用于确定天体在天球上的位置.其天球空间直角坐标系原点位于地球质心O:Z轴指向天球北极: ...

  • 英语作文电子邮件
  • 电子邮件具有格式简约化.内容个性化.表达口语话等特点.电子邮件特定格式:主要由表头.正文和签名三部分构成.表头可分为发信人地址(from).收信人地址 (to).日期(date).副本抄送(cc).信件主题(subject)以及附件(attachment)等.正文与签名部分与常规信件基本相同.英文电 ...

  • 工程坐标系的建立方法
  • 科技信息 .建筑与工程o SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION'2009年第27期 工程坐标系的建立方法 赵兴华 (中交一公局第四工程公司广西南宁530031) [摘要]根据工程测量中长度投影变形超过2.5era/kin时应建立地方工程控制网的要求,通过选择适当的坐标系 ...

  • 大地测量学基础复习题
  • 大地测量学基础复习题 一.概念题 参考椭球:具有确定参数(长半轴a和扁率α),经过局部定位和定向,同 某一地区大地水准面最佳拟合的地球椭球. 乘常数:当频率偏离其标准值时而引起的一个计算改正数的乘系数. 垂线偏差:地面上一点的重力向量g和相应椭球面上的法线向量n之间的 夹角. 垂线偏差改正:以垂线为 ...

  • 高斯平面直角坐标系与大地坐标系
  • §7.3 高斯平面直角坐标系与大地坐标系 7.3.1 高斯投影坐标正算公式 (1)高斯投影正算:已知椭球面上某点的大地坐标L,B,求该点在高斯投影平面上的直角坐标x,y,即L,B(x,y)的坐标变换. (2)投影变换必须满足的条件  中央子午线投影后为直线:  中央子午线投影后长度 ...

  • 大地测量学基础作业与参考答案
  • 大地测量学基础作业与参考答案 第一章绪论 1.大地测量学的定义是什么? 答:大地测量学是关于测量和描绘地球形状及其重力场并监测其变化,为人类活动提供关于地球的空间信息. 2.大地测量学的地位和作用有哪些? 答:大地测量学是一切测绘科学技术的基础,在国民经济建设和社会发展中发挥着决定性的基础保证作用: ...