工程测量论文不同坐标系变换论文

工程测量不同坐标系变换论文 工程测量中不同坐标系变换与精度分析 【摘要】在工程测量中，各种先进的测量技术应用其中，这也涉及到坐标系的相互转换。本文对工程测量常用技术以及坐标系变换和精度进行分析，以供参考。 一、前言 在施工测量中，同坐标系的变换不太常见，但是在航天、地质领域企业却应用广泛。针对不同坐标系的变换我们要加强研究，提高转换的准确性，保证精度。 二、3S技术的内容以及在工程测量中的应用 工程建设测量往往是根据施工类型和工程性质建设施工控制网，采取不同的放样方法进行测量。测量者会将建设设计图经过转化使其成为地上实物，然后对建筑物进行定位，实地测量构筑物的位稳、倾斜、沉陷和摆动情况，将测量出的数据做成图表，才能更好的保障建筑物的安全。 1、GPS全球卫星定位系统在工程测量中的应用 从美国对GPS定位技术进行最初的研究开始，到1994年时，这项技术已全面建成。一开始GPS定位技术只是在水平测角、测距和测水电的工作中使用，但是，随着GPS定位技术的不断发展和完善，硬件设备也得到了改进，到如今在太空中已经存在了24个GPS定位卫星，GPS技术己经慢慢的能够一次性精准的确定工程测量的三维坐标，操作简单便携，覆盖率高定位测量精准度高。同时，GPS的接收设备也在不断的改进、广域拆分技术的发展以及载波相位动态实时拆分技 术的发展，使得GPS技术在工程路况导航、运载工具实时监测、城市规划设计以及工程测量等各大领域中得到了广泛的应用。近年来GPS测量技术得到广泛使用，这一项技术给传统工程测量模式带来了巨大改变，从传统测量技术到CPS测量技术的改变也是历史性的转变。随着GPS定位系统的快速发展，一些衍生定位技术系统也随之出现，如实时动态定位技术系统，这些系统的出现都在很大程度上得到了运用，带来了较好的经济效益。GPS定位系统上不仅仅局限于陆地上，而且还可关联到已知点上的GPS卫星的设计上来，用来采取有效相关信息，其捕获信息的准确性非常之高，可以有效运用在卫星设计上。 2、工程测量中GIS地理信息系统技术的应用 GIS虽然也是一门新型技术，但需要结合到计算机、信息收集与管理、测绘遥感以及新型测绘技术等多种技术，才能发挥其最大功效。GIS技术还具有一些特有的优势，除了搜集和存储地理数据外，其还能将收集到各种信息进行三维立体可视化显示和将信息进行整合分析，其整理出来的结果可有效辅助预报预测，使其结果更加精确。GIS技术在土地开发、工程测绘、地质监测、气象预测、海洋环境监测和城市规划等很多的领域得到了广泛的应用。 3、RS遥感技术在工程测量中的应用 在工程测量中，遥感技术具有可大范围实时观测、实效性强、综合数据性能高、操作简单等优势，也被普遍的应用在工程测量中。RS技术主要是集合了传感器技术、数据分析处理技术、信息处理传输技术、有效信息提取和应用的一项综合性技术。RS技术通过利用遥感 卫星的多光谱摄影特点可以在高分辨率的情况下，实现对于大面积范围内的基础地理信息的采集和处理;通过遥感技术获取各种比例尺的地形图，可以用来测量基本的地形图，采集和分析基本情况，这样可以提高工程图纸的绘制效率。 三、不同坐标系简介以及变换 就目前我国工程测量中的坐标系来看，主要包括北京54坐标系、西安80坐标系、2000M坐标系。现阶段2000M坐标系为最新的国家大地坐标系。 1、不同坐标系简介 北京54坐标系是于1954年成立的参心大地坐标系，主要采用多点定位法进行椭球定位，椭球坐标参数:长半轴a=6378245m，短半轴=6356863.0188m;扁率=1/298.3。参心坐标系与地心坐标系共同组成大地坐标系，主要由椭球的数据参数、地心位置、指向等参数确定，以地心为原点的WGS-84世界大地坐标系。目前，北京54坐标系在我国的工程测量中应用较为广泛。 2、各坐标系变换分析 由于不同坐标之间的原点、参数都不同，为实现统一坐标系的建立，需要对各坐标系之间进行有机转换。北京54坐标系与西安80坐标系的转换，重点在于寻找两个坐标系之间的共同点。当由于两个坐标系所在椭球不同，因此将两个坐标系之间的公共点输入到转换软件中将能够实现转换。北京54坐标系与国家2000坐标系的转换，要找不同坐标系之间的重合点，再应用相关公式的七参数法进行坐标体系 之间的转换。这种转换主要是将对应的两个坐标体系的参数转换，再实现两个坐标体系之间的转换。国家2000坐标系与西安80坐标系的转换，较上述两种坐标系之间的转换稍有难度，由于两个坐标体系之间没有固定的转换公式，因此要通过不同点的对应坐标进行求解，通过具体参数计算实现坐标体系的转换。在进行不同坐标体系之间的相互变换的过程中，主要找到两两之间的连接点，通过参数求解的方式，求出各坐标系中的坐标，最后实现坐标体系的整体转换。 四、几种重要的坐标系之间互相转换的基本方法 1、北京54坐标系与西安80坐标系的转换 由于54坐标系和80坐标系分别处于两个不同的椭球，在进行转换时需要找到两个椭球的公共点。再将几个公共点分别在两个坐标系中对应的坐标添加到转换软件中，即可实现两者的互相转换。 2、北京54坐标系与国家2000坐标系间的转换 选取不同的两坐标系的重合点，利用相关的科学参数模型分别求出两坐标系的转换参数，分别求出在两坐标系下对应的坐标，简单地进行转换。 3、国家2000坐标系与西安80坐标系间的转换 国家2000坐标系是地心坐标系，西安80坐标系是参心坐标系，两者没有统一的转换公式，需要找到几个同名点所对应的坐标，求解相关的参数，继而实现坐标系之间的转换。 综上，我们可以得出结论，不同的坐标系之间的变换本质是相同的，即找到两个坐标系之间的连接点，求出对应的参数，在对应的坐 标系中找到点的坐标，最后用专门的仪器或测绘工具实现有效的转变。 五、不同坐标系转换的精度分析 从转换的准确性来分析，只有在同个椭圆里进行的转换才是最严谨的，在不同的椭圆之间进行的转换都是不严密的，因为它们处于完全不同的椭圆体系中，所以说我们所得到的转换结果只是相对的准确。比如说国家2000坐标系和北京54坐标系转换求得的参数本身不够准确，继而在对应坐标系中求出的点的坐标也是不准的。因为它们处在两个不同的椭圆中，所以它们之间的转换只能按照公共点的寻找来转换，这样的结果并不能保证在整个坐标系的各个位置都保持准确，其中肯定有偏差较大的坐标点。我们所测得的坐标点只是较为准确的，我们只有从专门的测绘部门中得到精确的数据。一般情况下，为了提高不同坐标系的准确度，可以多找几组数据，求出对应的参数来找到不同坐标系下的坐标值，可以采取求平均值的方法来求得较为精准的转换，这种转换在一般的应用中是不影响实验结果的，由此产生的误差可以忽略不计。 六、结束语 总之，进行坐标系转换的时候，要注意转换的方式和方法，保证测量精度准确。 参考文献 [1]王宝山，武继军，罗建元:大地坐标转换模型与精度研究[J]河南理工大学学报(自然科版)，2014(22):127-129 [2]张毅虹.现代测绘技术在工程测量中的应用研究[J].江西建 材，2015(02)28:218-219.