1、坐標(biāo)系投影方式的選擇及坐標(biāo)轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系投影方式的選擇及坐標(biāo)系投影方式的選擇及坐標(biāo)轉(zhuǎn)換坐標(biāo)轉(zhuǎn)換,每一個(gè)項(xiàng)目在進(jìn)場(chǎng)前，要充分收集項(xiàng)目的相關(guān)資料，對(duì)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，尤其要清楚項(xiàng)目區(qū)域已有測(cè)量資料的坐標(biāo)系，高程系及投影方式，而任何一種坐標(biāo)系在建立前都要確定其投影方式，所以我們應(yīng)該對(duì)常用的一些投影方式有基本的認(rèn)識(shí)。坐標(biāo)系投影方式的選擇坐標(biāo)系投影方式的選擇高斯克呂格投影高斯-克呂格(Gauss-Kruger)投影，簡(jiǎn)稱高斯投影，是一種“等角橫切圓柱投影”，具體的投影特征在這里不作說(shuō)明，但是應(yīng)該對(duì)下面幾點(diǎn)應(yīng)該有清醒的認(rèn)識(shí)。1.在國(guó)內(nèi)大部份地區(qū)使用高斯投影。2.高斯投影有兩種常用分帶方式， 3度分帶和6度分帶。3

2、度分帶大多用于大比例尺測(cè)圖，主要指比例尺大于1:10000以上的地形測(cè)圖。3.三度帶是把全球分為120個(gè)帶，起始帶的經(jīng)度是1.54.5度，中央經(jīng)線為3度，帶號(hào)為1，4.57.0度為第2帶，中央經(jīng)線為6度，以此類推。4.六度帶是把全球分為60個(gè)帶，起始帶的經(jīng)度是06度，中央經(jīng)線為3度，帶號(hào)為1，612度為第2帶，中央經(jīng)線為9度，以此類推。5.高斯投影為保證東向坐標(biāo)值(測(cè)量指的是Y值)不小于0，所以將縱坐標(biāo)軸西移了500公里。坐標(biāo)系投影方式的選擇坐標(biāo)系投影方式的選擇UTM投影UTM投影全稱Universal Transverse Mercator，譯成中文是：通用橫軸墨卡托投影。使用UTM投影時(shí)需

3、要注意以下幾點(diǎn)：1.UTM投影是世界上最常用的一種投影方式，特別是不發(fā)達(dá)國(guó)家。2.UTM投影自西經(jīng)180起每隔經(jīng)差6度自西向東分帶，第1帶的中央經(jīng)線為-177，包含的范圍是-180-174。第2帶的中央經(jīng)線為-171度，所含的范圍是-174-168,以此類推。(舉例：公司有些項(xiàng)目原有資料已標(biāo)明使用UTM投影，但還有人在問(wèn)這個(gè)項(xiàng)目采用幾度分帶，弄清楚這一點(diǎn)就不會(huì)出現(xiàn)同類問(wèn)題了)坐標(biāo)系投影方式的選擇坐標(biāo)系投影方式的選擇UTM投影3.UTM投影比例是0.9996。明白這一點(diǎn)至關(guān)重要，很多使用UTM投影的項(xiàng)目在使用全站儀加密導(dǎo)線的時(shí)候，坐標(biāo)閉合差不能滿足規(guī)范圍要求就是與UTM投影的比例因子有很大的關(guān)系

4、。下面我們講解一下UTM投影區(qū)域在使用全站儀時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題，很多人沒(méi)有注意到，全站儀的設(shè)置里有Scale factor(比例因子)、或是grid factor(網(wǎng)格因子)，比例因子默認(rèn)值是1，從測(cè)量的角度來(lái)看，它可以看作是高斯投影的投影比例，使用UTM時(shí)這個(gè)值要根據(jù)測(cè)區(qū)實(shí)測(cè)坐標(biāo)，高程，坐標(biāo)系橢球參數(shù)計(jì)算得到，計(jì)算公式很復(fù)雜，在不記得公式的情況下，希望大家能記住它們的經(jīng)驗(yàn)值:比例因子=0.9996 網(wǎng)格因子=0.9992。在UTM投影區(qū)域使用全站儀進(jìn)行放樣，控制點(diǎn)加密測(cè)量時(shí)，請(qǐng)務(wù)必改正儀器設(shè)置里的比例因子或網(wǎng)格因子。坐標(biāo)系投影方式的選擇坐標(biāo)系投影方式的選擇UTM投影4.UTM投影同樣將坐標(biāo)縱軸向

5、西移動(dòng)了500公里，即Y值增大了500公里。而且在南半球，將坐標(biāo)橫軸向南移動(dòng)了10000公里，即X值增大了10000公里。(注：在北半球，X值不變)小結(jié)：上面講到了高斯投影和UTM投影的分帶方法，有了這些認(rèn)識(shí)，我們可以很容易地計(jì)算出測(cè)區(qū)的帶號(hào)及中央子午線經(jīng)度（中央經(jīng)度）。弄清楚UTM投影比例，可以減小野外工作時(shí)因投影問(wèn)題造成的測(cè)量誤差。掌握不同投影方式坐標(biāo)軸的移動(dòng)規(guī)律，對(duì)一節(jié)我們要講的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換有很大的幫助。坐標(biāo)系投影方式的選擇坐標(biāo)系投影方式的選擇坐標(biāo)系投影方式的選擇坐標(biāo)系投影方式的選擇 1、為保證項(xiàng)目資料的可延續(xù)性，一般情況下應(yīng)選擇原有的坐標(biāo)系、高程系及投影方式。2、如果收集不到原有測(cè)量資料，

6、或項(xiàng)目區(qū)域內(nèi)沒(méi)有可利用的控制點(diǎn)資料，則需要建立獨(dú)立坐標(biāo)系或獨(dú)立高程系。選擇獨(dú)立坐標(biāo)系投影方式的先決條件是要滿足投影變形的要求，即：每公里投影變形長(zhǎng)度不得大于2.5cm。3、投影變形長(zhǎng)度計(jì)算公式很復(fù)雜，可以在工程測(cè)量規(guī)范中查到計(jì)算公式，這里主要講一下為滿足上述要求可進(jìn)行的具體實(shí)施辦法。坐標(biāo)系投影方式的選擇坐標(biāo)系投影方式的選擇獨(dú)立坐標(biāo)系投影方式的選擇獨(dú)立坐標(biāo)系投影方式的選擇 A、當(dāng)測(cè)區(qū)最遠(yuǎn)處離中央子午線的距離不超過(guò)40Km且地形起伏較小時(shí)，獨(dú)立坐標(biāo)系可采用3分帶高斯投影。B、采用抵償面高斯投影。抵償面高斯投影主要設(shè)置如下：投影方式：高斯投影中央經(jīng)度：測(cè)區(qū)中心經(jīng)度抵償(投影)面高程：當(dāng)測(cè)區(qū)跨度較小時(shí)

7、，可使用測(cè)區(qū)平均高程。否則應(yīng)使用下列公式進(jìn)行計(jì)算：H=HA-(Y12+Y22)/4R(式中H：抵償面高程，HA：測(cè)區(qū)平均高程，Y1：測(cè)區(qū)離中央經(jīng)線最大距離,Y2:測(cè)區(qū)離中央經(jīng)線最小距離R=6378km)。坐標(biāo)轉(zhuǎn)換坐標(biāo)轉(zhuǎn)換每個(gè)項(xiàng)目收集到的資料并不一定都是一致的，如坐標(biāo)類型不同：有大地經(jīng)緯度坐標(biāo)，平面坐標(biāo)等，也有可能采用的橢球體不同(坐標(biāo)系不同)或投影方式不同等等。所以坐標(biāo)系的相互轉(zhuǎn)換在項(xiàng)目中使用非常普遍，如大地坐標(biāo)轉(zhuǎn)平面坐標(biāo),平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)空間直角坐標(biāo)，平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)大地坐標(biāo)等等目前很多軟件都可以對(duì)大部份坐標(biāo)系進(jìn)行轉(zhuǎn)換，在使用這些軟件進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換時(shí)，主要是要設(shè)置好坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的相關(guān)參數(shù)。下面我們就以Coor

8、d MG坐標(biāo)轉(zhuǎn)換軟件為例，詳細(xì)講解一下坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的過(guò)程。坐標(biāo)轉(zhuǎn)換坐標(biāo)轉(zhuǎn)換無(wú)轉(zhuǎn)換參數(shù)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 坐標(biāo)常用轉(zhuǎn)換參數(shù)包括：三參數(shù)、四參數(shù)和七參數(shù)，很多時(shí)候在未進(jìn)行野外工作時(shí)無(wú)法得到以上幾種參數(shù)?，F(xiàn)在我們談到的無(wú)轉(zhuǎn)換參數(shù)，并不是說(shuō)它不需要轉(zhuǎn)換參數(shù)，實(shí)際上在確定源坐標(biāo)系和目標(biāo)坐標(biāo)系采用的參考橢球體參數(shù)時(shí)，已經(jīng)確定了其轉(zhuǎn)換關(guān)系，這里我們認(rèn)為它是一種“隱性轉(zhuǎn)換參數(shù)”。因?yàn)檫@種隱性轉(zhuǎn)換參數(shù)是把地球作為一個(gè)規(guī)則的橢球體推算得來(lái)的，它的長(zhǎng)短半軸在同一個(gè)坐標(biāo)系中取值是固定的，而實(shí)際上地球的表面是很不規(guī)則的，因此把一個(gè)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值在無(wú)轉(zhuǎn)換參數(shù)的前提下轉(zhuǎn)換成另一個(gè)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值，肯定會(huì)存在誤差，誤差的大小根據(jù)所處的

9、位置，地形起伏，投影方式的變化而變化。坐標(biāo)轉(zhuǎn)換坐標(biāo)轉(zhuǎn)換無(wú)轉(zhuǎn)換參數(shù)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 下面我們舉例講解一下無(wú)轉(zhuǎn)換參數(shù)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換：假定在某一點(diǎn)在使用WGS84參考橢球時(shí)的經(jīng)緯度坐標(biāo)是2948E, 2031S，現(xiàn)在需將此點(diǎn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為ARC50坐標(biāo)系下的平面直角坐標(biāo)，其中投影方式為UTM投影。轉(zhuǎn)換前我們需要分析一下經(jīng)緯度數(shù)據(jù)：1、“E”表示東經(jīng)、“W”表示西經(jīng)、“N”表示北緯、“S”表示南緯。所以上面這個(gè)點(diǎn)的位置是在東經(jīng)和南緯。2、根據(jù)UTM投影分帶的特點(diǎn)我們可以計(jì)算出該點(diǎn)所處的中央子午線經(jīng)度：東經(jīng)27。3、UTM投影比例（尺度）為0.99964、根據(jù)UTM投影坐標(biāo)軸移動(dòng)的特點(diǎn)可知：X常數(shù)10000000m,

10、Y常數(shù)500000m。坐標(biāo)轉(zhuǎn)換坐標(biāo)轉(zhuǎn)換無(wú)轉(zhuǎn)換參數(shù)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 得到上面這些參數(shù)之后，可以正式用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換軟件來(lái)工作了:首先運(yùn)行COORD GM軟件，軟件界面如圖：坐標(biāo)轉(zhuǎn)換坐標(biāo)轉(zhuǎn)換無(wú)轉(zhuǎn)換參數(shù)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 選擇“設(shè)置”里的“地圖投影”并選擇投影方式，輸入中央經(jīng)度，尺度，X，Y常數(shù),完成后點(diǎn)擊“確定”,如圖：坐標(biāo)轉(zhuǎn)換坐標(biāo)轉(zhuǎn)換無(wú)轉(zhuǎn)換參數(shù)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 下一步就是選擇好坐標(biāo)類型、橢球體（坐標(biāo)系）、并輸入待轉(zhuǎn)點(diǎn)的源坐標(biāo)。這里要注意的是：輸入經(jīng)緯度坐標(biāo)時(shí)坐標(biāo)數(shù)值后面一定要輸入N(北緯)、S（南緯）、E（東經(jīng)）、W（西經(jīng)），如果源坐標(biāo)是平面坐標(biāo)，則只需要輸入X,Y坐標(biāo)值，不用輸入上述字母。最后點(diǎn)擊“轉(zhuǎn)換坐標(biāo)”即可。如圖

11、：坐標(biāo)轉(zhuǎn)換坐標(biāo)轉(zhuǎn)換無(wú)轉(zhuǎn)換參數(shù)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 下面我們?cè)僦v一下，把平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成經(jīng)緯度坐標(biāo)。在百度貼吧里有這樣一個(gè)問(wèn)題：“為什么用同一個(gè)軟件(COORD GM)將平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成經(jīng)緯度坐標(biāo)時(shí)誤差會(huì)很大？”，出現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題的原因可能是軟件的一個(gè)BUG，這里我們不作討論。還是以上面的例子將得到的平面坐標(biāo)再轉(zhuǎn)換成經(jīng)緯度坐標(biāo)。理論上來(lái)說(shuō)：經(jīng)緯度轉(zhuǎn)換成平面坐標(biāo)，再將此平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成經(jīng)緯度坐標(biāo)后，經(jīng)緯度坐標(biāo)應(yīng)保持不變。解決“平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成經(jīng)緯度坐標(biāo)誤差過(guò)大”的具體步驟：坐標(biāo)轉(zhuǎn)換坐標(biāo)轉(zhuǎn)換無(wú)轉(zhuǎn)換參數(shù)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 1、投影方式及投影參數(shù)設(shè)置，同上。2、將ARC50平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成ARC50橢球基準(zhǔn)面上的經(jīng)緯度坐標(biāo)。如右圖：3

12、、將ARC50參考橢球面上的經(jīng)緯度坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成WGS84參考橢球面上的經(jīng)緯度坐標(biāo)，如右圖：坐標(biāo)轉(zhuǎn)換坐標(biāo)轉(zhuǎn)換無(wú)轉(zhuǎn)換參數(shù)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 通過(guò)“ARC50平面坐標(biāo)ARC50經(jīng)緯度坐標(biāo)WGS84經(jīng)緯度坐標(biāo)”轉(zhuǎn)換結(jié)果可以看出，上面的轉(zhuǎn)換步驟可以解決“平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成經(jīng)緯度坐標(biāo)誤差較大的問(wèn)題”。有興趣的朋友可以試著直接把平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)成經(jīng)緯度坐標(biāo)“ARC50平面坐標(biāo)WGS84經(jīng)緯度坐標(biāo)”，看看轉(zhuǎn)換誤差是不是比較大？坐標(biāo)轉(zhuǎn)換坐標(biāo)轉(zhuǎn)換有轉(zhuǎn)換參數(shù)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 首先說(shuō)七參，就是兩個(gè)空間坐標(biāo)系之間的旋轉(zhuǎn)，平移和縮放，這三步就會(huì)產(chǎn)生必須的七個(gè)參數(shù)，平移有三個(gè)變量Dx，Dy，DZ；旋轉(zhuǎn)有三個(gè)變量，再加上一個(gè)尺度縮放，這樣就可以把一個(gè)

13、空間坐標(biāo)系轉(zhuǎn)變成需要的目標(biāo)坐標(biāo)系了，這就是七參的作用。如果說(shuō)你要轉(zhuǎn)換的坐標(biāo)系XYZ三個(gè)方向上是重合的，那么我們僅通過(guò)平移就可以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，平移只需要三個(gè)參數(shù)，如果縮放比例為一，這樣就產(chǎn)生了三參數(shù)，三參就是七參的特例，旋轉(zhuǎn)為零，尺度縮放為一。 四參數(shù)是同一個(gè)橢球內(nèi)不同坐標(biāo)系之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換的參數(shù)，它四個(gè)基本項(xiàng)分別是：X 平移、Y 平移、旋轉(zhuǎn)角和比例，從參數(shù)來(lái)看，四參數(shù)沒(méi)有高程改正，所以它適用于平面坐標(biāo)之間的轉(zhuǎn)換。有人會(huì)說(shuō)為什么用RTK（動(dòng)態(tài)GPS）放樣時(shí)能顯示高程？這實(shí)質(zhì)上一種高程擬合的過(guò)程，和四參數(shù)本身沒(méi)有關(guān)聯(lián)。坐標(biāo)轉(zhuǎn)換坐標(biāo)轉(zhuǎn)換有轉(zhuǎn)換參數(shù)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 在使用參數(shù)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換之前，首先要清楚下面幾點(diǎn)：1

14、、四參數(shù)適用于小范圍坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，一般不超過(guò)30平方公里。2、大面積坐標(biāo)轉(zhuǎn)換應(yīng)采用七參數(shù)法.3、求取四參數(shù)，至少需要2個(gè)已知點(diǎn)成果，求取七參數(shù)時(shí)，至少需要3個(gè)已知點(diǎn)成果。4、求取七參數(shù)采用的點(diǎn)，最好能包括整過(guò)目標(biāo)區(qū)域。坐標(biāo)轉(zhuǎn)換坐標(biāo)轉(zhuǎn)換有轉(zhuǎn)換參數(shù)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 下面通過(guò)實(shí)例來(lái)講解一下通過(guò)參數(shù)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的方法：例：假設(shè)某區(qū)域有2個(gè)已知點(diǎn)成果,見(jiàn)下表：點(diǎn)名坐標(biāo)系A(chǔ)坐標(biāo)系BX(m)Y(m)X(m)Y(m)11000.011000.0212500.1221345.2321688.031688.0114188.0823033.25求解坐標(biāo)系A(chǔ)和坐標(biāo)系B的轉(zhuǎn)換關(guān)系，并驗(yàn)證。坐標(biāo)轉(zhuǎn)換坐標(biāo)轉(zhuǎn)換有轉(zhuǎn)換參數(shù)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 分

15、析：此例只提供了2個(gè)已知點(diǎn)成果，而且沒(méi)有提供高程。所以只能求取四參數(shù)，具步驟如下：1、運(yùn)行COORD MG軟件，點(diǎn)擊“設(shè)置”，再選擇“計(jì)算四參數(shù)”.如圖：坐標(biāo)轉(zhuǎn)換坐標(biāo)轉(zhuǎn)換有轉(zhuǎn)換參數(shù)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 2、將1號(hào)點(diǎn)在A坐標(biāo)系中的值輸入源坐標(biāo)，在B坐標(biāo)系中的值輸入目標(biāo)坐標(biāo)，輸入完后點(diǎn)擊“增加”3、同第二步輸入2號(hào)點(diǎn)坐標(biāo)。4、點(diǎn)擊“計(jì)算”得到四參數(shù)，如圖：坐標(biāo)轉(zhuǎn)換坐標(biāo)轉(zhuǎn)換有轉(zhuǎn)換參數(shù)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 5、點(diǎn)擊“確定”退出計(jì)算面板，軟件自動(dòng)把計(jì)算得到的四參數(shù)填入，如右圖6、再點(diǎn)擊“確定”返回軟件的主面板。接下來(lái)我們驗(yàn)證四參數(shù)的正確性。坐標(biāo)轉(zhuǎn)換坐標(biāo)轉(zhuǎn)換有轉(zhuǎn)換參數(shù)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 選擇好坐標(biāo)轉(zhuǎn)換類型，再選中“平面轉(zhuǎn)換”，將1號(hào)點(diǎn)在A坐標(biāo)系下的值作為源坐標(biāo)，再點(diǎn)擊“轉(zhuǎn)換坐標(biāo)”,看看得到的目標(biāo)值是否等于1號(hào)點(diǎn)在B坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，如果相等，表明四參數(shù)計(jì)算沒(méi)有錯(cuò)誤，如圖：此例得到的目標(biāo)坐標(biāo)等于1號(hào)點(diǎn)在B坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，表示四參數(shù)計(jì)算正確坐標(biāo)轉(zhuǎn)換坐標(biāo)轉(zhuǎn)換有轉(zhuǎn)換參數(shù)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 利用七參數(shù)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的方法和四參數(shù)法基本相似，這里不再嫯述。需要注意的是：在使用COORD MG軟件進(jìn)行有參數(shù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換時(shí)，四參數(shù)法只適用于平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。補(bǔ)充補(bǔ)充“WGS84高程系”“WGS84高程系”這個(gè)問(wèn)題本來(lái)不屬于這次討論的