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七参数转化方法有哪些

发布时间:2022-05-07 07:09:50

❶ WGS84坐标转换CGCS2000坐标 4个点求7参数

wgs84坐标可以直接当成CGCS2000的大地坐标,两个坐标系的经纬度误差不到1毫米,完全可以忽略不计。
只有两个坐标系之间存在以下情况才需要七参数转换:
两个坐标系的原点不在同一点上,并且两个坐标系的三个坐标轴互相都不平行。
这是因为原点不在同一点上,首先需要平移,三个轴的平移量,△x,△
y,△
z。然后三个轴不互相平行,又需要三个旋转量,α、β、γ.。最后就是坐标系中有一个单位量,就是坐标轴上的一个单位是多大。如果两个坐标系的单位量不一样大,则需要一个比例系数。
因此,对于WGS84和CGCS2000都是地心坐标系(或叫质心坐标系),即坐标原点都在地球质心上。两个坐标系的原点在同一个点上,然后坐标系中的单位都是米(国际单位制中的基本单位)。故这两个坐标系之间的转换实际上只需要三参数就够了。
真对不起,具体计算步骤和方法,我已经都还给老师了,实在无法帮你了。

❷ 坐标转换七参数和四参数有什么区别

1、参数法范围不同:

四参数法一般在5KM 范围之内。

七 参数法至少作用距离可以达到 15KM。

2、难易程度不同:

四参数可以利用任意两个具有三维坐标的已知等级控制点求出,求解较为简单,也较容易理解。

七参数需要在测区布设一定密度的等级控制网点,利用整个网的WGS-84 坐标系下的三维约束平差结果和当地坐标系统的二维约束平差结果及各点的高程解算,求解较为复杂。

(2)七参数转化方法有哪些扩展阅读

1、二维转换:

二维转换方法是将平面坐标(东坐标和北坐标)从一个坐标系统转换到另一个坐标系统。在转换时不计算高程参数。

该转换方法需要确定4个参数(2个向东和向北的平移参数,1个旋转参数和1个比例因子)。如果要保持GPS测量结果独立并且有地方地图投影的信息,那么采用三维转换方法最合适。

2、三维转换:

三维转换方法可使你确定最多7个转换参数(3个平移参数,3个旋转参数和1个比例因子)。用户也可以选择确定几个参数。

对于三维转换方法,可以仅用3个公共点来计算转换参数,但使用4个以上点可得到更多的观测值并且可以计算残差。用这种方法计算转换参数的优点在于能够保持GPS测量的精度,只要地方坐标精度足够(包括高程),这种方法能适用任何区域。

❸ 我是地理坐标信息是怎么来计算七参数呢求大神告知!!!

所谓七参数是指两个参考椭球体下的两个坐标系统的空间直角坐标系的互换参数,也就是平移+旋转+缩放 3+3+1 = 7

平移:将两个坐标系统的原点重合:x,y,z三个

旋转:将两个坐标系统的三个坐标轴绕重合之后的原点旋转,使之重合,三个旋转角为:Ω,κ,φ三个

XYZ均为空间直角坐标,如得到的坐标是地理坐标或者是大地测量坐标则需要先向空间直角坐标转换

计算七参数就是把以上的新旧XYZ全部当成已知值然后反过来解算七个参数就行了,由于同时需要新旧坐标因此需要同时知道两套坐标系下坐标的公共点,总共七个未知数,因此需要至少三个公共点列出九个方程来求解

如何求解空间直角坐标系转换的七参数!!!

7参数可以用软件来算,人工那个算了把,不现实。比如测绘工具包就可以!还有一些GPS基线解算的软件也可以完成!

❺ 如何用matlab编写七参数大地坐标转换

首先,matlab 本身提供了把直角坐标转化为极坐标的函数 cart2pol。调用方法为: [TH,R] = cart2pol(X,Y) TH 是极坐标的角度坐标,R 是距离坐标。 [TH,R,Z] = cart2pol(X,Y,Z) 这个函数同时支持3维直角坐标到柱坐标的转换。

❻ 年北京坐标系与西安坐标系的转换方法

在矿业权实地核查准备工作阶段,收集到的地质、测绘等相关资料、图件和矿业权登记数据中,所涉及的地理数据可能是不同大地坐标系下的坐标数据。从实际情况来看,矿业权拐点坐标大多采用的是1954年北京坐标系,矿区已有的测量控制点和测量资料多数采用的也是1954年北京坐标系。本次矿业权实地核查测量工作采用的是1980西安坐标系,在实地测量和数据整理中涉及1954年北京坐标系与1980西安坐标系的转换。下面简要介绍二者之间转换的理论与方法。

(一)高斯投影正算和反算

将大地坐标换算为平面直角坐标,叫做高斯投影正算,是在同一椭球中进行,不存在误差。其常用量定义和公式如下:

a为椭球长半轴

b为椭球短半轴

f为椭球扁率

e为第一偏心率

e'为第二偏心率

全国矿业权实地核查技术方法指南研究

B为纬度,单位为弧度

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M为子午圈曲率半径

N为卯酉圈曲率半径

子午线弧长X

设有子午线上两点p1和p2,p1在赤道上,p2的纬度为B,p1、p2间的子午线弧长X计算公式:

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例如,1980西安坐标系a=6378140,e2=0.006694385,A'=1.005052506,B'=0.002531556209,C'=2.656901555E-06,D'=3.470075599E-09,E'=4.916542167E-12,F '=7.263137253E-15,G'=1.074009912E-17以B=30°弧度值0.5235987756为例,在Y=0时算得X=3320114.946。

当Y≠0,l≠0时则需要采用下列积分和逐次趋近的方法。

(1)高斯正算公式(利用点的经纬度计算XY坐标)

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(2)高斯反算公式(利用点的XY坐标计算经纬度)

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(3)底点纬度Bf迭代公式

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直到Bi-1-Bi小于某一个指定数值,即可停止迭代。

式中

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国家测绘局经过改进,将7个系数改为5个算出各椭球的值,采用公式如下:

(1)高斯投影正算(B,L→x,y)

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式中:X0=C0B-cosB(C1sinB+C2sin2B+C2sin5B+C4sin7B)

m0=lcosB

l=L-中央子午线经度值(弧度)

L,B为该点的经纬度值。

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式中:t=tanB,η2=e'2cos2B,

C,C0,C1,C2,C3,C4,e2为椭球常数

(2)高斯投影反算(x,y→B,L)

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式中:t=tanBf,η2=e'2cos2Bf

,K1K2,K3,K4为椭球常数。

各坐标系椭球常数如表4-1。

表4-1 各大地坐标系椭球常数

国家测绘局采用的公式编程更加容易,高斯投影的正算、反算因为是在同一椭球下进行,公式是严密的,不存在误差,电算操作非常方便。现在网上很多软件有这种功能。度、分、秒输入使用小数形式,小数点前面是度,小数点后前两位为分,后两位为秒,再后面为秒的十进制小数。如25.23451124其值为25°23′45.1124″,正反算已经成了非常简单的事。高斯正算、反算必须考虑到椭球参数,椭球不同结果是不同的。必须考虑到中央子午线位置。因为各带中都有重复点,本次实地核查要求使用3度带,所有Y坐标必须带有3°带的带号,不允许使用独立坐标系或假定坐标系。

(二)参心坐标与空间直角坐标的关系

空间直角坐标X、Y、Z与大地坐标B、L、H间的关系表示如下:

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大地坐标B、L、H 与空间直角坐标X、Y、Z间的关系表示如下:

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式中

在转换中对于不知道椭球高的控制点可将控制点的大地高置为0,放在椭球面上计算,三维就变成二维,其效果更好。

(三)坐标系统转换

1954年北京坐标系与1980西安坐标系的转换通常有两种方法:四参数转换法和七参数转换法。

1.四参数转换法

所谓四参数转换是两个平移参数,一个旋转参数,一个尺度比。不考虑什么椭球,在小范围内按平面坐标直接平移、旋转、缩放。最少条件是两个公共点,多公共点时可以使用最小二乘法,删除残差大的点。这在区域面积小的情况下是可以的,一般不宜超过40平方千米。四参数转换模型如下:

x2=Δx+x1(1+m)cosa-y(1+m)sina

y2=Δx+x1(1+m)sina-y(1+m)cosa

2.七参数转换法

该方法适用于椭球间的坐标转换。其实质是原椭球空间直角坐标(X1,Y1,Z1)与新椭球空间直角坐标(X2,Y2,Z2)间的转换。椭球间的坐标转换至少需要3个公共点,解算七参数。转换公式采用的是布尔莎公式,法方程的解算采用高斯消元法。高斯消元法,是线性代数中的一个算法,可用来为线性方程组求解,求出矩阵的秩,以及求出可逆方阵的逆矩阵。当用于一个矩阵时,高斯消元法会产生出一个“行梯阵式”。高斯消元法可以用在电脑中来解决数千条等式及未知数。迭代法较消元法的残差大。

椭球间的坐标转换适用基于椭球的参心(地心)坐标系间的转换,而不适用于基于平面的独立坐标系间以及独立坐标系和参心(地心)坐标系间的转换。基于椭球的坐标转换中(七参数),椭球→椭球的转换实际上是在空间直角坐标系中完成的。完整的变换过程如下(以“平面→平面”为例):(x1,y1,H1)→(B1,L1,H1)→(X1,Y1,Z1)→(X2,Y2,Z2)→(B2,L2,H2)→(x2,y2,H2)。首先把直角坐标系下的直角坐标,原公共点中的1954年北京坐标转换成2000国家大地经纬度坐标,再转换为1954年北京坐标系的参心坐标,公共点的1980西安坐标做同样转换。利用两个椭球的参心(地心)坐标求得转换参数,利用该参数直接将1954年北京坐标系下的坐标转换成1980西安坐标系下的坐标。在上述过程中,高程H1、H2是大地高(椭球高)。大地高=正常高+测区高程异常。如果不需要转换高程的话,可以将高程和高程异常全部置为0。不可将1954年北京坐标系坐标所带的正常高直接代入。

七参数的转换模型如下:

(1)七参数转换模型

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式中:ΔB,ΔL为同一点位在两个坐标系下的纬度差、经度差(弧度);

a,Δf为椭球长半轴差(米)、扁率差(无量纲);

X,ΔY,ΔZ为平移参数(米);

εx,εy,εz为旋转参数(弧度);

m为尺度参数(无量纲)。

最少3个公共点可以解求出七个参数。

(2)三维七参数转换模型

全国矿业权实地核查技术方法指南研究

全国矿业权实地核查技术方法指南研究

式中:ΔB,ΔL,ΔH为同一点位在两个坐标系下的纬度差(弧度)、经度差(弧度)、大地高差(米);

ρ为一个弧度的秒值,180×3600/π弧度/秒;

a为椭球长半轴差(米);

f为扁率差(无量纲);

X,ΔY,ΔZ为平移参数(米);

εx,εy,εz为旋转参数(弧度);

m为尺度参数(无量纲)。

最少3个公共点可以解求出七个参数。

七参数适用于整个测区的转换,面积小于2000平方千米的可以一次转换完成,面积大的可以分区转换,各分区之间应选公共点,以保证数据的接边精度。关于残差,国家规定以1∶2000图为例,残差为图上0.1毫米即实地20厘米,超过3倍中误差的点删除。为了保证矿业权矿界拐点转化的精度,本次矿业权实地核查规定残差超过实地0.1米一般不宜使用,实际上比国家规定的精度严,相当于国家规定的1/6。

(四)利用坐标转换软件进行坐标转换

以上介绍了1954年北京坐标系和1980西安坐标系转换的理论,在实际转换时可以采用相关的软件来完成。目前,市场上有多种坐标转换软件可供选择。在选择软件时,应注意部分软件转换的精度可能达不到本次矿业权实地核查的要求。下面以经天测绘技术公司开发的测量计算工具包软件V4.05为例,介绍坐标转换方法。

该软件界面如图4-3。该软件可以进行高斯正算、高斯反算、坐标换带、椭球间的转换,可以批量导入,可以保存数据、保存公共点,包括了坐标转换所需的相关计算功能。另外,该软件还能实现2000国家大地坐标系与1954年北京坐标系、1980西安坐标系、WGS-84坐标系以及独立坐标系的转换。

图4-3 经天测绘技术公司开发的测量计算工具包软件界面

坐标系统变换,可以采用平面坐标转换中的多公共点相似变换和椭球坐标转换。小面积可以采用多公共点相似变换。限制在400平方千米左右,不超过1 幅1∶50000图。它与中央子午线无关、高程需要置为0,计算参数的输入文件为文本文件,格式为:

点号,原X 坐标,原Y坐标,新X 坐标,新Y坐标

需要转换的输入文件格式为:

点号,原X 坐标,原Y坐标

参数计算点数不超过30个,文件可以导入,公共点可以保存,参数也可以保存。转换坐标可以导入,转换后的坐标可以保存。需要注意的是,转换坐标的位数与计算参数的坐标位数应一致。计算参数不使用带号,转换后坐标也没有带号。图4-4中的算例X舍去前4位,Y舍去前3位。

图4-4 多公共点平面相似变换窗口

面积较大的测区应使用7参数转换。在椭球间坐标转换开关下,有平面-平面、大地-平面、平面-大地、大地-大地4个子开关。对于采矿权,可使用平面-平面;对于探矿权,使用大地-大地,小数后位数较多,根据需要可将尾部删去。输入文件的格式与上述相同,需要输入中央子午线,Y坐标不加带号,在不知道1954年北京坐标、1980西安坐标的椭球高的情况下,可在高程栏输入0,测区高程异常输入0,探矿权是大地坐标格式,小数点前3位为°,后2位为′,3、4位为″,后面为十进制的秒的小数,如108°33′15″8563,输入108.33158563,由于控制点坐标是X、Y格式,可用高斯投影反算将控制点变为大地坐标格式。或是使用高斯坐标正算把探矿权登记坐标转换为直角坐标,计算完成后再使用高斯坐标反算将1980西安坐标转换为2000国家坐标。图4-5表示一个县的采矿权转换过程,Y坐标略去了前3位数。

图4-5 椭球间平面坐标转换窗口

需要注意的是,该软件没有采用软件狗加密,但需要注册才能用,采用机器码注册,一个软件只能装一台计算机专用。

❼ 试用七参数法简明介绍空间直角坐标变换的基本原理

如图所示,两个空间直角坐标系分别为O1-X1Y1Z1与O2-X2Y2Z2,它们的原点不一致,相应的坐标轴相互不平行,两个坐标轴间除了三个平移参数,还有三个欧勒角,即三个旋转参数,又考虑到两个坐标系的尺度不尽一,还需设一个尺度变化参数m,总计共有七个参数。

❽ MAPGIS中 坐标转换中 七参数法 如何求得参数

通常最大距离小于10公里的测区,使用四参数就可以了,很多论文的实验结论都证明了对于小范围的测区,使用四参数坐标转换的结果优于七参数坐标转换的结果.
1.参数求解的过程基本相同,就是在测区中心位置架设好基准站,然后使用流动站新建工程,设置基本的投影的参数,如西安80坐标系,高斯投影,中央子午线,Y坐标常数500km等,
2.直接使用流动站到三个及以上已知高等级控制点测量固定解状态下的坐标.
3.依次输入已知控制点的成果坐标,并指定之前RTK测量获得对应控制点的坐标,保存参数后应用.
4.检核:使用应用参数后的RTK流动站,测量一个已知的控制点,并检查观测坐标值与成果坐标的互差.

❾ 测绘中四参数和七参数的不同我不要详解只要回答问题

1、适用范围不一样

四参数用于较小范围,七参数用于较大范围。

2、需要的控制点不一样

四参数最少需要2个控制点对,七参数最少需要3个控制点对。

3、转换结果不一样

四参数仅用于平面转换,可以说,四参数是用于两个平面直角坐标系之间的互相转换,而七参数是用于两个三维空间直角坐标系之间的转换。

4、难易程度不同

四参数可以利用任意两个具有三维坐标的已知等级控制点求出,求解较简单,也容易理解;

而七参数需要在测区布设一定密度的等级控制网点,利用整个网的WGS-84坐标系下的三维约束平差结果和当地坐标系统的二维约束平差结果及各点的高程解算,求解较为复杂,理解起来相对困难。

(9)七参数转化方法有哪些扩展阅读:

四参数和七参数的使用:

1、四参数

两个不同的二维平面直角坐标系之间转换通常使用四参数模型,四参数适合小范围测区的空间坐标转换,相对于七参数转换的优势在于只需要2个公共已知点就能进行转换,操作简单。

在该模型中有四个未知参数,即:

(1)两个坐标平移量(△X,△Y),即两个平面坐标系的坐标原点之间的坐标差值。

(2)平面坐标轴的旋转角度A,通过旋转一个角度,可以使两个坐标系的X和Y轴重合在一起。

(3)尺度因子K,即两个坐标系内的同一段直线的长度比值,实现尺度的比例转换。通常K值几乎等于1。

四参数的数学含义是:用含有四个参数的方程表示因变量(y)随自变量(x)变化的规律。

举个例子,在珠海既有北京54的平面坐标又有珠海的平面坐标,在这两种坐标之间转换就用到四参数。四参数的获取需要有两个公共已知点。

2、七参数

七参数一般采用布尔沙模型法,适合大范围测区的空间坐标转换,转换时需要至少3个公共已知点。因为有较多的已知点,所以七参数转换的坐标精度要高于四参数转换的坐标精度,但是操作较四参数法复杂。

七参数模型中有七个未知参数,即:

(1)三个坐标平移量(△X,△Y,△Z),即两个空间坐标系的坐标原点之间坐标差值。

(2)三个坐标轴的旋转角度(△α,△β,△γ)),通过按顺序旋转三个坐标轴指定角度,可以使两个空间直角坐标系的XYZ轴重合在一起。

(3)尺度因子K,即两个空间坐标系内的同一段直线的长度比值,实现尺度的比例转换。通常K值几乎等于1。

七参数其涉及到的七个参数为:X平移,Y平移,Z平移,X旋转,Y旋转,Z旋转,尺度变化K。

❿ 常用的几种参照系转换(七参数)

参照系转换方法说明 当进行数据源投影转换或点坐标转换时,可以从对话框中看到系统提供了六种投影转化的方法(Geocentric Transalation、Molodensky、MolodenskyAbridged 、Position Vector、Coordinate Frame、Bursa-wolf)。对于这六种方法,将在以下进行详细介绍:任何一个国家(或地区)大地坐标系的建立,都是一个历史的发展过程,在不同的时期,采用的参考椭球体及定位方式都不相同,并且会逐步的完善和精化。采用不同的参考椭球和定位建立的大地坐标系,是彼此不同的参心空间直角坐标系,与全球统一的以地球质心为原点的地心空间直角坐标系也不一致。因此就存在不同的大地坐标系统之间的相互转换问题。三参数转换法(Geocentric Translation) 参照系转换时,比较简单的转换方法是所谓的三参数转换法(Geocentric Translation)。这种转化方法所依据的数学模型是认为两种大地参照系之间仅仅是空间的坐标原点发生了平移,而不考虑其他因素。可以参考下左图。三参数转换法计算简单,但精度较低,一般用在不同的地心空间直角坐标系之间的转换。七参数法 七参数法依据的数学模型不仅考虑了坐标系的平移,同时还考虑了坐标系旋转、尺度不一等因素。所以需要的参数除了三个平移量外,还要三个旋转参数(又称三个尤拉角)和尺度变化参数。转换原理如上右图。莫洛金斯基(Molodensky) 莫洛金斯基(Molodensky)转换法是另外一类参照系转换方法,它直接转换不同参照系的坐标而不经空间直角坐标的变换过程。为便于计算,还有所谓简化的莫洛金斯基方法(Molodensky Abridged )。三参数转换法、莫洛金斯基转换法、简化的莫洛金斯基转换法属于精度较低的几种转换方法。三参数转换法需要三个平移转换参数(ΔX,ΔY,ΔZ),莫洛金斯基转换法、简化的莫洛金斯基转换法也要三个平移转换参数(ΔX,ΔY,ΔZ)。在数据精度要求不高的情况下一般可以采用这几种方法。位置矢量法(Position Vector)、基于地心的七参数转换法(Coordinate Frame)、布尔莎方法(Bursa-Wolf)属于精度较高的几种转换方法。需要七个参数来进行调整和转换,包括三个平移转换参数(ΔX,ΔY,ΔZ)、三个旋转转换参数(rx,ry,rz)和一个比例参数(S)。这几种方法是完全相同的,只是由于国家地区或测量学派的不同,习惯称谓不同。 对于各个转换方法,它们的旋转角度的单位为“秒”,且数值范围为[-60,60]的Double型数值。因此在设置要特别注意。 在实际的工作中,采用哪种转换方法要视具体情况而定。转换结果满意与否取决于转换参数的设置情况。转换参数的获取可以从官方测量机构、数据提供商处得到;也可以自行实测,推算转换参数。转换参数合适与否,必须通过两个参照系中都存在的控制点确定。

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