手持GPS三参数计算和各地坐标转换经验参数 - 图文

由天下分享时间：2024/9/14 11:33:17 加入收藏我要投稿点赞

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如何设置手持GPS相关参数及全国各地坐标转换参数

一、如何设置手持GPS相关参数

（一）手持GPS的主要功能

手持GPS，指全球移动定位系统，是以移动互联网为支撑、以GPS智能手机为终端的GIS系统，是继桌面Gis、WebGis之后又一新的技术热点。目前功能最强的手持GPS，其集成GPRS通讯、蓝牙技术、数码相机、麦克风、海量数据存储、USB/RS232端口于一身，能全面满足您的使用需求。

主要功能：移动GIS数据采集、野外制图、航点存储坐标、计算长度、面积角度（测量经纬度，海拔高度）等各种野外数据测量；有些具有双坐标系一键转换功能；有些内置全国交通详图，配各地区地理详图，详细至乡镇村落，可升级细化。

（二）手持GPS的技术参数

因为GPS卫星星历是以WGS84大地坐标系为根据建立的，手持GPS单点定位的坐标属于WGS84大地坐标系。WGS84坐标系所采用的椭球基本常数为：地球长半轴a=6378137m；扁率F=1／298.257223563。

常用的北京54、西安80及国家2000公里网坐标系，属于平面高斯投影坐标系统。北京54坐标系，采用的参考椭球是克拉索夫斯基椭球，该椭球的参数为：地球长半轴a=6378245m；扁率F=1／298.2。西安80坐标系，其椭球的参数为：地球长半轴a=6378140m；扁率F=1／298.257。国家2000坐标系，其椭球的参数为：地球长半轴a=6378137m；扁率F=1／298.298.257222101。

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（三）手持GPS的参数设置

要想测量点位的北京54、西安80及国家2000公里网高精度坐标数据，必须学习坐标转换的基础知识，并分别科学设置手持GPS的各项参数。

首先，在手持式GPS接收机应用的区域内(该区域不宜过大)，从当地测绘部门收集1至两个已知点的北京54、西安80或国家2000坐标系统的坐标值；然后在对应的点位上读取WGS84坐标系的坐标值；之后采用《万能坐标转换》软件，可计算出DX、DY、DZ的值。

将计算出的DX、DY、DZ三个参数与DA、DF、中央经线、投影比例、东西偏差、南北偏差等六个常数值输入GPS接收机。将GPS接收机的网格转换为“UserGrid”格式，实际测量已知点的公里网纵、横坐标值，并与对应的公里网纵、横坐标已知值进行比较，二者相差较大时要重新计算或查找出现问题的原因。详细过程可查看《万能坐标转换》软件的【手持GPS参数设置】界面。

（四）自定义坐标系统（User）投影参数的确定 1、自己观测计算

新机拿到手之后，供应商都给提供一个投影参数，这对于要求不高的一般用户来说基本可以满足工作需要，而对于一些专业用户来说，就要自己来测算参数。一般型号的导航型手持GPS自定义坐标系统（User）投影参数设置界面都提供了五个变量（△X、△Y、△Z、△A、△F）需要设置，而实际工作中，后两个参数（△A、△F）针对某一坐标系统来说为固定参数（北京54坐标系△A=-108、△F=0.0000005），无需改动，需要自己测算的参数主要为前三个

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（△X、△Y、△Z），一般称为三参数。

手持GPS三参数计算

目前，手持GPS的定位精度较之以前已经有了很大的提高，多数已达到10米以内，有的甚至达到5米以内，其在地质勘查中的应用也已经十分普遍。手持GPS所使用的坐标系统基本都是WGS-84坐标系统，而我们使用的地图资源大部分都属于1954年北京坐标系（北京54）或1980年西安国家大地坐标系（西安80），如不对手持GPS进行相应参数设置，就会使其的定位数据产生较大误差，在我国，其误差范围为50-100米，此误差范围无法满足当前地勘工作的需要。

所谓参数，就是运用于转换同一地点不同椭球坐标系的坐标值的一组数据。严密的坐标转换，一般是用七参数布尔莎模型（即X平移，Y平移，Z平移，X旋转（WX），Y旋转（WY），Z旋转（WZ）及尺度变化（DM）），但手持GPS一般用五参数转换，即dx、dy、dz、da、df。不同地点dx、dy、dz是不同的，da和df却相对固定，与要进行相互转换的两个椭球的长半轴及扁率有关。

DA，DF是两个参考椭球长半轴长度的偏导数，简单的理解就是数值之差。

WGS-84转换为北京54坐标系时： da=aWGS84-a0.0000005）；

WGS-84转换为西安80坐标系时：

da=aWGS84-a西安80=-3，df=fWGS84-f西安80=-0.000000003（通常都取0）。

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北京54=-108，df=fWGS84-f北京54=0.00000048（通常都取

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WGS-84、北京54和西安80坐标系的长半轴和扁率主要参数见表1。

表1WGS-84、北京54和西安80坐标系主要参数

坐标系椭球体长半轴a 6378245 6378140 6378137 短半轴b 6356863.018773 扁率f 1/298.3 北京54 Krassovsky 西安80 IAG1975 WGS-84 WGS-84 6356755.2881575 1/298.257 6356752.3142451 1/298.257223563 因此，手持GPS实际需要计算的只有dx、dy和dz。这三个参数可以到测绘部门收集，若收集不到，则需要在已知坐标点（如三角点、四等点等）上进行调试测算。下面介绍在两个不同坐标系的已知点上进行的三参数计算，两个已知点坐标见表2。

表2 A点标准坐标

已知点坐标系 X（m） 2557540.31A 西安80 7 6 Y（m） 36361247.4838.885 108 h（m）中央经线首先把手持GPS坐标格式调整为度分秒格式，坐标系统调到WGS-84，如图1。若GPS长期不开机使用，应先进行初始化。