手持GPS三参数计算及各地坐标转换经验参数 - 图文

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。

（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（△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-a北京54=-108，df=fWGS84-f北京54=0.00000048（通常都取0.0000005）； 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）。 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 6356755.2881575 6356752.3142451 扁率f 1/298.3 1/298.257 1/298.257223563 北京54 Krassovsky 西安80 IAG1975 WGS-84 WGS-84 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 A 坐标系 X（m） Y（m） h（m） 中央经线 108 西安80 2557540.317 36361247.46 838.885 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。

第二步将GPS放在已知点上，待精度显示或接近机器本身能达到的最优水平时，记录下该点的经纬度坐标和高程。

第三步则根据已知点的已知坐标和该点上GPS记录的经纬度来计算该点处GPS的三参数。

图1调整GPS坐标系统为WGS84

目前已有许多网友编制了有关软件来计算这三参数，并提供免费分享。如

软件。我们使用COORD4.1(在此，感谢软件的作

者：Jerry,注意网上有其它版本的软件，某些功能可能有错误,如4.2版本)软件来自己求三参数。打开软件如图

1.设置投影参数 坐标转换->投影参数

输入当地的中央子午线，不确定或不知如何判断时可咨询南方测绘当地技术人员,其它可根据忽略。

2.计算转换参数

坐标转换->计算三参数

在软件下方选择好椭球基准，左为WGS84坐标系，右为我们实际使用的坐标系。

3.查看转换参数 坐标转换->七参数设置

上一次的计算结果就保存在此界面中的，前三项即为所求出△X、△Y、△Z。

4.设置手持机GPS

最后把手持GPS坐标格式调整为UserUTMGrid，坐标系统调到User，并设置好GPS参数，显示格式：坐标格式(xyz)，如图4。图中②一般只需修改中央经线，投影比例、东西偏移和南北偏移保持跟图中一致就行了。图4是在计算了A点的参数后进行的GPS设置，经设置后，该GPS在B点测出的坐标：X=2557541m，Y=36361247m，h=838m，与B点标准坐标误差非常小。

图4设置GPS参数（A点）

三、总结

一般新购买的手持机或到新测区使用时，都需要重新求取转换参数，需要注意的是，GPS的三参数并不是固定不变的，不同计算方法和不同地点计算出来的

三参数都不一样。当需要尽可能高的精度的时候，就必需求取此转换参数。在此只介绍了本人一直以来在使用的计算方法，实践证明也比较可行。而在某已知点计算好的参数，在离该已知点越远处使用该参数，GPS定位的精度越差。曾有每远离已知点10km，GPS误差就增加1m的经验之说，也有人建议根据GPS数据内部取整修约规则，每50km就更换三参数。使用者应根据具体情况和工作需要，随时调整GPS的参数。

此种方法只适用于简宜型手持机或低精度手持机使用，在某此手持机中要求输入七参数，利用这个软件也是可以求取的，只不过求取七参数需要用到三个以上的已知点而也。

当然影响GPS定位精度的因素还有很多，比如槽糕的天气、林立的高楼大厦和浓密的森林等，都会使GPS搜到的卫星数太少而定位精度变差，但这些都是人力无法改变的外部因素。

2、经验坐标

三参数对于非专业人员大多采用经验坐标，可别人的成果。

用户自定义的格网属性(水城) 中央经 手持GPS参数设置

比例系 东西偏差假定 南北偏差假定 E105.0000 1 500000 0 度数 米 米 用户自定义的地图基准属性(水城) DeltaX DeltaY DeltaZ Delta半长 Delta扁 -14.1 -103.8 -49.2 -108 0.0000005 米 米 米 米 米 二、全国各地坐标转换参数

（一）云南

各地州GPS6度带转换参数 地州 怒江州 临昌地区 曲靖地区 玉溪(17带) 玉溪(18带) 丽江地区 大理州 昭通市 西双版纳 保山 楚雄(17带) 楚雄(18带) 思茅地区(17带) 思茅地区(18带) 昆明市 德宏州 迪庆州 文山州 红河州(17带) 红河州(18带) DX 0.60 -2.80 -7.10 -5.00 -8.40 -5.80 -3.00 -6.10 -4.40 -4.70 -2.20 8.70 -5.00 -7.90 -8.70 -1.50 4.41 -6.50 -5.00 -7.90 DY -97.20 -93.90 DZ DA DF 说明 17带E=99° 17带E=99° 18带E=105° 17带E=99° 18带E=105° 17带E=99° 17带E=99° 18带E=105° 17带E=99° 17带E=99° 17带E=99° 18带E=105° 17带E=99° 18带E=105° 18带E=105° 17带E=99° 17带E=99° 18带E=105° 17带E=99° 18带E=105° -40.30 -108 0.0000005 -53.00 -108 0.0000005 -100.40 -46.70 -108 0.0000005 -100.60 -53.30 -108 0.0000005 -95.70 -98.70 -89.80 -42.20 -108 0.0000005 -40.80 -108 0.0000005 -47.40 -108 0.0000005 -102.10 -37.70 -108 0.0000005 -94.40 -90.00 -91.40 -54.10 -108 0.0000005 -44.00 -108 0.0000005 -41.00 -108 0.0000005 -107.50 -23.90 -108 0.0000005 -100.60 -53.30 -108 0.0000005 -100.90 -51.40 -108 0.0000005 -107.50 -23.90 -108 0.0000005 -95.80 -96.19 -46.10 -108 0.0000005 -43.19 -108 0.0000005 -101.80 -54.60 -108 0.0000005 -100.60 -53.30 -108 0.0000005 -100.90 -51.40 -108 0.0000005 中央经度=当地经度除6,取商的整数+1,结果*6再-3 部分地州GPS3度带转换参数 昆明 28.00 -123.00 -61.00 -108 0.0000005 102°

个旧 楚雄 文山 玉溪 曲靖 德宏 景洪 景洪大勐龙 思茅 兰坪营盘 景谷半坡 巧家茂租 龙陵勐兴 东川铁架山 26.00 29.00 33.00 17.00 18.00 12.00 21.00 22.00 15.00 -117.00 -50.00 -108 0.0000005 -112.00 -56.00 -108 0.0000005 -122.00 -57.00 -108 0.0000005 -78.00 -72.00 -79.00 -97.00 -38.00 -108 0.0000005 -39.00 -108 0.0000005 -38.00 -108 0.0000005 -42.00 -108 0.0000005 105° 102° 105° 102° 105° 99° 102° 99° 99° 99° 99° 102° 99° 102° -117.00 -48.00 -108 0.0000005 -79.00 -36.00 -108 0.0000005 0 0 -1 -44 0 其它工作点参考 -150.2 80 -9 -90 -12 -88.60 -35.00 -26.00 -4.00 -27.00 -108 0.0000005 -108 0.0000005 -108 0.0000005 -108 0.0000005 -108 0.0000005

（二）贵州

贵州省GPS三参数提供表： 地名 水城 安顺 仁怀 凯里 纳雍 黔西 遵义 ΔX -14.1 -13.5 -10.3 -8.9 -9.8 -12.8 -10.5 ΔY -103.8 -105.2 -103.8 -103.2 -103.1 -104.2 -108.2 ΔZ -49.2 -52.3 -47.6 -46.4 -46.2 -50.3 -51.1 ΔA -108.0 ΔF 0.0000005 兴义 盘县 都匀 -13.8 -13.8 -9.0 -106.1 -106.4 -97.0 -50.2 -48.8 -49.0

（三）黑龙江

黑龙江省 黑龙江省 中央经线129度 DX:21 DY:-155 DZ:-78 齐齐哈尔市 中央经线129度 DX:-98 DY:-154 DZ:-78 赤峰林西 中央经线117度 DX:16 DY:-147 DZ:-77 大兴安岭 中央经线123度 DX:9 DY:-133 DX:-39 嫩江市 中央经线126度 DX:-16 DY:-64 DZ:-5 1组《中央经线》变量；《投影比例1；东西偏差500000；南北偏差0》常量；北京54系统 2组《DX;DY;DZ》变量；《DA:-108；DF:0.0000005》常量 西安80系统 其他同上；另：DA:-3；DF:0 （四）吉林

吉林省 吉林市/长春市 中央经线129度 DX:1 DY:-129 DZ:-48 松源市 中央经线123度 DX:-151 DY:-80 DZ:-52 盘石市 中央经线：126度 DX:-1 DY:-128.4 DZ:-50 延吉市 中央经线129度 DX:1 DY:-129.4 DZ:-48.2 通化市 中央经线126度 DX:1 DY:-129.4 DZ:-48.2 1组《中央经线》变量；《投影比例1；东西偏差500000；南北偏差0》常量；北京54系统 2组《DX;DY;DZ》变量；《DA:-108；DF:0.0000005》常量 西安80系统 其他同上；另：DA:-3；DF:0

（五）辽宁

辽宁省 盘锦市 中央经123度 DX:-16.3 DY:-109.4 DZ:-27.8 鞍山市 中央经120度 DX:-21 DY:-157 DZ:-73 沈阳市 中央经线123度 DX:-3 DY:-126 DZ:-45 本溪市 中央经线123度 DX:-11.2 DY:-116.7 DZ:-29.6 大石桥市 中央经线123度 DX:-28.8 DY:-99.9 DZ:-16.5 锦州市 中央经120度 DX:-41 DY:-69 DZ:-74 丹东市 中央经线123度 DX:-24.4 DY:-99.9 DZ:-15.5 葫芦岛市 中央经线120度 DX:-2.7 DY:-126.5 DZ:-46.3 营口市 中央经线123度 DX:44 DY:414 DZ:-60 1组《中央经线》变量；《投影比例1；东西偏差500000；南北偏差0》北京54系统 常量；2组《DX;DY;DZ》变量；《DA:-108；DF:0.0000005》常量 西安80系统 其他同上；另：DA:-3；DF:0

（六）广东

中央经线：

(广东各地市中心经度：佛山114度；梅州117度；汕尾114度；江门114度；湛江111度；茂名111度；肇庆111度；清远114度；潮州117度；韶关114；河源114；阳江111：云浮111；揭阳117) 投影比例：+1.0000000 东西偏差：+500000.0 南北偏差：0.0

WGS-84转北京54坐标参数：

序号 1 DX -14 DY -110 DZ -52 DA -108 DF 0.0000005 适宜地区 广州、佛山、江门、中山、珠海、肇庆、云浮、顺德 2 3 4 5 6

-8 -9 -19 -30 -16 -103 -98 -112 -119 -114 -61 -71 -55 -58 -53 -108 -108 -108 -108 -108 0.0000005 0.0000005 0.0000005 0.0000005 0.0000005 韶关、清远 茂名、阳江、湛江、 惠州、深圳、东莞、河源 揭阳、潮州、汕头、汕尾 梅州 WGS-84转西安80坐标参数：

序号 1 DX -96 DY -51 DZ 12 DA -3 DF 0 适宜地区 广东省

（七）江西

一、张公矶（赣北地区可用）

[G－50－66－（54～53），彭泽县北东的华阳镇附近] WGS－北京54 DX-14.37415178 DY-119.5187393 DZ-52.2054466 DA-108.00 DF0.000000481

二、陈家山（南昌地区可用）

［Ｈ－49－5－（14~15）,抚州市东南角］

WGS－北京54 DX-16.4810437 DY-116.1082428 DZ-52.59549003 DA-108.00 DF0.000000481 三、瑞金基南

［Ｈ－49－77－（9~10）,瑞金市东北角］ WGS－北京54 DX-17.56440391 DY-114.3451811 DZ-54.9794437 DA-108.00 DF0.000000481

四、鸡公尖矿区GPS参数 中央经线117.00 DX-16 DY-126 DZ-52 DA-108 偏差-0.0000005

（八）海南

dx=-9.8 dy=-114.6 dz=-62.7 da=-108.0 df=0.0000005 中央子午线：111

（九）新疆乌鲁木齐地区

DX=19 DY=-33 DZ=5 DA=-108； DF=0.0000005 中央子午经度：87

（十）四川盆地

Dx=-4 Dy=-104 Dz=-45 Da=-108 Df=+0.0000005

中央子午经度：105

（十一）其它各地

以下为包头地区坐标系转换参数 Dx=-92 Dy=-49 Dz=-4 Da=-108 Df=+0.0000005 中央子午经度：114

安徽省坐标转换区域化参数： DX=-15 DY=-120 DZ=-48 DA=-108； DF=0.0000005 中央子午经度：117

鄂尔多斯市省坐标转换区域化参数： DX=16 DY=-147 DZ=-77

DA=-108； DF=0.0000005 中央子午经度：111

新疆阿克苏地区坐标转换参数： DX=18 DY=-152 DZ=-76 DA=-108； DF=0.0000005 中央子午经度：81

西藏坐标转换区域化参数： DX=11.9 DY=-120.8 DZ=-62.4 DA=-108； DF=0.0000005 中央子午经度：93

赤峰地区坐标转换参数： DX=-18

DY=-104.5 DZ=-57.5 DA=-108； DF=0.0000005

中央子午经度：117或123（东为123，西为117）

注：以下参数仅供参考！！ 以下为四川盆地坐标系转换参数 Dx=-4 Dy=-104 Dz=-45 Da=-108 Df=+0.0000005 中央子午经度：105

安徽省坐标转换区域化参数： DX=-15 DY=-120 DZ=-48 DA=-108； DF=0.0000005 中央子午经度：117

鄂尔多斯市省坐标转换区域化参数： DX=16 DY=-147 DZ=-77 DA=-108； DF=0.0000005 中央子午经度：111

新疆阿克苏地区坐标转换参数： DX=18 DY=-152 DZ=-76 DA=-108； DF=0.0000005 中央子午经度：81

西藏坐标转换区域化参数： DX=11.9 DY=-120.8 DZ=-62.4 DA=-108；

DF=0.0000005 中央子午经度：93

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