GPS坐标转换原理

GPS坐标转换

1 坐标系统的介绍 1.1 WGS—84坐标系统

WGS—84坐标系是目前GPS所采用的坐标系统，是由美国国防部制图局建立，于1987年取代了当时GPS所采用的坐标系统(WGS—72坐标系统)而成为GPS目前所使用的坐标系统。

WGS—84坐标系的坐标原点位于地球的质心，Z轴指向BIHl984.0定义的协议地球极方向，X轴指向BIHl984.0的起始子午面和赤道的交点，Y轴与X轴和Z轴构成右手系。WGS—84系所采用椭球参数为：a=6378138m；f=1／298.257223563。

1.2 1954年北京坐标系

1954年北京坐标系是我国目前广泛采用的大地测量坐标系。该坐标系源自于原苏联采用过的1942年普尔科夫坐标系。建国前，我国没有统一的大地坐标系统，建国初期，在苏联专家的建议下，我国根据当时的具体情况，建立起了全国统一的1954年北京坐标系。该坐标采用的参考椭球是克拉索夫斯基椭球，该椭球的参数为：a=6378245m；f=1／298.3。该椭球并未依据当时我国的天文观测资料

进行重新定位。而是由前苏联西伯利亚地区的一等锁，经我国的东北地区传算过来的，该坐标的高程异常是以前苏联1955年大地水准面重新平差的结果为起算值，按

《GPS定位原理及应用》授课教案

第9章 GPS测量数据处理

9.3 GPS定位成果的坐标转换

GPS坐标定位成果（包括单点定位的坐标以及相对定位中解算的基线向量）属于WGS-84大地坐标系坐标（因为卫星星历是以WGS-84坐标系为根据而建立的），而实用的测量成果往往是属于某一国家坐标系或地方坐标系（或叫局部的，参考坐标系）。参考坐标系与WGS-84坐标系之间一般存在着平移和旋转的关系。实际应用中必须研究GPS成果与地面参考坐标系统的转换关系。

本节先介绍GPS定位结果的表示方法，然后介绍将GPS定位结果转换为国家/地方独立坐标系的方法，最后讨论这几种转换方法的应用。

9.3.1 GPS定位结果的表示方法

WGS-84大地坐标系是GPS卫星定位系统采用的大地坐标系，因而，所有利用GPS接收机进行测量计算的成果均属于WGS-84。

我们知道，GPS定位有单点绝对定位和点间相对定位两种方法，定位结果的表示形式也随结果的性质不同而不同，但都以WGS-84坐标系作为参考体。

单点定位确定的是点在WGS-84坐标系中的位置。大地测量中点的位置常用大地纬度B，大地经度L和大地高H表示，也常用三维直角坐标X，Y，Z表示。

相对定位确定的是点之间的相对位置，因而可以用直

GPS测量常用坐标系统及坐标转换

摘要：本文GPS测量常用坐标系统，以及GPS静态、动态测量中坐标变换的参数和方法。 关键词：GPS；坐标系统；坐标转换

GPS（Global Positioning System）即全球定位系统，是由美国建立的一个卫星导航定位系统。它具有全球性、全天候、连续性和实时性的精密三维导航与定位功能，现已广泛用于大地测量、工程测量、航空摄影测量以及地形测量等各个方面。相对于常规测量来说，GPS测量具有测量精度高、测站间无需通视、观测时间短、仪器操作简便、全天候作业、可提供三维坐标等特点。大大地提高了测量效率和精度。但是由于坐标系统的不同，面临着大量的坐标转换问题。对GPS技术的推广使用造成了一定的障碍。本文就GPS测量常用坐标系统及坐标转换的原理和方法，根据作者的理解介绍如下。 一、GPS测量常用坐标系统及投影

一个完整的坐标系统是由坐标系和基准两方面要素所构成的。坐标系指的是描述空间位置的表达形式，而基准指的是为描述空间位置而定义的一系列点、线、面。在大地测量中的基准一般是指为确定点在空间中的位置，而采用的地球椭球或参考椭球的几何参数和物理参数，及其在空间的定位、定向方式，以及在描述空间位置时所采用的单位长度的定义

手持GPS坐标系转换的心得体会

（福建省水利水电勘测设计研究院;福建省闽江学院）

李桂炎 陈海金 李青

对于坐标系的转换，GPS的使用者造成一知半解，尤其是对于接触不久的人，搞不明白竟然是怎么一回事。我经过多年来使用手持GPS来抛砖引玉，希望能引出更多的高手来为我院风电等项目导航。

归纳常见的坐标转换问题，多数为WGS84转换成西安1980坐标系或1954年北京坐标系。其中WGS84坐标系属于大地坐标，就是我们常说经纬度的坐标，而西安1980坐标系和1954年北京坐标系属于平面直角坐标。对于什么是大地坐标，什么是平面直角坐标，以及它们如何建立,本人将分段来介绍.

一、坐标怎样转换？

GPS卫星星历是以WGS84坐标系为根据而建立的，我国目前应用的地形图却属于1954年北京坐标系或1980年国家大地坐标系；因为不同坐标系之间存在着平移和旋转关系（WGS84坐标系与我国应用的坐标系之间的误差约为75～80m），所以在我国应用GPS进行绝对定位必须进行坐标转换，转换后的绝对定位精度可由75～80提高到5～10m。精确一句话，“减少误差，提高精度”。

二、如何在WGS84坐标系和1954年北京坐标系之间进行转换呢?

学习测量的人都知道，

手持GPS坐标系转换的心得体会

（福建省水利水电勘测设计研究院;福建省闽江学院）

李桂炎 陈海金 李青

对于坐标系的转换，GPS的使用者造成一知半解，尤其是对于接触不久的人，搞不明白竟然是怎么一回事。我经过多年来使用手持GPS来抛砖引玉，希望能引出更多的高手来为我院风电等项目导航。

归纳常见的坐标转换问题，多数为WGS84转换成西安1980坐标系或1954年北京坐标系。其中WGS84坐标系属于大地坐标，就是我们常说经纬度的坐标，而西安1980坐标系和1954年北京坐标系属于平面直角坐标。对于什么是大地坐标，什么是平面直角坐标，以及它们如何建立,本人将分段来介绍.

一、坐标怎样转换？

GPS卫星星历是以WGS84坐标系为根据而建立的，我国目前应用的地形图却属于1954年北京坐标系或1980年国家大地坐标系；因为不同坐标系之间存在着平移和旋转关系（WGS84坐标系与我国应用的坐标系之间的误差约为75～80m），所以在我国应用GPS进行绝对定位必须进行坐标转换，转换后的绝对定位精度可由75～80提高到5～10m。精确一句话，“减少误差，提高精度”。

二、如何在WGS84坐标系和1954年北京坐标系之间进行转换呢?

学习测量的人都知道，

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。

GPS坐标系的转换及其在姿态求解中的应用

第 30 卷第5期指挥控制与仿真Command Control & SimulationVol.30 No.5 Oct.20082008 年 10 月 文章编号：1673-3819(2008)05-0113-03GPS 坐 标 系 的 转 换 及 其 在 姿 态 求 解 中 的 应 用李 康 1，黄 胜 2，赵 辉 2（1 海军驻南京地区雷达系统军事代表室，江苏 南京 210037； 2 青岛杰瑞自动化有限公司，山东 青岛 266071） 摘 要：在 GPS 导航应用中，经常涉及到 WGS84 坐标系、导航坐标系以及载体坐标等的相互转换。从欧拉角的 旋转公式推导出发，详细研究了这几种坐标系的转换关系，推导出其在工程应用中的转换公式，并对其在姿态求 解中的应用进行了论述。该公式已通过 Vc 6 程序实现，并通过了工程实践数据的验证。该公式计算简单，便于实 现，有较好的应用价值。 关键词：GPS；WGS-84；导航坐标系；载体坐标系；姿态 中图分类号：P228; TN96 文献标识码：ALI Kang1, HUANG Sheng2, ZHAO Hui2 (1 Navy Radar System Milita

坐标系转换问题

1.坐标系基础知识

1.1 1954年北京坐标系

1954年北京坐标系可以认为是前苏联1942年坐标系的延伸。它的原点不在北京，而在前苏联的普尔科沃。相应的椭球为克拉索夫斯基椭球。

1954年北京坐标系建立以来，我国依据这个坐标系建成了全国天文大地网，完成了大量的测绘任务。但是随着测绘新理论、新技术的不断发展，人们发现该坐标系存在如下缺点：

（1）椭球参数有较大误差。克拉索夫斯基椭球参数与现代精确的椭球参数相比，长半轴约大109m。

（2）参考椭球面与我国大地水准面存在着自西向东明显的系统性的倾斜，在东部地区大地水准面差距最大达+68m。着使得大比例尺地图反映地图面的精度受到影响，同时也对观测元素的归算提出了严格要求。

（3）几何大地测量和物理大地测量应用的参考面不统一。我国在处理重力数据时采用赫尔默特1900~1909年正常重力公式，与这个公式相应的赫尔默特扁球不是旋转椭球，它与克拉索夫斯基椭球是不一致的，这给实际工作带来了麻烦。 （4）定向不明确。椭球短轴的指向既不是国际上比较普遍采用的国际协议（习用）原点CIO（Conventional International Origin），也不是我国地极原点

JYD1968.0；起

坐标系转换问题

1.坐标系基础知识

1.1 1954年北京坐标系

1954年北京坐标系可以认为是前苏联1942年坐标系的延伸。它的原点不在北京，而在前苏联的普尔科沃。相应的椭球为克拉索夫斯基椭球。

1954年北京坐标系建立以来，我国依据这个坐标系建成了全国天文大地网，完成了大量的测绘任务。但是随着测绘新理论、新技术的不断发展，人们发现该坐标系存在如下缺点：

（1）椭球参数有较大误差。克拉索夫斯基椭球参数与现代精确的椭球参数相比，长半轴约大109m。

（2）参考椭球面与我国大地水准面存在着自西向东明显的系统性的倾斜，在东部地区大地水准面差距最大达+68m。着使得大比例尺地图反映地图面的精度受到影响，同时也对观测元素的归算提出了严格要求。

（3）几何大地测量和物理大地测量应用的参考面不统一。我国在处理重力数据时采用赫尔默特1900~1909年正常重力公式，与这个公式相应的赫尔默特扁球不是旋转椭球，它与克拉索夫斯基椭球是不一致的，这给实际工作带来了麻烦。 （4）定向不明确。椭球短轴的指向既不是国际上比较普遍采用的国际协议（习用）原点CIO（Conventional International Origin），也不是我国地极原点

JYD1968.0；起

主要介绍GPS测量中常用的坐标系统

GPS定位的坐标系统

第三讲 GPS定位的坐标系统

学习指导

主要介绍GPS测量中常用的坐标系统。由于GPS采用WGS-84坐标系，而我国各地常用的坐标系是1954年北京坐标系、1980年国家大地坐标系和地方坐标系，因此，无论测区范围多小，测量精度等级如何低，都会涉及到坐标系统的转换问题。对于天球坐标系和地球坐标系，应掌握基本概念。而对于大地测量基准，包括WGS-84坐标系、1954年北京坐标系、1980年国家大地坐标系、地方坐标系以及高程基准及其转换，由于与相对定位的设计和数据处理以及差分定位的外业操作密切相关，不仅要牢固掌握基本概念，还应能够熟练地进行基准转换。

本单元教学重点和难点

1、参心坐标系的建立方法及其参数；

2、地心坐标系的建立方法及其参数；

3、天球坐标系的建立方法及其参数。

教学目标

1、了解参心坐标系的概念；

2、熟悉我国所采用过的大地坐标系统；

3、了解与参心坐标系建立相关的概念；

4、了解地心坐标系建立的意义和方法；

5、了解地心坐标系的参数；

6、熟悉WGS－84大地坐标系统；

7、了解天球坐标系建立的意义和方法；

8、掌握天球球面坐标系的计算方法。

GPS测量技术是通过安置于地球表面的GPS接收机，接收GPS卫