利用COORD进行坐标系转换

利用COORD进行坐标系转换南方测绘技术部主管朱代军摘要：坐标转换在测绘工程中经常会用到，特别是在处理原始数据的时候，在这里以COORD坐标转换软件为例，谈一谈如何进行两个坐标椭球系之间的数据转换，也就是求取七参数。关键字：坐标系七参数一．COORD软件介绍COORD4.1坐标转换软件(其它版本可能有问题)，是一个免费的坐标转换软件,也是测绘人常备的一个工具之一。在此感谢COORD的作者Jerry。在下边的时间里，就给大家演示一下该软件在通过三个以上已知点计算七参数时的一些操作。图１：软件界面1.1参数的分类1.1.1三参数即X平移，Y平移，Z平移只需一个已知点即可。适用于小范围内使用，不同椭球间可以互转，转换后的坐标系方向与源坐标系方向一致，只有当源坐标系与当前坐标系的方向一致或在精度范围内才可使用。1.1.2四参数即X平移，Y平移，坐标旋转，投影比例需两个已知点,在高程精度不高的情况下使用，因为在四参数中，没有高程改正参数，在实际的测量中，会加上三参数中的高程改正参数或利用高程拟后来得到较高精度的高程。四参数属于同一椭球下的转换，当源坐标系与当前坐标系不一致时，如将WGS84经纬度转换到北京54坐标系，一般会利用以下的转换原理。源坐标系：WGS84坐标系目标坐标系：北京54坐标系(地方坐标)或由于四参数中，没有高程改正，如果需要高程精度较高的用户，需再计算高程改正参数，高程改参数根据所使用已知点的数量又分为多种参数：1~2个高程已知点时，即Z平移，在使用中即为三参数中的Z平移参数；3~4个高程已知点时，采用高程拟合中的平面拟合参数；6~7个高程已知点时，采用高程拟合中的曲面拟合参数。在一般使用过程中，高程拟合参数可根据输入已知点的个数自动或手动选择计算各参数。1.1.3七参数X平移，Y平移，Z平移，X旋转（WX），Y旋转（WY），Z旋转（WZ），尺度变化（DM）。需要三个点以上。七参数属于不同椭球下的转换，适用于大范围，一般RTK的使用中，在做完控制静态测量后，可直接使用静态平差结果里的数据进行参数的计算，部分软件会旋转角度，比如南方RTK所使用的“工程之星”中，对于七参数就要求旋转角度不能大于10秒，否则只能用四参数+高程拟合参数。二．COORD实例在这里，我们以国家80坐标系和北京54坐标系进行参数的计算，它们是属于不同椭球系间的转换，在不同的椭球之间的转换都是不严密，因此不存在一套转换参数可以全国通用的，在每个地方会不一样，因为它们是两个不同的椭球基准。那么，两个椭球间的坐标转换，一般而言比较严密的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），尺度变化（DM）。要求得七参数就需要在一个地区需要3个以上的已知点。2.1坐标系共点坐标数据表１：示例数据北京54坐标系国家80坐标系点号xyhxyh14253857.2100544430.83007.814253814.3500544372.587.8124432855.9000738949.120046.214432816.3900738888.7946.2134376107.3400679228.10006.604376067.2600679168.546.602.2投影参数投影方式:高斯－克吕格３度带;中央子午线:117度2.3计算七参数2.3.1求北京54坐标系--国家80坐标系的七参数根据两个已有坐标（例3个）求七参数；在操作之前必须先将中央子午线必须先输好；图2：投影参数设置输入两个坐标系三个或三个以上相对应的坐标，输入完后点击“计算”可以看到其中的点位精度，当点击“确定”时，软件将自动将七参数设置好。图３：已知数据的输入注意：请注意椭球的选择顺序，如果我们要计算北京54-国家80,在此软件中,这里的源坐标应该是国家80坐标系，反之亦反。接下来就是选中“七参数转换”，设定转换坐标系。可以查看输出的值，这个值一定就是我们所需的，我们可以返回我的刚计算的七参数，看是否正确。图4：单点转换检查数据，发现正确无误，可以使用；在计算过程中，我们可以随时保存我们的设置信息，下次使用这个转换时不用再输入七参数；也可以先记下七参数，用时再输入设置。这里我们只用到了单点转换，当数据比较多时，我们可以使用“文件转换”功能先将我们需转换的数据输入到记事本中，并给点点号，确认XYZ的位置，在这一项里，我们可以按刚输入记事本的的格式，在此定义好。此功能比较简单，可以自己看看。2.3.2国家80--北京54操作步骤和（北京54--国家80）差不多一致，只是在计算“七参数时”顺序相反，当我们要将国家80为北京54时，输入的源坐标应该是54坐标系，所以在这里，大家一定要注意。图５：已知数据的输入图6单点计算三．小结现在使用coord的版本是4.1，可能在以前的版中，有些功能没有，但计算的方法都是一样的，同样也可以转换，有时，只是我们操作过程中没有注意和总结而也。现在我就把我的经验告诉大家，大家可以放心使用此软件，它完全可以胜任我们工作中的需要。