坐标转换系统的设计与实现

作     者：李岳 

作者单位：中国地质大学（北京） 

学位级别：硕士

导师姓名：洪友堂

授予年度：2010年

学科分类：08[工学] 081601[工学-大地测量学与测量工程] 0816[工学-测绘科学与技术] 

主      题：地球椭球体 坐标转换模型 布尔沙-沃尔夫(Bursa-Wolf)模型 莫洛金斯基模型 

摘      要：坐标转换已经不是一个新的课题了,随着与人们生活密切相关的测绘事业的迅速发展,全球一体化的形成,越来越多的要求全球测绘资料形成统一规范,尤其是坐标系统的统一。由于各测量单位工作目的不同,所选择的椭球参考系也会有所不同,出现了许多不同形式的坐标系,例如WGS-84坐标系、国家80坐标系、北京54坐标系、独立地方坐标及各种城建坐标。在同一坐标系下坐标的表示方式又有空间直角坐标、大地坐标、平面坐标。根据不同的测绘需求,需要将不同的坐标系下的坐标进行相互转换,在这些坐标转换的过程中既会运用到同一坐标系下的坐标转换模型,又会用到不同参考系下各坐标系间的坐标转换模型。 本文首先介绍了大地测量学中关于坐标的基础理论,然后研究了各坐标系之间坐标转换的方法,包括同一坐标系下不同坐标(大地坐标,空间直角坐标,平面坐标)之间的相互转换和不同参考系下各坐标系(WGS84坐标系,北京54坐标系,国家80坐标系)之间的相互转换。深入研究了GPS的WGS84坐标系及中国常用的1954年北京坐标系和1980年国家坐标系三种坐标系之间大地坐标,空间直角坐标及平面坐标的转换模型,并根据不同的转换模型研究了多种转换参数的计算方法。基于这些理论并结合相关的转换模型及算法编程实现了坐标转换系统,并以WGS84的大地坐标转换为1980年国家坐标系的大地坐标及WGS84大地坐标转换为地方独立坐标等为例,对该坐标转换系统进行了测试,分析了实测数据和坐标转换系统计算数据之间差异原因,并提出了适当的避免办法。测试结果与预期一致,符合需求分析的要求。最后总结了该系统的特点和不足,并提出了下一步研究的方向。