關(guān)于大地坐標系四參數和七參數的幾點(diǎn)認識
我們在日常的測繪當中經(jīng)常要用到相關(guān)的參數,四參數和七參數更是經(jīng)常提到。以下僅提供本人對大地坐標系四參數和七參數的幾點(diǎn)認識:
參數的概念
1、兩個(gè)不同的二維平面直角坐標系之間轉換時(shí),通常使用四參數模型(數學(xué)方程組)。在該模型中有四個(gè)未知參數,即:
?。?)兩個(gè)坐標平移量(△X,△Y),即兩個(gè)平面坐標系的坐標原點(diǎn)之間的坐標差值;
?。?)平面坐標軸的旋轉角度A,通過(guò)旋轉一個(gè)角度,可以使兩個(gè)坐標系的X和Y軸重合在一起。
?。?)尺度因子K,即兩個(gè)坐標系內的同一段直線(xiàn)的長(cháng)度比值,實(shí)現尺度的比例轉換。通常K值幾乎等于1.
通常至少需要兩個(gè)公共已知點(diǎn),在兩個(gè)不同平面直角坐標系中的四對XY坐標值,才能推算出這四個(gè)未知參數,計算出了這四個(gè)參數,就可以通過(guò)四參數方程組,將一個(gè)平面直角坐標系下一個(gè)點(diǎn)的XY坐標值轉換為另一個(gè)平面直角坐標系下的XY坐標值。
2、兩個(gè)不同的三維空間直角坐標系之間轉換時(shí),通常使用七參數模型(數學(xué)方程組),在該模型中有七個(gè)未知參數,即:
?。?)三個(gè)坐標平移量(△X,△Y,△Z),即兩個(gè)空間坐標系的坐標原點(diǎn)之間坐標差值;
?。?)三個(gè)坐標軸的旋轉角度(△α,△β,△γ)),通過(guò)按順序旋轉三個(gè)坐標軸指定角度,可以使兩個(gè)空間直角坐標系的XYZ軸重合在一起。
?。?)尺度因子K,即兩個(gè)空間坐標系內的同一段直線(xiàn)的長(cháng)度比值,實(shí)現尺度的比例轉換。通常K值幾乎等于1.
通常至少需要三個(gè)公共已知點(diǎn),在兩個(gè)不同空間直角坐標系中的六對XYZ坐標值,才能推算出這七個(gè)未知參數,計算出了這七個(gè)參數,就可以通過(guò)七參數方程組,將一個(gè)空間直角坐標系下一個(gè)點(diǎn)的XYZ坐標值轉換為另一個(gè)空間直角坐標系下的XYZ坐標值。
參數的使用環(huán)境
1、如果地面兩點(diǎn)的距離小于10KM,我們幾乎可以忽略因采用不同橢球參數對轉換精度的影響,所以,采用四參數來(lái)完成兩種坐標系的轉換。
2、如果地面上兩點(diǎn)的距離超過(guò)了15km,那么我們就必須考慮兩種不同坐標系所采用的橢球參數,避免因橢球參數的差異,導致點(diǎn)位換算后的精度過(guò)低,所以就必須采用七參數來(lái)完成兩種坐標系的轉換。
說(shuō)得簡(jiǎn)單一點(diǎn),七參數是一種空間直角坐標系的轉換模型,而四參數是一種平面直角坐標系的轉換模型。
目前我們外業(yè)測量采用RTK儀器比較居多,在當前的GPS軟件中,也有相應的四參數和七參數設置。采用四參數,對于簡(jiǎn)單的地形測量其實(shí)沒(méi)有必要進(jìn)行高程擬合,即使你用了高程擬合參數也很難達到四等水準測量的精度,即使采用高程擬合參數后,RTK的高程測量的精度也不能進(jìn)行保證的。我們知道:RTK是通過(guò)測量直接獲得的大地高減去高程異常值,來(lái)求解正常高的,而采用數學(xué)擬合法獲得的高程異常值不一定精確,加之不同地方的高程異常值有差異。所以,小范圍測區沒(méi)有必要使用高程擬合參數,而大面積的測區使用一下盡量讓求解值接近正常高吧。
參數的求解
1、不同的地方因為投影發(fā)現變化,所以參數也會(huì )有不同,可以向當地測繪主管部門(mén)獲取相應區域的參數;
2、能夠進(jìn)行參數求解的軟件:CASS9.1、MAPGIS6.7、GPS內置軟件等。
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