坐標轉換方法(坐標轉換)
1.坐標轉換
工程施工過程中，常常會遇到不同坐標系統(tǒng)間，坐標轉換的問題。
目前國內常見的轉換有以下幾種：1，大地坐標（BLH）對平面直角坐標（XYZ）;2，北京54全國80及WGS84坐標系的相互轉換；3，任意兩空間坐標系的轉換。其中第2類可歸入第三類中。
所謂坐標轉換的過程就是轉換參數的求解過程。常用的方法有三參數法、四參數法和七參數法。
以下對上述三種情況作詳細描述如下： 1，大地坐標（BLH）對平面直角坐標（XYZ） 常規(guī)的轉換應先確定轉換參數，即橢球參數、分帶標準（3度，6度）和中央子午線的經度。橢球參數就是指平面直角坐標系采用什么樣的橢球基準，對應有不同的長短軸及扁率。
一般的工程中3度帶應用較為廣泛。對于中央子午線的確定有兩種方法，一是取平面直角坐標系中Y坐標的前兩位*3，即可得到對應的中央子午線的經度。
如x=3250212m,y=395121123m，則中央子午線的經度=39*3=117度。另一種方法是根據大地坐標經度，如果經度是在155.5~185.5度之間，那么對應的中央子午線的經度=（155.5+185.5）/2=117度，其他情況可以據此3度類推。
另外一些工程采用自身特殊的分帶標準，則對應的參數確定不在上述之列。 確定參數之后，可以用軟件進行轉換，以下提供坐標轉換的程序下載。
2，北京54全國80及WGS84坐標系的相互轉換 這三個坐標系統(tǒng)是當前國內較為常用的，它們均采用不同的橢球基準。 其中北京54坐標系，屬三心坐標系，大地原點在蘇聯(lián)的普而科沃，長軸6378245m，短軸6356863，扁率1/298.3；西安80坐標系，屬三心坐標系，大地原點在陜西省徑陽縣永樂鎮(zhèn)，長軸6378140m，短軸6356755，扁率1/298.25722101;WGS84坐標系，長軸6378137.000m，短軸6356752.314，扁率1/298.257223563。
由于采用的橢球基準不一樣，并且由于投影的局限性，使的全國各地并不存在一至的轉換參數。對于這種轉換由于量較大，有條件的話，一般都采用GPS聯(lián)測已知點，應用GPS軟件自動完成坐標的轉換。
當然若條件不許可，且有足夠的重合點，也可以進行人工解算。詳細方法見第三類。
3，任意兩空間坐標系的轉換 由于測量坐標系和施工坐標系采用不同的標準，要進行精確轉換，必須知道至少3個重合點（即為在兩坐標系中坐標均為已知的點。采用布爾莎模型進行求解。
布爾莎公式： 對該公式進行變換等價得到： 解算這七個參數，至少要用到三個已知點（2個坐標系統(tǒng)的坐標都知道），采用間接平差模型進行解算： 其中： V 為殘差矩陣； X 為未知七參數； A 為系數矩陣； 解之：L 為閉合差 解得七參數后，利用布爾莎公式就可以進行未知點的坐標轉換了，每輸入一組坐標值，就能求出它在新坐標系中的坐標。 但是要想GPS觀測成果用于工程或者測繪，還需要將地方直角坐標轉換為大地坐標，最后還要轉換為平面高斯坐標。
上述方法類同于我們的間接平差，解算起來較復雜，以下提供坐標轉換程序，只需輸入三個已知點的坐標即可求解出坐標轉換的七個參數。如果已知點的數量較多，可以進行參數間的平差運算，則精度更高。
當已知點的數量只有兩個時，我們可以采用簡單變換法，此法較為方便易行，適于手算，只是精度受到一定的限制。 詳細解算方程如下： 式中調x,y和x\'、y\'分別為新舊（或；舊新）網重合點的坐標，a、b、、k為變換參數，顯然要解算出a、b、、k，必須至少有兩個重合點，列出四個方程。
即可進行通常的參數平差，解求a、x、b、c、d各參數值。將之代人（3）式，可得各擬合點的殘差（改正數）代人（2）式，可得待換點的坐標。
求出解算參數之后，可在Excel中，進行其余坐標的轉換。 上次筆者用此法進行過80和54坐標的轉換，由于當時沒有多余的點可供驗證和平差，所以轉換精度不得而知，但轉換之后各點的相對位置不變。
估計，實際的轉換誤差應該是10m量級的。 還有一些情況是先將大地坐標轉換 為直角坐標，然后進行相關轉換。
2.地理坐標轉換平面的最佳方法是什么
分為3步計算：
第1步 分別將兩點經緯度轉換為三維直角坐標：
假設地球球心為三維直角坐標系的原點，球心與赤道上0經度點的連線為X軸，球心與赤道上東經90度點的連線為Y軸，球心與北極點的連線為Z軸，則地面上點的直角坐標與其經緯度的關系為：
x=R*cosα*cosβ
y=R*cosα*sinβ
z=R*sinα
R為地球半徑，約等于6400km;
α為緯度，北緯取+，南緯取-；
β為經度，東經取+，西經取-。
第2步 根據直角坐標求兩點間的直線距離（即弦長）：
如果兩點的直角坐標分別為（x1,y1,z1）和（x2,y2,z2），則它們之間的直線距離為：
L=[(x1-x2)^2+(y1-y2)^2+(z1-z2)^2]^0.5
上式為三維勾股定理，L為直線距離。
第3步 根據弦長求兩點間的距離（即弧長）：
由平面幾何知識可知弧長與弦長的關系為：
S=R*π*2[arc sin(0.5L/R)]/180
上式中角的單位為度，1度=π/180弧度，S為弧長。
按上述的公式自己用程序或者EXCEL表編寫一個，方便實用
3.怎么進行坐標轉換啊
西安80坐標系與北京54坐標系的轉換西安80坐標系與北京54坐標系其實是一種橢球參數的轉換作為這種轉換在同一個橢球里的轉換都是嚴密的，而在不同的橢球之間的轉換是不嚴密，因此不存在一套轉換參數可以全國通用的，在每個地方會不一樣，因為它們是兩個不同的橢球基準。 那么，兩個橢球間的坐標轉換，一般而言比較嚴密的是用七參數布爾莎模型，即 X 平移， Y 平移， Z 平移， X 旋轉（WX）, Y 旋轉（WY）, Z 旋轉（WZ），尺度變化（DM ）。要求得七參數就需要在一個地區(qū)需要 3 個以上的已知點。如果區(qū)域范圍不大，最遠點間的距離不大于 30Km（ 經驗值 ） ，這可以用三參數，即 X 平移， Y 平移， Z 平移，而將 X 旋轉， Y 旋轉， Z 旋轉，尺度變化面DM視為 0 。 方法如下（MAPGIS平臺中）： 第一步：向地方測繪局（或其它地方）找本區(qū)域三個公共點坐標對（即54坐標x,y,z和80坐標x,y,z）； 第二步：將三個點的坐標對全部轉換以弧度為單位。（菜單：投影轉換/輸入單點投影轉換，計算出這三個點的弧度值并記錄下來） 第三步：求公共點求操作系數（菜單：投影轉換/坐標系轉換）。如果求出轉換系數后，記錄下來。 第四步：編輯坐標轉換系數。（菜單：投影轉換/編輯坐標轉換系數。）最后進行投影變換，"當前投影"輸入80坐標系參數，"目的投影"輸入54坐標系參數。進行轉換時系統(tǒng)會自動調用曾編輯過的坐標轉換系數。
1、北京54和西安80是兩種不同的大地基準面，不同的參考橢球體，因而兩種地圖下，同一個點的坐標是不同的，無論是三度帶六度帶坐標還是經緯度坐標都是不同的。
2、數字化后的得到的坐標其實不是WGS84的經緯度坐標，因為54和80的轉換參數至今沒有公布，一般的軟件中都沒有54或80投影系的選項，往往會選擇WGS84投影。
3、WGS84、北京54、西安80之間，沒有現(xiàn)成的公式來完成轉換。
4、對于54或80坐標，從經緯度到平面坐標（三度帶或六度帶）的相互轉換可以借助軟件完成。 5、54和80間的轉換，必須借助現(xiàn)有的點和兩種坐標，推算出變換參數，再對待轉換坐標進行轉換。（均靠軟件實現(xiàn)）
6、在選擇參考點時，注意不能選取河流、等高線、地名、高程點，公路盡量不選。這些在兩幅地圖上變化很大，不能用作參考。而應該選擇固定物，如電站，橋梁等。
54坐標系下轉換成的經緯度坐標 跟80坐標系下平面坐標轉換后的經緯度坐標是不同的。一個點按3度和6度分帶 經緯度坐標肯定是一樣的，但是其平面坐標值不同。
4.坐標轉換的坐標轉換分類
目前國內常見的坐標轉換有以下幾種：
1、大地坐標（BLH）對平面直角坐標（XYZ）。常規(guī)的轉換應先確定轉換數參，即橢球參數、分帶標準（3度，6度）和中央子午線的經度。橢球參數就是指平面直角坐標系采用什么樣的橢球基準，對應有不同的長短軸及扁率。畫到直角坐標系可以寫為（x+z*acosθ，y+z*asinθ）a，θ為參數。
2、北京54全國80及WGS84坐標系（WGS一84 Coordinate System）的相互轉換。一種國際上采用的地心坐標系。坐標原點為地球質心，其地心空間直角坐標系的Z軸指向BIH （國際時間）1984.O定義的協(xié)議地球極（CTP）方向，X軸指向BIH 1984.0的零子午面和CTP赤道的交點，Y軸與Z軸、X軸垂直構成右手坐標系，稱為1984年世界大地坐標系統(tǒng)。
3、任意兩空間坐標系的轉換。由于測量坐標系和施工坐標系采用不同的標準，要進行精確轉換，必須知道至少3個重合點（即為在兩坐標系中坐標均為已知的點。采用布爾莎模型進行求解。布爾莎公式。
其中第2類可歸入第三類中。常用的方法有三參數法、四參數法和七參數法。
4、在十進制角度和度/分/秒格式之間進行轉換
DD 和 DMS 坐標格式之間的轉換非常簡單。下面給出了 DD 到 DMS 的轉換公式： DD: dd.ffDMS: dd mm ssdd=ddmm .gg=60*ffss=60*gg 這里的 gg 代表計算的小數部分。負緯度表示位于南半球（S）的位置而負經度表示西半球（W）的位置。例如，假設您具有一個 DD 格式的坐標 61.44,25.40。按照下面的公式將其轉換： lat dd=61lat mm .gg=60*0.44=26.4lat ss=60*0.4=24 以及： lon dd=25lon mm .gg=60*0.40=24.0lon ss=60*0.0=0 因此，轉換為 DMS 格式的坐標變成了 61°26'24''N 25°24'00''E。
將 DMS 轉換為 DD 格式的公式如下所示： DD: dd.ffDMS: dd mm ssdd.ff=dd + mm/60 + ss/3600 注意，南半球（S）的位置為負緯度，西半球（W）位置為負經度。
現(xiàn)在將 DMS 格式坐標 47°02'24''S 和 73°28'48''W 轉換為 DD 格式的坐標： lat dd.ff= - (47 + 2/60 + 24/3600 )=-47.04 lon dd.ff= - (73 + 28/60 + 48/3600)=-73.48 轉換后的 DD 格式的坐標為 -47.04 和 -73.48。
5、在經緯度和 UTM 坐標之間進行轉換
十進制坐標可通過一個六分儀和一個記時計確定，與此不同的是，必須通過計算才能確定 UTM 坐標。雖然這些計算無非是最基本的三角形和代數計算，但是所使用的公式非常復雜。請參考IBM知識庫
5.坐標系轉換
把坐標系變?yōu)橹鴺讼岛?，柱坐標系的X方向指向徑向，Y方向是周向（theta），這樣理解不能算錯。
但是這里的Y方向，也就是周向，不能完全理解成轉動。因為即使坐標系改為柱坐標系后，節(jié)點坐標系是不會變的，也就是說節(jié)點坐標系還是笛卡爾坐標系，Y方向的位移應該認為沿圓周的切向位移，仍然為直線方向，不會是繞圓心的轉動方向。
基于這點對位移的解釋，相對于力來說，我的理解是此時Y方向相當于周向的切向力，如果乘以半徑，應該是能算是扭矩。如果我的理解是對的，那么再轉換回笛卡爾坐標系后，應該不會產生變化。
希望大家都來討論討論，共勉啊。
