手持GPS参数设置及全国各地坐标转换参数剖析.docx
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手持GPS参数设置及全国各地坐标转换参数剖析
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。
西安80坐标系,其椭球的参数为:
地球长半轴a=6378140m;扁率F=1/298.257。
国家2000坐标系,其椭球的参数为:
地球长半轴a=6378137m;扁率F=1/298.298.257222101。
(三)手持GPS的参数设置
要想测量点位的北京54、西安80及国家2000公里网高精度坐标数据,必须学习坐标转换的基础知识,并分别科学设置手持GPS的各项参数。
首先,在手持式GPS接收机应用的区域内(该区域不宜过大),从当地测绘部门收集1至两个已知点的北京54、西安80或国家2000坐标系统的坐标值;然后在对应的点位上读取WGS84坐标系的坐标值;之后采用《万能坐标转换》软件,可计算出DX、DY、DZ的值。
将计算出的DX、DY、DZ三个参数与DA、DF、中央经线、投影比例、东西偏差、南北偏差等六个常数值输入GPS接收机。
将GPS接收机的网格转换为“UserGrid”格式,实际测量已知点的公里网纵、横坐标值,并与对应的公里网纵、横坐标已知值进行比较,二者相差较大时要重新计算或查找出现问题的原因。
详细过程可查看《万能坐标转换》软件的【手持GPS参数设置】界面。
(四)自定义坐标系统(User)投影参数的确定
1、自己观测计算
新机拿到手之后,供应商都给提供一个投影参数,这对于要求不高的一般用户来说基本可以满足工作需要,而对于一些专业用户来说,就要自己来测算参数。
一般型号的导航型手持GPS自定义坐标系统(User)投影参数设置界面都提供了五个变量(△X、△Y、△Z、△A、△F)需要设置,而实际工作中,后两个参数(△A、△F)针对某一坐标系统来说为固定参数(北京54坐标系△A=-108、△F=0.0000005),无需改动,需要自己测算的参数主要为前三个(△X、△Y、△Z),一般称为三参数。
2、经验坐标
三参数对于非专业人员大多采用经验坐标,可别人的成果。
已知坐标点校正GPS的误差
(1)用GPS去测量已知坐标点得到坐标XGPS和YGPS;
(2)计算两者的差值:
△X=XGPS-X已知△Y=YGPS-Y已知
(3)计算FALSE′E′(东西偏差)和FALSE′N′(南北偏差)
东西偏差=500000-△X南北偏差=0-△Y
(4)更改GPS参数中的FALSE′E′(东西偏差)和FAL
坐标表示方法:
坐标有两种:
大地坐标(经纬度坐标)、平面坐标(直角坐标)
大地坐标表示方法(纬度,经度,高程)符号为(B,L,H)
平面坐标(X,Y,h)――设计书上的(X,Y,)和CAD平面图上的x,y颠倒。
备注:
注意的是在CAD平面图上,x为平面坐标中的Y;y为平面坐标中的X,
平面坐标X为7位数;Y为8位数,前两位为带号。
但在手持GPS上,Y前两
位即带号不要,变为X为7位数;Y为6位数。
例:
用户自定义的格网属性(水城)
手持GPS参数设置
中央经
E105.0000
度数
比例系
1
东西偏差假定
500000
米
南北偏差假定
0
米
用户自定义的地图基准属性(水城)
DeltaX
-14.1
米
DeltaY
-103.8
米
DeltaZ
-49.2
米
Delta半长
-108
米
Delta扁
0.0000005
米
二、全国各地坐标转换参数
(一)云南
各地州GPS6度带转换参数
地州
DX
DY
DZ
DA
DF
说明
怒江州
0.60
-97.20
-40.30
-108
0.0000005
17带E=99°
临昌地区
-2.80
-93.90
-53.00
-108
0.0000005
17带E=99°
曲靖地区
-7.10
-100.40
-46.70
-108
0.0000005
18带E=105°
玉溪(17带)
-5.00
-100.60
-53.30
-108
0.0000005
17带E=99°
玉溪(18带)
-8.40
-95.70
-42.20
-108
0.0000005
18带E=105°
丽江地区
-5.80
-98.70
-40.80
-108
0.0000005
17带E=99°
大理州
-3.00
-89.80
-47.40
-108
0.0000005
17带E=99°
昭通市
-6.10
-102.10
-37.70
-108
0.0000005
18带E=105°
西双版纳
-4.40
-94.40
-54.10
-108
0.0000005
17带E=99°
保山
-4.70
-90.00
-44.00
-108
0.0000005
17带E=99°
楚雄(17带)
-2.20
-91.40
-41.00
-108
0.0000005
17带E=99°
楚雄(18带)
8.70
-107.50
-23.90
-108
0.0000005
18带E=105°
思茅地区(17带)
-5.00
-100.60
-53.30
-108
0.0000005
17带E=99°
思茅地区(18带)
-7.90
-100.90
-51.40
-108
0.0000005
18带E=105°
昆明市
-8.70
-107.50
-23.90
-108
0.0000005
18带E=105°
德宏州
-1.50
-95.80
-46.10
-108
0.0000005
17带E=99°
迪庆州
4.41
-96.19
-43.19
-108
0.0000005
17带E=99°
文山州
-6.50
-101.80
-54.60
-108
0.0000005
18带E=105°
红河州(17带)
-5.00
-100.60
-53.30
-108
0.0000005
17带E=99°
红河州(18带)
-7.90
-100.90
-51.40
-108
0.0000005
18带E=105°
中央经度=当地经度除6,取商的整数+1,结果*6再-3
部分地州GPS3度带转换参数
昆明
28.00
-123.00
-61.00
-108
0.0000005
102°
个旧
26.00
-117.00
-50.00
-108
0.0000005
105°
楚雄
29.00
-112.00
-56.00
-108
0.0000005
102°
文山
33.00
-122.00
-57.00
-108
0.0000005
105°
玉溪
17.00
-78.00
-38.00
-108
0.0000005
102°
曲靖
18.00
-72.00
-39.00
-108
0.0000005
105°
德宏
12.00
-79.00
-38.00
-108
0.0000005
99°
景洪
21.00
-97.00
-42.00
-108
0.0000005
102°
景洪大勐龙
22.00
-117.00
-48.00
-108
0.0000005
99°
思茅
15.00
-79.00
-36.00
-108
0.0000005
99°
其它工作点参考
兰坪营盘
-88.60
-150.2
0
-108
0.0000005
99°
景谷半坡
-35.00
80
0
-108
0.0000005
99°
巧家茂租
-26.00
-9
-1
-108
0.0000005
102°
龙陵勐兴
-4.00
-90
-44
-108
0.0000005
99°
东川铁架山
-27.00
-12
0
-108
0.0000005
102°
(二)贵州
贵州省GPS三参数提供表:
地名
ΔX
ΔY
ΔZ
ΔA
ΔF
水城
-14.1
-103.8
-49.2
-108.0
0.0000005
安顺
-13.5
-105.2
-52.3
仁怀
-10.3
-103.8
-47.6
凯里
-8.9
-103.2
-46.4
纳雍
-9.8
-103.1
-46.2
黔西
-12.8
-104.2
-50.3
遵义
-10.5
-108.2
-51.1
兴义
-13.8
-106.1
-50.2
盘县
-13.8
-106.4
-48.8
都匀
-9.0
-97.0
-49.0
(三)黑龙江
黑龙江省
黑龙江省
中央经线129度
DX:
21
DY:
-155
DZ:
-78
齐齐哈尔市
大兴安岭
中央经线129度
中央经线123度
DX:
-98
DX:
9
DY:
-154
DY:
-133
DZ:
-78
DX:
-39
赤峰林西
嫩江市
中央经线117度
中央经线126度
DX:
16
DX:
-16
DY:
-147
DY:
-64
DZ:
-77
DZ:
-5
北京54系统
1组《中央经线》变量;《投影比例1;东西偏差500000;南北偏差0》常量;2组《DX;DY;DZ》变量;《DA:
-108;DF:
0.0000005》常量
西安80系统
其他同上;另:
DA:
-3;DF:
0
(四)吉林
吉林省
吉林市/长春市
延吉市
中央经线129度
中央经线129度
DX:
1
DX:
1
DY:
-129
DY:
-129.4
DZ:
-48
DZ:
-48.2
松源市
通化市
中央经线123度
中央经线126度
DX:
-151
DX:
1
DY:
-80
DY:
-129.4
DZ:
-52
DZ:
-48.2
盘石市
中央经线:
126度
DX:
-1
DY:
-128.4
DZ:
-50
北京54系统
1组《中央经线》变量;《投影比例1;东西偏差500000;南北偏差0》常量;2组《DX;DY;DZ》变量;《DA:
-108;DF:
0.0000005》常量
西安80系统
其他同上;另:
DA:
-3;DF:
0
(五)辽宁
辽宁省
盘锦市
鞍山市
沈阳市
中央经123度
中央经120度
中央经线123度
DX:
-16.3
DX:
-21
DX:
-3
DY:
-109.4
DY:
-157
DY:
-126
DZ:
-27.8
DZ:
-73
DZ:
-45
本溪市
锦州市
葫芦岛市
中央经线123度
中央经120度
中央经线120度
DX:
-11.2
DX:
-41
DX:
-2.7
DY:
-116.7
DY:
-69
DY:
-126.5
DZ:
-29.6
DZ:
-74
DZ:
-46.3
大石桥市
丹东市
营口市
中央经线123度
中央经线123度
中央经线123度
DX:
-28.8
DX:
-24.4
DX:
44
DY:
-99.9
DY:
-99.9
DY:
414
DZ:
-16.5
DZ:
-15.5
DZ:
-60
北京54系统
1组《中央经线》变量;《投影比例1;东西偏差500000;南北偏差0》常量;2组《DX;DY;DZ》变量;《DA:
-108;DF:
0.0000005》常量
西安80系统
其他同上;另:
DA:
-3;DF:
0
(六)广东
中央经线:
(广东各地市中心经度:
佛山114度;梅州117度;汕尾114度;江门114度;湛江111度;茂名111度;肇庆111度;清远114度;潮州117度;韶关114;河源114;阳江111:
云浮111;揭阳117)
投影比例:
+1.0000000
东西偏差:
+500000.0
南北偏差:
0.0
WGS-84转北京54坐标参数:
序号
DX
DY
DZ
DA
DF
适宜地区
1
-14
-110
-52
-108
0.0000005
广州、佛山、江门、中山、珠海、肇庆、云浮、顺德
2
-8
-103
-61
-108
0.0000005
韶关、清远
3
-9
-98
-71
-108
0.0000005
茂名、阳江、湛江、
4
-19
-112
-55
-108
0.0000005
惠州、深圳、东莞、河源
5
-30
-119
-58
-108
0.0000005
揭阳、潮州、汕头、汕尾
6
-16
-114
-53
-108
0.0000005
梅州
WGS-84转西安80坐标参数:
序号
DX
DY
DZ
DA
DF
适宜地区
1
-96
-51
12
-3
0
广东省
(七)江西
一、张公矶(赣北地区可用)
[G-50-66-(54~53),彭泽县北东的华阳镇附近]
WGS-北京54
DX-14.37415178
DY-119.5187393
DZ-52.2054466
DA-108.00
DF0.000000481
二、陈家山(南昌地区可用)
[H-49-5-(14~15),抚州市东南角]
WGS-北京54
DX-16.4810437
DY-116.1082428
DZ-52.59549003
DA-108.00
DF0.000000481
三、瑞金基南
[H-49-77-(9~10),瑞金市东北角]
WGS-北京54
DX-17.56440391
DY-114.3451811
DZ-54.9794437
DA-108.00
DF0.000000481
四、鸡公尖矿区GPS参数
中央经线117.00
DX-16
DY-126
DZ-52
DA-108
偏差-0.0000005
(八)海南
dx=-9.8
dy=-114.6
dz=-62.7
da=-108.0
df=0.0000005
中央子午线:
111
(九)新疆乌鲁木齐地区
DX=19
DY=-33
DZ=5
DA=-108;
DF=0.0000005
中央子午经度:
87
(十)四川盆地
Dx=-4
Dy=-104
Dz=-45
Da=-108
Df=+0.0000005
中央子午经度:
105
(十一)其它各地
以下为包头地区坐标系转换参数
Dx=-92
Dy=-49
Dz=-4
Da=-108
Df=+0.0000005
中央子午经度:
114
安徽省坐标转换区域化参数:
DX=-15
DY=-120
DZ=-48
DA=-108;
DF=0.0000005
中央子午经度:
117
鄂尔多斯市省坐标转换区域化参数:
DX=16
DY=-147
DZ=-77
DA=-108;
DF=0.0000005
中央子午经度:
111
新疆阿克苏地区坐标转换参数:
DX=18
DY=-152
DZ=-76
DA=-108;
DF=0.0000005
中央子午经度:
81
西藏坐标转换区域化参数:
DX=11.9
DY=-120.8
DZ=-62.4
DA=-108;
DF=0.0000005
中央子午经度:
93
赤峰地区坐标转换参数:
DX=-18
DY=-104.5
DZ=-57.5
DA=-108;
DF=0.0000005
中央子午经度:
117或123(东为123,西为117)
注:
以下参数仅供参考!
!
以下为四川盆地坐标系转换参数
Dx=-4
Dy=-104
Dz=-45
Da=-108
Df=+0.0000005
中央子午经度:
105
安徽省坐标转换区域化参数:
DX=-15
DY=-120
DZ=-48
DA=-108;
DF=0.0000005
中央子午经度:
117
鄂尔多斯市省坐标转换区域化参数:
DX=16
DY=-147
DZ=-77
DA=-108;
DF=0.0000005
中央子午经度:
111
新疆阿克苏地区坐标转换参数:
DX=18
DY=-152
DZ=-76
DA=-108;
DF=0.0000005
中央子午经度:
81
西藏坐标转换区域化参数:
DX=11.9
DY=-120.8
DZ=-62.4
DA=-108;
DF=0.0000005
中央子午经度:
93
1.我国采用6度分带和3度分带:
1∶2.5万及1∶5万的地形图采用6度分带投影,即经差为6度,从零度子午线开始,自西向东每个经差6度为一投影带,全球共分60个带,用1,2,3,4,5,……表示.即东经0~6度为第一带,其中央经线的经度为东经3度,东经6~12度为第二带,其中央经线的经度为9度。
file:
///C:
\Users\Vivid\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps_clip_image-4975.png
1∶1万的地形图采用3度分带,从东经1.5度的经线开始,每隔3度为一带,用1,2,3,……表示,全球共划分120个投影带,即东经1.5~ 4.5度为第1带,其中央经线的经度为东经3度,东经4.5~7.5度为第2带,其中央经线的经度为东经6度.我省位于东经113度-东经120度之间,跨第38、39、40共计3个带,其中东经115.5度以西为第38带,其中央经线为东经114度;东经115.5~118.5度为39带,其中央经线为东经117度;东经118.5度以东到山海关为40带,其中央经线为东经120度。
地形图上公里网横坐标前2位就是带号,例如:
1∶5万地形图上的横坐标为20345486,其中20即为带号,345486为横坐标值。
2.当地中央经线经度的计算
六度带中央经线经度的计算:
当地中央经线经度=6°×当地带号-3°,例如:
地形图上的横坐标为20345,其所处的六度带的中央经线经度为:
6°×20-3°=117°(适用于1∶2.5万和1∶5万地形图)。
三度带中央经线经度的计算:
中央经线经度=3°×当地带号(适用于1∶1万地形图)。
3、如何计算当地的中央子午线?
当地中央子午线决定于当地的直角坐标系统,首先确定您的直角坐标系统是3度带还是6度带投影公式推算:
6度带中央子午线计算公式:
当地经度/6=N;中央子午线L=6*N (带号)
当没有除尽,N有余数时, 中央子午线L=6*N-3
3度带中央子午线计算公式:
当地经度/3=N;中央子午线L=3XN
我国的经度范围西起 73°东至135°,可分成
六度带十一个(13号带—23号带),各带中央经线依次为(75°、81°、……123°、129°、135°);
三度带二十二个(24号带—45号带)。
各带中央经线依次为(72°、75°、……132°、135°);
六度带可用于中小比例尺(如 1:
250000)测图,三度带可用于大比例尺(如 1:
10000)测图,城建坐标多采用三度带的高斯投影
4、如何判断投影坐标是3度带坐标还是6度带坐标
如(4231898,21655933)其中21即为带号,同样所定义的东伪偏移值也需要加上带号,如21带的东伪偏移值为21500000米。
假如你的工作区经度在120度至126度范围,则该坐标系为6度带坐标系,该带的中央经度为123度。
如(2949320,36353822)其中36即为带号,已知该地点位于贵阳市附近,而从地图上我们看到贵阳大概的经度是东经108度左右,因此可以36*3=108,所以该坐标系为3度带坐标系,该带的中央经度为108度。
而不可能为6度带:
36*6=216。
UTM坐标系统
UTM(UNIVERSALTRANSVERSEMERCARTORGRID
SYSTEM,通用横墨卡托格网系统)坐标是一种平面直角坐标,这种坐标格网系统及其所依据的投影已经广泛用于地形图,作为卫星影像和自然资源数据库的参考格网以及要求精确定位的其他应用。
在UTM系统中,北纬84度和南纬80度之间的地球表面积按经度6度划分为南北纵带(投影带)。
从180度经线开始向东将
这些投影带编号,从1编至60(北京处于第50带)。
每个带再划分为纬差8度的四边形。
四边形的横行从南纬80度开始。
用字母C至X(不含I和O)依次标记(第X行包括北半球从北纬72度至84度全部陆地面积,共12度)每个四边形用数字和字母组合标记。
参考格网向右向上读取。
每一四边形划分为很多边长为1000000米的小区,用字母组合系统标记。
在每个投影带中,位于带中心的经线,赋予横坐标值为500000米。
对于北半球赤道的标记坐标值为0,对于南半球为10000000米,往南递减。
大比例尺地图UTM方格主线间距离一般为1KM,因此UTM系统有时候也被称作方里格。
因
为UTM系统采用的是横墨卡托投影,沿每一条南北格网线(带中心的一条格网线为经线)比例系数为常数,在东西方向则为变数。
沿每一UTM格网的中心格网线的比例系数应为0.99960(比例尺较小),在南北纵行最宽部分(赤道)的边缘上,包括带的重叠部分,距离中心点大约363公里,比例系数为 1.00158。
1、椭球面
地图坐标系由大地基准面和地图投影确定,大地基准面是利用特定椭球体对特定地区地球表面的逼近,因此每个国家或地区均有各自的大地基准面,我们通常称谓的北京54
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