黑工程大地测量实习报告1.docx
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黑工程大地测量实习报告1
实验项目
大地坐标系坐标转换计算
实验日期
2015.3.24
实验地点
实验楼
同组人数
1
实验类型
□传统实验(□,√)现代实验□其他
(□,√)验证性□综合性□设计性□其他
(□,√)自立式□合作式□研究式□其他
一、实验目的
经过大地测量学基础课程的学习,在掌握了大地测量有关基本理论、基本知识、基本方法的基础上,验证、巩固和补充课堂讲授的理论知识。
使学生对大地控制网布设原理、原则和方法等有一个更加深刻的理解和认识,并能自行不同椭球下的坐标转换算例及同一椭球下的坐标转换算例。
具备正确处理实验数据的能力,培养运用所学理论解决实际问题的能力、分析和综合实验结果以及撰写实验报告的能力。
二、实验仪器设备
计算机
三、实验原理、内容及步骤
不同坐标系转换是大地测量工作中一项重要内容。
按照椭球参数不同,不同坐标系转换分为同一椭球下的坐标转换和不同椭球下的坐标转换。
同一椭球下的坐标转换一般包括基于同一椭球参数的地心空间直角坐标系、大地坐标系、高斯平面直角坐标系之间的相互转换;不同椭球下的坐标转换包括地心空间直角坐标系、大地坐标系、高斯平面直角坐标系之间的相互转换。
不同椭球参数下的坐标转换模型有:
二维三参数模型、二维四参数模型、二维六参数模型和三维七参数模型。
本实验主要作不同椭球下的坐标转换。
1、坐标转换数学模型
(1)二维三参数坐标转换模型:
用于将基于一种椭球的平面坐标转换为另一种椭球的平面坐标。
x0,y0:
平移参数
α:
旋转角(弧度)
(2)二维四参数坐标转换模型:
用于将基于一种椭球的平面坐标转换为另一种椭球的平面坐标。
x0,y0:
平移参数
k:
尺度参数(ppm)
α:
旋转角(弧度)
(3)二维六参数坐标转换模型:
用于将基于一种椭球的平面坐标转换为另一种椭球的平面坐标。
x0,y0:
平移参数
:
X尺度参数(ppm)
:
Y尺度参数(ppm)
:
X旋转角(弧度)
:
Y旋转角(弧度)
(4)三维七参数模型:
用于将一种椭球的空间直角坐标转换为另一种椭球的空间直角坐标。
X0,Y0,Z0:
平移参数
k:
尺度参数(ppm)
:
X,Y,Z的旋转角(弧度)
2、坐标转换GPS控制网
以松浦村\Y132点以及测绘局主楼顶\FG01点作为平差起算点。
3、坐标转换的数据
GPS网共有13个控制点,以JZLS、SP两个点为起算已知点,采用二维约束平差解算其他11个点在北京54坐标系、西安80坐标系、哈尔滨城市坐标系的坐标,采用三维约束平差解算其他11点国家2000坐标系的高斯坐标。
其结果如下:
表1国家2000坐标系(高斯坐标)单位:
m
Point
Coordinates
Sigmas(mm)
Name
Northing(m)
Easting(m)
Height(m)
s(N)
s(E)
s(U)
AJSH
5069617.0694
546426.0165
133.67103
5.8
4.4
11.5
G102
5055674.0732
549574.1928
191.27937
7.3
6
16.4
G201
5080743.2259
542324.5917
134.16252
10.5
8.8
23.4
G211
5058701.6307
536725.6629
155.76135
9.1
7.6
20.8
G221
5071950.2458
562500.6406
147.98273
11
8.8
24.6
G301
5057658.4643
560990.0329
210.90808
9.4
7.8
20.8
HANZ
5059978.6228
547834.0307
208.43324
4.7
3.5
8.9
JJJB
5071896.3709
547849.3980
134.82487
6.6
4.8
12.7
JZLS(FG01)
5063223.2495
548357.4301
203.1221
0
0
0
SP(Y132)
5079271.0222
547403.3400
131.7991
0
0
0
WJYY
5067105.5565
546193.5685
184.71102
7.3
5.2
12.3
YLDS
5070087.0901
550290.6558
254.86181
6.6
5
12.7
江北
5073651.1415
538439.5276
133.10466
9.7
7.9
21.7
表2北京54坐标系单位:
m
Point
Coordinates
Sigmas(mm)
Name
Northing(m)
Easting(m)
s(N)
s(E)
AJSH
5069660.9248
546351.6072
3
2.3
G102
5055717.6876
549499.8527
3.7
3
G201
5080787.2549
542250.1416
3.9
3.1
G211
5058745.2950
536651.1073
4.5
3.8
G221
5071994.1323
562426.5219
5.4
4.2
G301
5057702.1118
560915.8842
4.8
4
HANZ
5060022.3137
547759.6561
2.4
1.8
JJJB
5071940.2654
547775.0096
3.4
2.5
JZLS(FG01)
5063266.9949
548283.0690
0
0
SP(Y132)
5079315.0492
547328.8943
0
0
WJYY
5067149.3685
546119.1613
3.8
2.7
YLDS
5070130.9513
550216.3196
3.3
2.5
江北
5073695.0544
538365.0066
4.3
3.5
表3西安80坐标系单位:
m
Point
Coordinates
Sigmas(mm)
Name
Northing(m)
Easting(m)
s(N)
s(E)
AJSH
5069628.8356
546307.9355
1.7
1.3
G102
5055685.8291
549456.1270
2.1
1.8
G201
5080754.9855
542206.5249
3
2.5
G211
5058713.3870
536607.5945
2.6
2.2
G221
5071962.0047
562382.5766
3.2
2.5
G301
5057670.2218
560871.9672
2.8
2.3
HANZ
5059990.3811
547715.9615
1.4
1
JJJB
5071908.1391
547731.3141
2
1.4
JZLS(FG01)
5063235.0059
548239.3652
0
0
SP(Y132)
5079282.8174
547285.2088
0
0
WJYY
5067117.3188
546075.4938
2.2
1.5
YLDS
5070098.8525
550172.5836
1.9
1.5
江北
5073662.9000
538321.4601
2.8
2.3
表4哈尔滨城市坐标系单位:
m
Point
Coordinates
Sigmas(mm)
Name
Northing(m)
Easting(m)
高程
AJSH
205272.7610
293987.2228
G102
191303.5834
297017.9517
176.6384
G201
216433.2982
289979.7516
120.1896
G211
194439.1755
284195.1124
141.5905
G221
207470.3512
310081.0185
133.2196
G301
193191.8840
308450.1043
195.9057
HANZ
195622.6698
295314.0443
JJJB
207540.0128
295429.7815
JZLS0
198862.8128
295864.7520
188.6885
SP
214918.2635
295045.8722
117.6269
WJYY
202763.2593
293733.6240
YLDS
205710.1943
297855.7389
江北
209374.0960
286034.8970
119.1942
下面是坐标装换结果:
北京五四坐标系转换CGCS2000坐标系(三参)
-------------------------------------------------------------------------------
公共点坐标
-------------------------------------------------------------------------------
点名旧坐标(X,Y)新坐标(X,Y)
-------------------------------------------------------------------------------
G1025055717.6876549499.8527|5055674.0732549574.1928
G2015080787.2549542250.1416|5080743.2259542324.5917
G2115058745.2950536651.1073|5058701.6307536725.6629
G2215071994.1323562426.5219|5071950.2458562500.6406
-------------------------------------------------------------------------------
转换参数
-------------------------------------------------------------------------------
平移X0=-43.9086(m)
平移Y0=75.3843(m)
尺度K=0.0000000000(ppm)
旋转A=1.#INF000000(dms)
M0=0.38(cm)
-------------------------------------------------------------------------------
点名旧坐标(X,Y)转换坐标(X,Y)
-----------------------
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