1、手持GPS坐標系轉換方法陜西省地質調查院杜大彬陳書讓張寬房張開盾李明貴（西安市大興東路12號710016）摘要導航型手持GPS目前在中小比例地質調查等領域得到廣泛應用，由于坐標系之間存在差異，在實際應用過程中，必須將手持機的WGS84坐標系轉換為我國應用的BJ54或西安80坐標系。坐標轉換的準確與否，直接影響到工程測量定位的精度，傳統(tǒng)的坐標轉換計算所需要的起算資料不易收集，計算過程過于繁瑣，非專業(yè)人員難以掌握。本文根據(jù)收集的三角點BJ5

2、4坐標（或西安80坐標），和現(xiàn)場測定的過渡坐標，求出各參數(shù)在本工作地區(qū)的變化率，建立參數(shù)方程，反向求出適合于當?shù)氐母黜椄恼齾?shù)，方法簡便易行，為手持GPS測定坐標轉換方法提出一種新的思路。關鍵詞：坐標轉換WGS84坐標系BJ54坐標系過渡坐標變化率隨著技術的不斷完善，導航型GPS的定位精度及功能較之以前有很大提高。它以其全天候工作、攜帶方便、數(shù)據(jù)記錄及回放快捷等功能，倍受使用者青睞。經(jīng)過參數(shù)校正后的GPS，其平面精度完全可以取代地形圖定

3、點，因而在中小比例尺地質礦產(chǎn)調查數(shù)字填圖、地球物理、地球化學勘探野外作業(yè)的點位測量中有著廣泛的應用前景。1.坐標系轉換問題提出由于GPS衛(wèi)星星歷是以WGS84坐標系（經(jīng)緯度坐標）為依據(jù)而建立的，我國目前應用的地形圖一般采用1954年北京坐標（以下簡稱BJ54坐標）系或西安80大地坐標系，不同的坐標系之間存在平移和旋轉關系，在不同地區(qū)，同一點位的WGS84坐標值與我國應用的坐標系的坐標值，有約60—150米的差值。在實際應用中，不同的坐標

4、系必須進行坐標轉換。由于手持機測量通常是短時間近似測量，采用單次測量或多次測量值取平均值，一般不作差分處理，從某種意義上講，手持機的相對定位精度受其接收信號強度影響，坐標轉換參數(shù)的準確與否，直接影響其絕對定位精度。坐標轉換的關鍵是求出不同坐標系之間的坐標轉換參數(shù)，在實際工作過程中，坐標系統(tǒng)的轉換通常采用方法是在應用區(qū)域內GPS“B”級網(wǎng)內，收集三個以上網(wǎng)點的WGS84坐標系B、L、H值及我國坐標系（BJ54或西安80）B、L、h、x（高

5、程異常），按其參考球體的投影方式，計算各參數(shù)的差值。由于各地GPS建網(wǎng)及重力研究工作程度不同，通常在某些地區(qū)，常用參數(shù)尤其是高程異常，一般不易收集，并且其計算過程較為繁瑣。為了尋求一種快捷、方便、精度滿足工作要求的GPS坐標轉換方法，筆者經(jīng)反復試驗，總結出坐標轉換的一些規(guī)律。以臺灣GARMIN儀器公司的ETREXVISTA（展望）機型使用為例，這里給出一種只用一個三角點，推算其BJ54（西安80）坐標改正參數(shù)的方法。3.快速確定轉換參數(shù)

6、的數(shù)學基礎由于上述各參數(shù)的改變，不影響高程測量，因此，根據(jù)以上規(guī)律，可列以下方程：0.195DX0.507DY0.84DZ=11.8(X54X過渡)0.94DX0.342DY0.011DZ=38.9(Y54Y過渡)由此可見，DX、DY、DZ三參數(shù)是一個多解方程，在本例中任意求得幾組參數(shù)，例如：①DX=74.9、DY=95、DZ=88.8；②DX=28.9、DY=34.4、DZ=0；③DX=17.9、DY=65.3、DZ=21.2；用三臺

7、手持機分別置入以上三組參數(shù)，在同一地區(qū)多個已知點上測試，測量結果全部正確。在實際工作中，根據(jù)以上規(guī)律，我們可以通過計算過渡坐標與BJ54（或西安80）坐標的差值，除以各方向的變化率，按以上規(guī)律，列出求解方程，通過求解，可快速得出以上各參數(shù)值。由以上參數(shù)變化規(guī)律，也可以用趨近法快速求出各自參數(shù)。因DZ的變化對于Y值幾乎不構成影響，可以先根據(jù)△X，確定DX大致值，然后根據(jù)△Y的值確定DY的值，最后再根據(jù)△X精確確定DZ的值。4.應用實例筆者

8、近年一直從事地球物理勘探工作，曾在不同地區(qū)多個項目中使用手持GPS進行測量定位，物探測量作業(yè)方法，要求用手持GPS按設計的測量線路，在現(xiàn)場對每一個物理測點進行實地測量。為保持與工作設計一致，必須對工作中使用的GPS進行坐標轉換，使之與工作用圖相統(tǒng)一。以上方法在不同地區(qū)經(jīng)實驗均得以驗證。以三個項目GPS坐標轉換為例，特將此方法在工作中的應用過程作具體介紹。需要說明的是，因測量資料屬于測繪工程有償使用資料，以下將實際坐標加了一個常數(shù)、在各圖

9、幅號中用X代替實際數(shù)字，并用字母代號代替實際三角點名。?實例實例1：《內蒙包頭市某地1：5萬地質勘查項目》該工區(qū)位于包頭市北某礦區(qū)外圍西側，共4個圖幅，圖幅號分別為：《K4XXXA》、《K4XXXB》、《K4XXXC》、《K4XXXD》。工區(qū)處于19度帶，工作用地形圖和收集三角點成果均為BJ54坐標系，測網(wǎng)布設為規(guī)則測網(wǎng)方式，測網(wǎng)網(wǎng)度500米100米，測量定位所用GPS型號為：ETREXVISTA，標本采集用GPS型號為GPS72，收集