CORS系統(tǒng)在線坐標(biāo)轉(zhuǎn)換技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)

方樂(lè)道 侯岳 王俊 朱睿

（河南省測(cè)繪工程院，河南鄭州 450003）

CORS系統(tǒng)在線坐標(biāo)轉(zhuǎn)換技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)

方樂(lè)道 侯岳 王俊 朱睿

（河南省測(cè)繪工程院，河南鄭州 450003）

針對(duì)河南省CORS系統(tǒng)用戶，提供基于“河南省現(xiàn)代三維大地測(cè)繪基準(zhǔn)”的多坐標(biāo)系統(tǒng)的平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、高程精化等功能服務(wù)。用戶在全省范圍內(nèi)作業(yè)，不需要聯(lián)測(cè)已知點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)多種數(shù)據(jù)格式的坐標(biāo)轉(zhuǎn)在線服務(wù)；實(shí)現(xiàn)1980西安坐標(biāo)系、1954北京坐標(biāo)系及對(duì)應(yīng)地方坐標(biāo)系在線轉(zhuǎn)換，CGCS2000地方坐標(biāo)系建立及數(shù)據(jù)在線服務(wù)化。

CORS系統(tǒng)；ArcGIS平臺(tái)數(shù)據(jù)；AutoCAD平臺(tái)數(shù)據(jù)；平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換

河南省測(cè)繪地理信息局于2008年6月立項(xiàng)，啟動(dòng)了“河南省連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位系統(tǒng)GNSS基準(zhǔn)網(wǎng)建設(shè)”項(xiàng)目，于2009年7月成立河南省測(cè)繪地理信息局CORS管理服務(wù)中心，對(duì)“河南省連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位系統(tǒng)GNSS基準(zhǔn)網(wǎng)建設(shè)”項(xiàng)目負(fù)責(zé)建設(shè)工作。以“新建部分基礎(chǔ)設(shè)施、改造老舊基礎(chǔ)設(shè)施、利用現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施”的實(shí)施方案，在全省范圍內(nèi)建立分布均勻、方便維修、保存長(zhǎng)久的基礎(chǔ)設(shè)施，形成觀測(cè)精度高、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)觀測(cè)、三維、系統(tǒng)框架統(tǒng)一、幾何基準(zhǔn)與物理基準(zhǔn)為一體的河南省現(xiàn)代測(cè)繪基準(zhǔn)體系，為全省的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、科學(xué)研究、國(guó)防建設(shè)、國(guó)土測(cè)繪、城市沉降監(jiān)測(cè)和重力監(jiān)測(cè)等提供基礎(chǔ)的測(cè)繪地理信息服務(wù)。2010年3月河南省CORS系統(tǒng)的平面坐標(biāo)系統(tǒng)聯(lián)測(cè)完成，2010年6月平面坐標(biāo)解算及平差工作完成，2010年10月完成數(shù)據(jù)中心與用戶端通訊，并配合河南省大地水準(zhǔn)面精化成果投入使用［1］。

隨著河南省CORS系統(tǒng)的推廣，用戶數(shù)量日益增加，但是各個(gè)地方的用戶在使用時(shí)，都面臨著數(shù)據(jù)基準(zhǔn)不統(tǒng)一的問(wèn)題，為了解決這一問(wèn)題，對(duì)基于“河南省現(xiàn)代三維大地測(cè)繪基準(zhǔn)”的多坐標(biāo)系統(tǒng)的平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、高程精化等功能進(jìn)行研究，開(kāi)發(fā)河南省CORS系統(tǒng)在線坐標(biāo)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)［2，3］。

1 關(guān)鍵技術(shù)研究

1.1 基于ArcGIS平臺(tái)數(shù)據(jù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換

基于Microsoft Visual C#開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，二次開(kāi)發(fā)平臺(tái)采用ArcGIS Engine。轉(zhuǎn)換過(guò)程中采用2000地方坐標(biāo)系建設(shè)的模型，根據(jù)ArcGIS常用的3種數(shù)據(jù)格式：shp數(shù)據(jù)、mdb數(shù)據(jù)、gdb數(shù)據(jù)，定制各種數(shù)據(jù)不同的轉(zhuǎn)換模式。然后，根據(jù)ArcGIS Engine的相關(guān)接口獲取數(shù)據(jù)并逐步進(jìn)行轉(zhuǎn)換［4-6］。

在坐標(biāo)轉(zhuǎn)換過(guò)程中，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類型逐點(diǎn)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，通過(guò)IFeatureWorkspace、IFeatureClass 2個(gè)接口訪問(wèn)要素類，然后循環(huán)遍歷其中所有要素，通過(guò)IFeature.Shape-Copy方法獲取單個(gè)要素的圖形副本，然后根據(jù)相關(guān)模型進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換完畢保存轉(zhuǎn)換后坐標(biāo)到要素［7-10］。

1.2 基于AutoCAD平臺(tái)數(shù)據(jù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換

基于Microsoft Visual Studio 2005開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，在Auto-CAD平臺(tái)下，使用AutoCAD ObjectARX作為二次開(kāi)發(fā)平臺(tái)。根據(jù)不同的需求，采用不同的數(shù)字模型即平面四參數(shù)模型和二維七參數(shù)模型，由兩不同坐標(biāo)系下的重合點(diǎn)坐標(biāo)，由最小二乘原理，采用間接平差的方法，求得轉(zhuǎn)換參數(shù)，再將參數(shù)代入模型將舊坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為新坐標(biāo)系。圖形轉(zhuǎn)換采用逐點(diǎn)轉(zhuǎn)換的方法，即圖形中點(diǎn)線面全部細(xì)化點(diǎn)，然后對(duì)每個(gè)點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)換從而達(dá)到轉(zhuǎn)換所有點(diǎn)線面的圖形，避免了傳統(tǒng)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的整體平移、縮放、旋轉(zhuǎn)的方法帶來(lái)的局部誤差，避免了接邊的問(wèn)題［11，12］。

2 CORS系統(tǒng)在線坐標(biāo)轉(zhuǎn)換

2.1 河南省省域國(guó)家統(tǒng)一坐標(biāo)轉(zhuǎn)換

輸入原始坐標(biāo)系和目的坐標(biāo)系的各種參數(shù)，輸入原始坐標(biāo)或者讀入坐標(biāo)文件，點(diǎn)擊轉(zhuǎn)換計(jì)算，系統(tǒng)會(huì)在對(duì)話框中顯示轉(zhuǎn)換結(jié)果，點(diǎn)擊“保存結(jié)果”按鈕完成坐標(biāo)轉(zhuǎn)化。

2.2 地方坐標(biāo)系坐標(biāo)轉(zhuǎn)換

選擇“國(guó)家坐標(biāo)至地方坐標(biāo)”或者“地方坐標(biāo)至國(guó)家坐標(biāo)”，選擇坐標(biāo)系統(tǒng)，輸入轉(zhuǎn)換參數(shù)、原始坐標(biāo)，或者導(dǎo)入原始坐標(biāo)文件，點(diǎn)擊轉(zhuǎn)換計(jì)算，右方會(huì)彈出一個(gè)文本框，顯示出計(jì)算結(jié)果，點(diǎn)擊保存結(jié)果按鈕即可保存轉(zhuǎn)換結(jié)果。

2.3 自助二維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)及轉(zhuǎn)換

用戶可計(jì)算轉(zhuǎn)換數(shù)參數(shù)或者進(jìn)行二維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。對(duì)于二維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，輸入轉(zhuǎn)換參數(shù)和原始坐標(biāo)來(lái)計(jì)算新坐標(biāo)。對(duì)于計(jì)算轉(zhuǎn)換參數(shù)，輸入原始坐標(biāo)和目的坐標(biāo)，根據(jù)計(jì)算誤差選擇合適坐標(biāo)對(duì)進(jìn)行參數(shù)計(jì)算。

2.4 三維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換

選擇坐標(biāo)格式，選擇平面轉(zhuǎn)換參數(shù)和大地水準(zhǔn)面模型，輸入中央子午線，輸入或讀入原始坐標(biāo)，點(diǎn)擊轉(zhuǎn)換計(jì)算，右方會(huì)彈出一個(gè)文本框，顯示出計(jì)算結(jié)果，點(diǎn)擊保存結(jié)果按鈕即可保存轉(zhuǎn)換結(jié)果。

2.5 常用大地計(jì)算

可進(jìn)行大地坐標(biāo)與平面坐標(biāo)之間互算（高斯正反算），不同中央子午線間平面坐標(biāo)計(jì)算。

［1］劉鴻飛，姜衛(wèi)平，汪燕麟，等.CGCS2000框架下區(qū)域CORS站數(shù)據(jù)聯(lián)合處理［J］.武漢大學(xué)學(xué)報(bào)（信息科學(xué)版），2014（2）：161-165.

［2］姜衛(wèi)平，袁鵬，田摯，等.區(qū)域CORS組網(wǎng)中的坐標(biāo)基準(zhǔn)統(tǒng)一方法［J］.武漢大學(xué)學(xué)報(bào)（信息科學(xué)版），2014（5）：566-570.

［3］李萌，黃丁發(fā)，嚴(yán)麗，等.汶川地震前后四川盆地CORS站運(yùn)動(dòng)特性分析［J］.測(cè)繪學(xué)報(bào)，2014（6）：582-589.

［4］萬(wàn)廣欣.基于CORS系統(tǒng)下GPS測(cè)量技術(shù)在地質(zhì)測(cè)繪中的應(yīng)用［D］.北京：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)，2014.

［5］尚洪俊.CORS系統(tǒng)的構(gòu)建及其在礦山測(cè)量中的應(yīng)用［D］.北京：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)，2014.

［6］陳中新，朱麗強(qiáng).基于CORS系統(tǒng)的高精度GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)的模擬研究［J］.測(cè)繪科學(xué)，2011（1）：17-19.

［7］賈登科.基于CORS的GPS測(cè)量技術(shù)及其在大型工程中的應(yīng)用［J］.水運(yùn)工程，2011（3）：44-48.

［8］成英燕，程鵬飛，秘金鐘，等.基于現(xiàn)框架下的省市級(jí)CORS站到CGCS2000的轉(zhuǎn)換［J］.測(cè)繪通報(bào)，2011（7）：1-3，14.

［9］張恒璟.國(guó)家CORS基準(zhǔn)站高程時(shí)間序列非線性時(shí)變研究［D］.阜新：遼寧工程技術(shù)大學(xué)，2013.

［10］李強(qiáng).網(wǎng)絡(luò)CORS建設(shè)及在城市道路測(cè)量中的應(yīng)用［D］.長(zhǎng)沙：中南大學(xué)，2011.

［11］陶葉青.單基站CORS-RTK精度分析與測(cè)量數(shù)據(jù)處理［D］.阜新：遼寧工程技術(shù)大學(xué)，2009.

［12］劉紫平.成都理工大學(xué)CORS系統(tǒng)的建設(shè)與精度測(cè)試［D］.成都：成都理工大學(xué)，2011.

Research and Implementation of CORS System Online Coordinate Conversion Technology

Fang LedaoHou YueWang JunZhu Rui
（Surveying&Mapping Engineering Institute of Henan Province，Zhengzhou Henan 450003）

For the users of CORS system in Henan province,the plane coordinate conversion,the elaboration of the elevation and other functions of multi coordinate system based on"Modern three-dimensional geodetic datum of Henan Province"was provided.The user operation in the province,do not need to connect the known points,to realize the coordinate transfer online service of multiple data formats,to realize online conversion of 1980 Xi'an coordinate system,1954 Beijing coordinate system and local coordinate system,CGCS2000 local coordinate system establishment and data on line service.

CORS system；ArcGIS platform data；AutoCAD platform data；plane coordinate transformation.

P226.3

A

1003-5168（2016）11-0043-02

2016-10-23

方樂(lè)道（1983-），男，本科，工程師，研究方向：GIS開(kāi)發(fā)及應(yīng)用、AutoCAD開(kāi)發(fā)及應(yīng)用。