關(guān)于工程測(cè)量中不同坐標(biāo)系變換與精度的探討

劉艷杰++牛淑敏

[摘 ?要]在工程建設(shè)中，為了確保后續(xù)工程施工活動(dòng)有序開展，做好工程測(cè)量工作是尤為必要的，工程測(cè)量工作質(zhì)量好壞顯得尤為重要。不同坐標(biāo)系變換作為工程測(cè)量中重要組成部分，在對(duì)不同工程測(cè)量中，結(jié)合實(shí)際情況，利用不同坐標(biāo)系的變換方法提升工程質(zhì)量，保證測(cè)量精度。但是就當(dāng)前我國(guó)工程測(cè)量不同坐標(biāo)系變換現(xiàn)狀來(lái)看，在航天和地質(zhì)測(cè)量方面應(yīng)用較為廣泛，但是在其他工程中應(yīng)用還較少。由此，本文主要就工程測(cè)量中不同坐標(biāo)系變化與精度進(jìn)行研究，根據(jù)不同坐標(biāo)系變換方法，客觀闡述測(cè)量方式。

[關(guān)鍵詞]工程測(cè)量 ?不同坐標(biāo)系變化 ?精度

中圖分類號(hào)：TH113.22 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）24-0188-01

現(xiàn)代工程測(cè)量中，不同坐標(biāo)系變化需要根據(jù)工程實(shí)際情況進(jìn)行，但是由于不同坐標(biāo)系變化是不同的，其中涉及到的內(nèi)容十分復(fù)雜，盡管在大多數(shù)工程中應(yīng)用較為廣泛，但是仍然停留在初級(jí)階段。相較于發(fā)達(dá)國(guó)家而言，我國(guó)的工程測(cè)量水平存在明顯的差距，在工程測(cè)量中運(yùn)用不同坐標(biāo)系變化，可以有效提升工程測(cè)量精度，對(duì)于工程整體質(zhì)量具有十分重要的影響，有助于推動(dòng)我國(guó)工程測(cè)量事業(yè)發(fā)展。由此看來(lái)，加強(qiáng)工程測(cè)量中不同坐標(biāo)系變化和精度研究是十分有必要的，對(duì)于后續(xù)理論研究和實(shí)踐工作開展具有一定參考家價(jià)值。

一、坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的不同類型和方法

不同類型的工程測(cè)量工作中，根據(jù)實(shí)際情況選擇合理的坐標(biāo)變換方式方式，尤其是在現(xiàn)代工程測(cè)量技術(shù)水平不斷進(jìn)步和發(fā)展背景下，越來(lái)越多先進(jìn)技術(shù)被廣泛應(yīng)用在市場(chǎng)上，為后續(xù)工程測(cè)量坐標(biāo)系變化提供了更為堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[1]。不同坐標(biāo)系變化方法存在明顯的差異，就以我國(guó)當(dāng)前最為常見的幾種坐標(biāo)系變化情況來(lái)看，大地坐標(biāo)對(duì)平面直角坐標(biāo)轉(zhuǎn)換可以根據(jù)常規(guī)方式找到橢球參數(shù)、分帶標(biāo)準(zhǔn)和中央子午線精度的變化參數(shù)，確定這些參數(shù)后才可以在后續(xù)實(shí)際工程測(cè)量工作開展中更為靈活準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換;任意兩空間坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換由于各自特點(diǎn)存在差異，所以企業(yè)內(nèi)部人員在具體應(yīng)用中還不夠嫻熟，其中只需要明確任意兩空間坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換基本要素，轉(zhuǎn)換過(guò)程中至少可以發(fā)現(xiàn)三個(gè)以上的重合點(diǎn)，這時(shí)再利用布爾莎公式解題，就可以有效保證工程測(cè)量成效;十進(jìn)制角度和度之間的轉(zhuǎn)換，一般情況下不會(huì)使用到人工操作方法，所以導(dǎo)致我國(guó)當(dāng)前的工程測(cè)量范圍受到技術(shù)和資金等多方面的限制，但同時(shí)從中可以看出，我國(guó)工程測(cè)量整體形勢(shì)也發(fā)生了不同程度上的變化，在實(shí)際操作中借助大量機(jī)械設(shè)備操作，能夠有效規(guī)避傳統(tǒng)人工操作中存在的弊端，只需要根據(jù)輸入操作命令即可快速計(jì)算數(shù)據(jù)，這樣的操作方式更加便捷，節(jié)省工程測(cè)量成本的同時(shí)，提高測(cè)量精準(zhǔn)度[2]。

二、不同坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換精度的測(cè)量

不同坐標(biāo)系之間的精度轉(zhuǎn)換，是以確保工程測(cè)量中應(yīng)用不同坐標(biāo)系的首要前提，坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換精度強(qiáng)調(diào)在橢圓中進(jìn)行，提升測(cè)量結(jié)果精準(zhǔn)度。尤其是在當(dāng)前市場(chǎng)背景下，我國(guó)工程測(cè)量技術(shù)水平不斷提升，已經(jīng)超越了較為可觀的進(jìn)步成效，尤其是GPS技術(shù)在工程測(cè)量領(lǐng)域的應(yīng)用，成為坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換最為常見的一種技術(shù)，并以其突出的精度高、靈活性強(qiáng)和效率高的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在工程測(cè)量中，可以有效避免傳統(tǒng)工程測(cè)量中出現(xiàn)的弊端，盡可能降低工程測(cè)測(cè)量中復(fù)雜、繁重的人工勞動(dòng)強(qiáng)度，降低工程總開支成本，提升工程測(cè)量效率。

但是不可忽視的一個(gè)問(wèn)題是任何技術(shù)都不是完美的，都會(huì)存在一定的缺陷和不足，這些缺陷將會(huì)影響到工程測(cè)量精度[3]。此外，加之坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換方式的不夠成熟，受到多種客觀因素影響，換環(huán)境度還不夠成熟，有待進(jìn)一步整合GPS技術(shù)和坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換。GPS技術(shù)在坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換時(shí)應(yīng)該尋找到兩者之間的共同點(diǎn)，確定坐標(biāo)系參數(shù)，快速準(zhǔn)確的進(jìn)行轉(zhuǎn)換。此種技術(shù)由于自身缺陷，坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換精度很難再次提高，所以其中存在的誤差很難有效避免，致使不同坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換精度受到嚴(yán)重影響。

三、坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換方法

對(duì)不同坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換運(yùn)用不同方法，在針對(duì)北京54坐標(biāo)系和西安80坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換，由于兩組坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換中應(yīng)該找到兩個(gè)坐標(biāo)系之間的想通過(guò)點(diǎn)和焦點(diǎn)，這樣將交點(diǎn)放在不同坐標(biāo)系中添加到軟件中，實(shí)現(xiàn)北京54坐標(biāo)系和西安80坐標(biāo)系兩種坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換。北京54坐標(biāo)系和國(guó)家2000坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換，首先需要選擇348個(gè)交點(diǎn)，利用布爾莎轉(zhuǎn)換模式來(lái)確定兩個(gè)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換參數(shù)，求出不同的坐標(biāo)點(diǎn)，進(jìn)而在兩個(gè)坐標(biāo)間進(jìn)行轉(zhuǎn)換[4]。國(guó)家2000坐標(biāo)和西安80坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換，由于兩個(gè)坐標(biāo)系尚未具備統(tǒng)一的坐標(biāo)公式，所以國(guó)家2000坐標(biāo)系仍然包含在地心坐標(biāo)系范疇內(nèi)，而西安80坐標(biāo)系屬于參心坐標(biāo)系，只有在找到兩個(gè)坐標(biāo)系相對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)后，才可以確定坐標(biāo)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)坐標(biāo)系之間的靈活轉(zhuǎn)換。

從中不難看出，不同坐標(biāo)系之間轉(zhuǎn)換方式盡管存在一定差異，但是總的說(shuō)來(lái)本質(zhì)還是趨于相同的，只需要找到兩個(gè)坐標(biāo)系之間的交點(diǎn)，計(jì)算得出相應(yīng)參數(shù)，得出不同坐標(biāo)系坐標(biāo)，實(shí)現(xiàn)不同坐標(biāo)系的工程測(cè)量。

四、不同坐標(biāo)系之間轉(zhuǎn)換精度分析

從坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換原則角度來(lái)看，不同坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換需要保證在相同的橢球里實(shí)現(xiàn)，不同橢球坐標(biāo)轉(zhuǎn)換可能存在一定的差異，影響到工程測(cè)量結(jié)果的精準(zhǔn)度。諸如，在國(guó)家2000坐標(biāo)系和西安80坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換，由于得到不準(zhǔn)確的坐標(biāo)參數(shù)，所以最后得到的坐標(biāo)點(diǎn)同樣存在缺陷，只能嚴(yán)格按照兩者之間交點(diǎn)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換，交點(diǎn)位置精準(zhǔn)度無(wú)法保證，存在不同程度上的誤差。

結(jié)論：

綜上所述，在工程測(cè)量中，不同坐標(biāo)系變化與精度研究，主要是為了更加精準(zhǔn)的確定坐標(biāo)系交點(diǎn)，提升坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換精準(zhǔn)性，提升我國(guó)工程測(cè)量總體水平，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。但是，工程測(cè)量精準(zhǔn)度需要在相關(guān)數(shù)據(jù)資料準(zhǔn)確的前提下，相關(guān)部門能夠運(yùn)用先進(jìn)的測(cè)量設(shè)備和測(cè)量技術(shù)保證測(cè)量精準(zhǔn)度。未來(lái)我國(guó)的工程測(cè)量中不同坐標(biāo)系變化發(fā)展空間較大，還有待進(jìn)一步完善。

參考文獻(xiàn)：

[1]梁春杰.工程測(cè)量中不同坐標(biāo)系變換與精度分析[J].商品與質(zhì)量，2016，31（3）：411-411，412.

[2]曾凡一，白明.針對(duì)工程測(cè)量中不同坐標(biāo)系變換及精度分析[J].地球，2016，31（3）：282-282.

[3]劉春南，陳立新.工程測(cè)量中不同坐標(biāo)系變換與精度分析[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2015，22（16）：4327-4327.

[4]羅權(quán).工程測(cè)量中不同坐標(biāo)系變換與精度分析[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2015，22（1）：157，162.

作者簡(jiǎn)介：

劉艷杰，男，漢族，1987日7月，山東省菏澤市人，新汶礦業(yè)集團(tuán)地質(zhì)勘探有限責(zé)任公司地質(zhì)技術(shù)部副經(jīng)理，助理工程師，本科，主要從事：工程測(cè)量和地球物理探測(cè)。

牛淑敏，男，漢族，1979日12月，山東省泰安市人，新汶礦業(yè)集團(tuán)地質(zhì)勘探有限責(zé)任公司地質(zhì)技術(shù)部副經(jīng)理，工程師，本科，主要從事：工程測(cè)量和地球物理探測(cè)。