BJS54测绘成果到CGCS2000的转换方法应用*

谭清华,曾祥新,张 任

(南宁市勘测院,广西南宁 530000)

0 引 言

1954北京坐标系(BJS54)在我国经济和国防建设中发挥了重要作用,但随着时代的进步,它们已不能适应测绘以及相关产业发展的需要。根据《中华人民共和国测绘法》,我国自2008年7月1日起,启用2000国家大地坐标系。如何充分利用已有的基于 BJS54的测绘成果,保持 BJS54与CGCS2000的前后兼容,是测绘工作者要经常面对的一个问题。分析讨论了一种将已有BJS54测绘成果转换到CGCS2000的方法。

1 坐标转换模型

1.1 大地坐标转换与空间直角坐标的转换[1-3]

式中:a,b分别为椭球的长半轴、短半轴;X、Y、Z为某点的三维空间直角坐标;B,L,H分别为某点的经度、纬度、大地高。

1.2 布尔莎-沃尔夫模型[4-6]

布尔莎-沃尔夫模型在我国常被简称为布尔莎模型。该模型中共采用了7个参数,分别是3个平移参数Tx、Ty、Tz,三个旋转参数和一个尺度参数m。采用布尔莎模型将OA-X AY AZ A下的坐标转换为OB-X BY BZ B下坐标的公式可以表示为

2 BJS54坐标系平面坐标到CGCS2000空间直角坐标系的转换

2.1 BJS54平面坐标与CGCS2000空间直角坐标空间转换参数获取[6,7]

由于BJS54下的测绘成果都是平面坐标 x54,y 54,经过高斯反算可以得到BJS54下的经纬度L 54、B54,但是 BJS54 大地高 H 54不能准确求得,因此,我们给定一个统一的大地高值H054,来确立它们之间的转换关系。具体步骤如下:

1)选择分布均匀、覆盖南宁市范围的一系列控制点,分别有CGCS2000下的空间直角坐标X2000、Y2000、Z2000,BJS54 平面坐标 x54,y54。

2)将x54,y54经高斯反算得到经纬度L54,B54。

3)给定BJS54下所有控制点一个统一的大地高值H054,然后利用公式(1)得到空间直角坐标X54,Y54,Z54。

4)利用式(4)计算CGCS2000与BJS54之间的空间直角坐标转换参数。如图1所示。

图1 七参数解算流程图

2.2 BJS54平面坐标到CGCS2000平面坐标的转换

1)获取地形图上某点平面坐标 x54,y 54,经高斯反算得到其经纬度L54,B54,然后给定大地高值,然后再利用式(1)转换为空间直角坐标 X,54 Y54,Z54。

2)利用式(4)根据求得的转换参数计算得到转换之后得到的CGCS2000空间直角坐标 X2000、Y2000 、Z2000。

3)利用式(2)得到经纬度及大地高 L 2000、B2000、H 2000,然后将经纬度经过高斯投影,得到CGCS2000下的平面坐标 x2000,y2000。如图2所示。

图2 点位坐标转换流程图

3 数据实验

为了验证该方法的有效性和可行性,选择了分布均匀、覆盖南宁市的40个控制点来计算七参数,另外选择53个点作为检核点,检核转换的精度。点位分布如图3所示,高程介于60～500 m之间。为了验证这种方法的有效性,分别取统一的大地高H054值为0.0、100.0,进行检验,转换之后的精度如表1～4所示。

表2 取初始高程值为0.0时,检核点外符合精度

表3 取初始高程值为100.0时,控制点内符合精度

表4 取初始高程值为100.0时,检核点外符合精度

从以上数据可以看出,在BJS54下大地高初值为0或100时,内外中误差均在6 cm左右,完全能满足精度要求。

4 结 论

根据目前BJ54测绘成果向CGCS2000转换的需要,结合南宁市的实际情况,提出一种将BJ54测绘成果向CGCS2000转换的方法,并开发了转换程序,通过对BJ54的大地高 H54给予不同值的转换结果进行比较,对于不同的大地高 H 54值,转换精度相差不大。完全能满足各种大比例尺地形图转换的精度要求。

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