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手持GPS 在林业上的应用及使用方法 凉山州调查规划设计院王凯杨旭东一、坐标体系转换 GPS 单点定位的坐标以及控位中解算的基线向量属于WGS84 大地坐标系,因为GPS 星历是以WGS84 坐标系为根据建立的。而森林调查中样地(点)的布设,实际使出的各种比例尺的地形图属于带有地方特色的1954 年我国北京坐标系或1980 年国家在地坐标系, 由于我们国家的地方坐标系与WGS84 坐标系之间的坐标原点、坐标轴X、Y、Z 的指向以及有关常数的取值等不完全相同。同时WGS84 坐标系与BJ—54 坐标系对地面点的坐标位置格式也不相同, eTrex 机设定的WGS84 坐标是以度、分、秒(Hddd 0mm```)或度、分、分(Hddd `) 为基准的坐标格式,BJ—54 坐标系各种比例尺的地形图是公里网的(公里),在实际使用中必须进行坐标系统的转换,即将eTrex 机出厂状态的WGS84 坐标系统改设为我国BJ—54 坐标系统(UserGrid),将度、分、秒(Hddd 0mm```)或度、分、分(Hddd `)改设为公里网坐标系统,精确到米。中央经度=(当地经度÷6+1)×6- 3,投影比例:1 东西偏差:500000 南北偏差:0。 二、坐标转换参数的计算 大地坐标系与直角坐标系的关系:大地坐标系中的参考面是通过长半轴为a,短半轴b 为旋转的椭球面。椭球面几何中心与直角坐标系原点重合: 短半轴与直角坐标系的z 轴重合。因此,对同一空间点来说,大地坐标系WGS84 的纬度B、经度L 和高程H 与BJ—54 坐标系的三维直角坐标X、Y、Z 间的转换关系如下: X=(N+H)cosBcosL N=a/(1-e 2sin 2 B) Y=(N+H)cosBcosL e 2=(a 2 -b 2)/a 2 Z=[N(1-e 2)+H] 将本地某个三角点的BJ—54 坐标系的B、L、H 值及该点的WGS84 坐标系的观测值B、L、 H 分别代入(1)式计算出该点的三维直角坐值X84、Y84、Z84、与 X54、Y54、Z54。式中H 为高程,各自的卯西圈曲率半径N、第一偏心率 e2 取值,请参见eTrex 机操作物册或测量教科书。 由于不同坐标系之间存在着平移与旋转关系,所以,还应将计算得到 WGS84 坐标系与 BJ-54 坐标系之间的三维直角坐标值用下式求其改正数: 2 D X =X 84 -Y 54 D Y =X 84 -Y 54 D Z =X 84 -Y 54 此外,涉及到坐标转换所需的另外2 个参数,椭球长半轴差DA 与椭球扁平率差DF,分别为不需计算的固定常数—。 为了稳定,最好计算3 个以上本地三角点的三维直角坐标值改正数,并取其平均值。 三、坐标转换参数的输入 将D X 、D Y 、D Z 、D A 、D F转换参数及其它参数按eTrex 机操作手册中的有关操作输入机内。在此需对中央子午线经度的确定与输入略作说明。在森林调查中,使用的图面材料1/1 万或1/5 万放大到1/ 万至1/50 万地形图为6 0分带。因此,3 0带与6 0 带的中央经线不完全一致,即 3 0带的中央经线一部分与 6 0带中央经线重合,