80-2000成果在不同经（纬）度的转换成果分析

齐正伦 梁卫涛

1陕西省一三九煤田地质水文地质有限公司 陕西韩城 715499

2陕西省一三一煤田地质有限公司 陕西韩城715499

摘要：本课题主要研究陕西省部分地区80成果转换为2000国家大地坐标系时主要的方法及误差，并对成果进行分析。主要采用理论研究——实地检验的方法，分别对转换方法及精度进行论证，最后得出80成果转换为2000国家大地坐标系，在区域小于2°×2°局部区域或局部小区域，采用二维四参数转换模型进行成果转换方法，其精度满足工程项目的需求，并从转换成果分析得出，不同（经纬度）地区所在平面纵横坐标概略差值，可根据当地成果80-2000成果概略差值，达到初步检验转换成果的目的。

关键词：2000国家大地坐标系；1980西安坐标系；坐标转换；经纬度；精度误差；椭球；度带换算。

1、目的和意义

经国务院批准，2008年7月1日后新生产的各类测绘成果应采用CGCS2000。坐标系过渡期为8至10年，2018年以后全国测绘成果将全面运用CGCS2000。将原有的80坐标系成果向CGCS2000转换，转换后的精度如何，转换过程中存在度带换算，其不同的经度（纬度）其纵坐标、横坐标差值分布情况，同时在日常生产中能提供怎样的简单换算便捷服务。

2、研究内容

本次重点研究80成果转换为2000国家大地坐标系成果转换方法、流程、误差来源、适用范围，并从转换过程中差值分布，初步分析出省级、市级、区域型地区转换参数，并根据转换成果的差值分布，方便以后外业工作中知道当地2000或80坐标可以快速进行概略换算，更快的提高工作效率。

3、研究方法及步骤

课题研究步骤主要分为前期准备—数据转换及实地检验—成果分析共四步。

3.1前期准备

首先收集渭北地区、陕北地区、宝鸡麟游地区1980西安坐标系及CGCS2000成果，经天测绘-测量计算机工具包软件、CASS成图软件、HDS2003数据处理软件等，

3.2数据转换

求取转换参数首先要收集区域重合点（控制点），重合点的选取遵循高等级、高精度、分布均匀、覆盖整个转换区域，并且尽量避免选取变形或沉降较大的区域的原则。

根据大地测量控制点坐标转换技术规范要求：建立省级范围内坐标，坐标类型为大地坐标或者空间直角坐标，转换模型采用三维七参数或二维七参数、布尔沙模型等，因本科研依托公司项目进行，未能收集控制点区域内的大地高坐标成果，本次采用布尔沙模型，试求取平面坐标转换。

根据布尔沙模型：

其中：X、Y、Z为新坐标系坐标；X′、Y′、Z′₀为原坐标系坐标；ΔX₀、ΔY₀、ΔZ₀为平移参数，m为尺度比参数，εx、ε_Y、εz为旋转参数。

80-2000坐标系通过下图方式转换。

图1 80-2000坐标系转化示意图

本次收集公共点府谷气象站、GSYGPS23X、XHTGPS2、XHTGPS3、XHTGPS22、ZHPGPS10、ZHPGPS14，公共点选取范围涉及榆林市、延安市、渭南市，区域面积1219.775平方公里，因此必须采用6度带，中央子午线111度。

采用经天测绘-测量计算机工具包软件，通过公共点数据求取残差见下图2。

图2 公共点残差图

如表示所示，残差较大的区域为陕北高石崖地区(府谷气象局、GPS23)，以及赵石畔地区（ZHP10、ZHP14）。

根据转换参数计算要求，需要剔除残差大于3倍单位权中误差的重合点，重合点残差X最大值为0.0782m，Y最大值为0.0590m。

单位权中误差δ_Vx=√(x₁²+x₂²+x₃²)/2=0.084m,

δ_Vy=√(y₁²+ y₂²+ y₃²)/2=0.082m,δ=√δ_Vx²+δ_Vy²=0.117m

即重合点残差都小于3倍的单位权中误差。

即确定的重合点可以作为转换参数的公共点使用。

通过参数转换原有80成果，并进行实地检验。

3.3数据转换分析

（1）80-2000数据转换后差值分析

通过参数求取过程以及数据转换结果分析：

①参数求取过程

通过图2分析，陕西北部残差最大，渭南地区残差较小，残差X最大值为0.0782m，Y最大值为0.0590m，得出北部地区精度较差。

②数据转换及检验结果分析

通过数据分析，高石崖地区残差最大，其他地区误差基本在3-5cm左右，得出榆林北部误差相对较大。

分析：

1）纬度高（高石崖）地区误差较大，经度（赵石畔）离中央子午线远的地方误差较大。

2）缺少大地高数据成果，参数覆盖范围大；

3）北部控制点较少，分布不均匀；

（2）80-2000数据转换后面积差值

陕西北部，陕西中部，陕西北部部分地区80-2000成果转换后面积对比情况。

80-2000成果转换后面积对比表 表

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由于1980西安坐标系采用参心坐标系，2000国家大地坐标系采用地心坐标系，并且参考椭球不同，转换成果不是恒定值。通过数据分析得出，80-2000成果转换过程中，面积值发生变化，且1980西安坐标系面积大于2000国家大地坐标系，但差值比值都小于0.1‱。

五、成果

通过本次科研，1980西安坐标系成果向2000国家大地坐标系转换，我们科技团队成果如下：

（1）掌握了从1980西安坐标系成果向2000国家大地坐标系转换方法，精度满足了小比例尺地形图转换。

（2）掌握了大比例地形图成果转换技术，为今后高精度数据转换，以及新的工程项目开展做好基础。

（3）通过转换成果分析，差值同纬度及经度都有关系，用数据与实践论证高斯投影的“两化改正”。

（4）80-2000成果转换过程中，面积值发生变化，且1980西安坐标系面积大于2000国家大地坐标系，但差值比值都小于0.1‱。

参考文献：

[1] GB/T 14911-2008 测绘基本术语

[2] GB/T 17159-2009 大地测量术语

[3] GB/T 18314-2009 全球定位系统（GPS）测量规范

[4] GB/T 24356-2009 测绘成果质量检查与验收

[5] GH/T 2014-2016 大地测量控制点坐标转换技术规范

[6] 彭爱文.54与80坐标直接转换方法及精度分析—《西部资源》2007年

[7] 郭春喜，马林波等， 西安80坐标系与WGS-84坐标系转换模型的确定—东北测绘2002（04）。

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