摘 要

科技的进步，带动了测绘行业的发展，在很多测量方面都需要进行坐标转换，为了确保转换后的坐标精度，就需要引入抗差估计。本文就基于抗差估计的平面坐标转换参数求解方法进行研究，主要介绍了抗差估计的背景现状和理论及坐标转换的主要内容，在理解了抗差估计理论及平面坐标转换四参数模型后，编写了一个求解基于抗差估计的平面坐标转换参数的程序设计，然后通过工程实例数据分析，验证抗差估计是否具有抵抗粗差能力，比较哪种抗差方法更好。

关键词：抗差估计，平面四参数，程序设计，数据分析

A method for calculating the plane coordinate transformation parameters based on robust estimation

ABSTRACT

The progress of science and technology has led to the development of surveying and mapping industry, and coordinate transformation is needed in many measurement aspects. In order to ensure the coordinate precision after transformation, the anti-difference robust estimation is needed. In this paper, the method of solving plane coordinate transformation parameters based on robust estimation is studied. This paper mainly introduces the background and theory of robust estimation and the main contents of coordinate transformation. After understanding the theory of robust estimation and the four parameter model of plane coordinate transformation. A program design for solving plane coordinate transformation parameters based on robust estimation is written. Then, through the analysis of engineering case data, it is proved that the robust estimation has the ability to resist the gross error and which method is better than that.

Key words: robust estimation; four parameters of plane; program design; data analysis

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1课题的研究背景及意义 1

1.2课题的研究现状 1

1.3研究内容和方法 2

1.3.1研究内容 2

1.3.2研究方法 3

第二章 坐标系及平面坐标转换模型 4

2.1坐标系 4

2.1.1参心坐标系 4

2.1.2地心坐标系 4

2.2我国常用坐标系 4

2.2.1 北京54坐标系 4

2.2.2 西安80坐标系 4

2.2.3 WGS-84坐标系 4

2.2.4 2000国家大地坐标系 5

2.3平面坐标转换四参数模型 5

第三章 抗差估计理论及其应用 7

3.1抗差估计理论 7

3.1.1误差来源 7

3.1.2误差分类 7

3.1.3抗差估计主要内容 8

3.2几种常用的权函数 10

3.2.1 Huber权函数 10

3.2.2 Hampel权函数 10

3.2.3 IGGⅠ权函数 10

3.2.4 IGGⅢ权函数 10

3.2.5 Tukey权函数 11

3.3抗差估计在平面坐标转换上的应用 11

第四章 程序设计及工程实例分析 12

4.1程序设计 12

4.1.1程序开发平台 12

4.1.2软件功能及数据格式说明 12

4.1.3软件设计及软件的实现 12

4.2工程实例分析 17

4.2.1数据来源 17

4.2.2数据分析 18

第五章 结论与展望 21

5.1结论 21

5.2展望 21

参考文献 22

致谢 24

第一章 绪论

1.1课题的研究背景及意义

以前，我国科技还是比较落后的时候，在测绘领域中，北京54坐标系和西安80坐标系是测绘工作者经常使用的坐标系，为测绘工作者提供了很大的帮助，在现在的测绘成果上，都能看到它们的身影。但是随着科技的发展，地心坐标系的出现，参心坐标系在很多领域上，并不能满足我国测绘工作者的需求，于是2000国家大地坐标系基于我国的国情和科学技术等情况下，于2008年7月1日正式启用，同时，城市化的发展，工程方面经常会用到地方坐标系，基于以上原因，这就需要进行坐标的转换。在测区面积比较小时，用四参数坐标转换方法就能很好地解决坐标转换问题，该方法是基于平面坐标转换模型，运用最小二乘方法求解两坐标系之间的参数，然而该方法认为观测值是真值，突略了粗差的存在，由此给计算结果带来了一定的影响，一旦粗差比较多，则会使计算结果偏离真值，这时就需要引入抗差估计。

抗差估计是在不能有效地避免粗差的情况下，通过降权的方法或是其他方法，尽最大的可能剔除粗差的存在，达到充分的利用有效数据，最后通过计算得到最优的结果。其特点是能够消除或削弱粗差带来的影响，并且满足一些经典估计的特性。

在坐标转换中引入抗差估计对我国测绘行业和其他行业有着重要的意义。首先，我国现在正在发展北斗卫星导航系统，现已经全覆盖我国区域，这就要求今后在使用北斗导航系统时，需要进行高精度的坐标转换；其次，我国正处于发展时期，在很多工程方面的建设，都要求着高精度、高质量的工程，这对工程方面的建设有很大的帮助，同时对我国的大地测量方面也有很大的帮助；最后，测绘作为国防的重要一部分，为国防提供着精确的位置数据，在坐标转换中引入抗差估计有助于我国国防力量的壮大。

1.2课题的研究现状