文 献 综 述

一．测量坐标系之间转换的研究意义和背景

大地坐标系作为大地测量基准的一部分，一直是大地测量中最基本的问题。按其原点相对地球质心的位置，大地坐标系可为局部坐标系和地心坐标系。过去由于科技水平的制约，人类不能精确地确定地心的位置，局部坐标系无疑是国家或地区的惟一选择。这种坐标系通常将地面点的空间位置表述为平面位置（大地经纬度、高斯一克吕格平面直角坐标）和指定的高程系统。也就是说，人们常常将三维的空间点位以某种数学关系投影Ｎ－－维的平面介质上进行研究，而第三维的高程信息往往只作为地理信息系统中的属性信息处理。显然，这种由一个二维坐标系和一个一维坐标系的简单迭加并不能构成一个完整的三维坐标系。伴随着空间大地测量技术的迅速发展，应用传统技术建立起来的参心坐标系逐渐难以满足测绘及相关行业发展的需求，甚至在有些应用（如航空航天）中完全失去了意义。新形势下，测量坐标系问题显得越来越突出，使用地心坐标系的要求也越来越迫切。

面对新技术的迅猛发展以及应用的广泛普及，在动态地球的客观环境中创建数字中国，若单纯采用目前参心、二维、低精度、静态的大地坐标系统和相应的基础设施作为中国现行应用的测绘基准，必然会带来越来越多的不协调问题。

测量的基本任务就是确定物体在空间的位置，而对位置的描述都是建立在某一特定的空间框架之上的，即简历参考椭球面和相应的坐标系统。由于采用的参考椭球面及定位方法不同，同一地面点在不同坐标系中的坐标值也不相同，而坐标系选择的科学与否将直接影响到测量速度与后续工作的进行。除此之外，在测量工作中如果能恰当的选择坐标系也会大大减少测量的工作量以及施工中的麻烦。在坐标系的选择中首先值得注意的是投影面的选择和中央子午线的选择，以限制归算和投影的变形，是测量的精度满足设计要求。这就不可避免的牵涉到了投影与归算的问题。对这些问题与方法的探讨，对于理解变形原因和性质及掌握减小变形的方法有很大的帮助。

既然在测量中选择了不同的坐标系，就不可避免的产生了不同坐标系之间的转换。这包括了不同大地坐标系间、不同空间直角坐标系、不同平面坐标系以及大地坐标系与平面坐标系间等的转换。在这些坐标系间的转换时，有很多的数学模型，各个数学模型的适用情况也有所不同，影响转换精度的因素也会有所不同。通过研究可以进一步掌握坐标转换问题。

二．测量坐标转换的基本模型和方法

1.七参数模型

以WGS- 84 坐标与BJ- 54 坐标的坐标变换为例

式中，为平移转换参数，为旋转参数，k为尺度因子，上式中共7个参数，称为7参数变换法，是一种比较精确的转换模型。