1、統(tǒng)一青島市測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)技術(shù)方案青島市國(guó)土資源和房屋管理局國(guó)家測(cè)繪局大地測(cè)量數(shù)據(jù)處理中心2007.086目 錄1.概況11.1測(cè)區(qū)范圍及行政隸屬11.2地理位置22.青島市新坐標(biāo)系統(tǒng)22.1 青島市新坐標(biāo)系統(tǒng)的定義222青島市新坐標(biāo)系統(tǒng)的建立2221空間坐標(biāo)建立和精度統(tǒng)計(jì)3222坐標(biāo)轉(zhuǎn)換和精度統(tǒng)計(jì)43.青島市控制網(wǎng)現(xiàn)狀分析531青島市土地調(diào)查大地基礎(chǔ)控制測(cè)量項(xiàng)目控制網(wǎng)5311空間坐標(biāo)精度統(tǒng)計(jì)5312平面坐標(biāo)精度統(tǒng)計(jì)63.2青島市GPS控制網(wǎng)73.2.1青島市城市二等GPS控制網(wǎng)的建立73.2.2青島市區(qū)城市三四等GPS控制網(wǎng)83.2.3青島市各轄市GPS城市控制網(wǎng)83.3青島市城市控制網(wǎng)及坐標(biāo)系

2、統(tǒng)934青島地區(qū)采用的坐標(biāo)系1035青島地區(qū)控制網(wǎng)和資料情況1036青島市控制網(wǎng)分析10361青島市控制網(wǎng)分類10362青島市GPS控制網(wǎng)存在問(wèn)題114.統(tǒng)一青島市測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)的技術(shù)流程圖115. 統(tǒng)一青島市測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)方案1251執(zhí)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：1252 控制點(diǎn)成果的轉(zhuǎn)換方法12522方法二具體實(shí)現(xiàn)1853各種資料圖件的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法18531電子圖件的轉(zhuǎn)換18532紙質(zhì)圖件的轉(zhuǎn)換19533 ARCINFO軟件E00圖形數(shù)據(jù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法205.3.4 AUTO CAD軟件的DXF（或DWG）圖形數(shù)據(jù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法236新舊坐標(biāo)系統(tǒng)控制成果和圖件的精度分析2361新舊坐標(biāo)系統(tǒng)控制成果分析23611

3、2004青島土地調(diào)查控制網(wǎng)1980西安坐標(biāo)系與新系統(tǒng)坐標(biāo)的比較分析與轉(zhuǎn)換24（1）兩種坐標(biāo)比較分析24612 青島80坐標(biāo)與新系統(tǒng)坐標(biāo)的比較分析與轉(zhuǎn)換25（1）兩種坐標(biāo)比較分析25613 1954年北京坐標(biāo)系統(tǒng)與新系統(tǒng)坐標(biāo)的比較27614 1980西安坐標(biāo)系統(tǒng)與新系統(tǒng)坐標(biāo)的比較2862新舊坐標(biāo)系統(tǒng)圖件分析286.2.1 2004青島土地調(diào)查控制網(wǎng)1980西安坐標(biāo)系圖件轉(zhuǎn)換為新坐標(biāo)系統(tǒng)296.2.2 青島96坐標(biāo)系圖件轉(zhuǎn)換2963新舊坐標(biāo)系統(tǒng)對(duì)長(zhǎng)度影響29631 2004青島市土地調(diào)查大地基礎(chǔ)控制測(cè)量網(wǎng)的1980西安坐標(biāo)與新系統(tǒng)坐標(biāo)邊長(zhǎng)之差29632青島80坐標(biāo)與新系統(tǒng)坐標(biāo)邊長(zhǎng)之差3064新舊坐

4、標(biāo)系統(tǒng)對(duì)面積的影響30（1）、2004青島市土地調(diào)查大地基礎(chǔ)控制測(cè)量網(wǎng)的1980西安坐標(biāo)與新系統(tǒng)坐標(biāo)面積之差307控制網(wǎng)具體轉(zhuǎn)換方案3171主要控制網(wǎng)坐標(biāo)成果的轉(zhuǎn)換31711青島市GPS城市控制網(wǎng)31712青島市城區(qū)控制網(wǎng)改造網(wǎng)（三、四等）3272局域控制網(wǎng)坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換方法32721原控制網(wǎng)保留平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換具體處理方法：338各種信息系統(tǒng)的坐標(biāo)系更新358.1房產(chǎn)交易中心系統(tǒng)的更新35附表一：“青島市基礎(chǔ)控制測(cè)量網(wǎng)”地心坐標(biāo)轉(zhuǎn)換1980西安坐標(biāo)采用的重合點(diǎn)36附表二 2006與2004 青島市測(cè)量基礎(chǔ)控制網(wǎng) 1980西安坐標(biāo)系坐標(biāo)之差38附錄一：2附錄二： 各種坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)6統(tǒng)一青島市測(cè)量坐標(biāo)系

5、統(tǒng)技術(shù)方案1.概況隨著青島市經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展，原有的測(cè)量基準(zhǔn)網(wǎng)已不能滿足城市建設(shè)發(fā)展的需要。1995年青島市規(guī)劃局組織有關(guān)部門對(duì)青島市原有基礎(chǔ)控制網(wǎng)進(jìn)行了分析研究，開(kāi)展了青島市GPS城市控制網(wǎng)建設(shè)；2004年青島市國(guó)土局為了開(kāi)展青島市國(guó)土資源調(diào)查，分析了基礎(chǔ)控制網(wǎng)的現(xiàn)狀，結(jié)合國(guó)土資源調(diào)查的需要，開(kāi)展了青島市土地調(diào)查大地基礎(chǔ)控制測(cè)量項(xiàng)目建設(shè)；20052006年國(guó)家測(cè)繪局為滿足新技術(shù)條件下國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國(guó)防建設(shè)及地球科學(xué)研究對(duì)三維動(dòng)態(tài)大地測(cè)量基準(zhǔn)框架的需求，組織實(shí)施了“華東、華中區(qū)域大地水準(zhǔn)面精化”項(xiàng)目，其中包括山東省GPS A 、B 、C級(jí)網(wǎng)建設(shè)及大地水準(zhǔn)面精化，在青島市有1個(gè)GPS A級(jí)點(diǎn)、

6、6個(gè)GPS B級(jí)點(diǎn)和102個(gè)GPS C級(jí)網(wǎng)點(diǎn)，這些點(diǎn)基本與青島市土地調(diào)查大地基礎(chǔ)控制測(cè)量項(xiàng)目的點(diǎn)位重合。以上這些控制網(wǎng)的建成在很大程度上滿足了青島市城市建設(shè)的需要。與此同時(shí)還存在著不足，目前青島市有多套測(cè)量坐標(biāo)成果，規(guī)劃部門有自己的坐標(biāo)系統(tǒng)和控制網(wǎng)，土地部門也有自己的坐標(biāo)系統(tǒng)，兩者之間相差很大，各種圖件無(wú)法融合，無(wú)法統(tǒng)一，這不利于測(cè)繪依法行政、統(tǒng)一管理和使用，給測(cè)量成果的使用和管理帶來(lái)了很大的困難，嚴(yán)重制約了測(cè)繪成果的共享與服務(wù)，不利于青島市城市建設(shè)的需要。按照現(xiàn)代測(cè)繪理論，在一個(gè)城市，測(cè)量基準(zhǔn)及其成果應(yīng)該是嚴(yán)格統(tǒng)一的、唯一的，因此，統(tǒng)一以上坐標(biāo)系統(tǒng)及其成果勢(shì)在必行。青島市坐標(biāo)系統(tǒng)的統(tǒng)一，將為

7、各類測(cè)繪成果資料的信息共享、成果的管理和使用打下了良好的基礎(chǔ)，為青島市國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供基礎(chǔ)測(cè)繪保障與服務(wù)，必將會(huì)在青島市經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮重要作用。如何統(tǒng)一青島市測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)，原控制成果和圖件如何在統(tǒng)一的系統(tǒng)下使用，以及原地理信息系統(tǒng)如何使用，成為各行各業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)，該設(shè)計(jì)方案就是解決這些問(wèn)題。1.1測(cè)區(qū)范圍及行政隸屬青島市地處山東半島東南部，東西寬約140公里，南北長(zhǎng)約180公里，全市總面積10654平方公里，其中市區(qū)（含市南、市北、四方、李滄、嶗山、城陽(yáng)、黃島七區(qū)）1102平方公里，所轄膠州、膠南、即墨、平度、萊西五市9552平方公里。全市海岸線（含所屬海島岸線）總長(zhǎng)為862.64公里，其中大

8、陸岸線730.64公里，占山東省岸線的1/4。全市有海島69個(gè)。1.2地理位置 青島市位于東經(jīng)1193012100，北緯35353709。東、南瀕臨黃海，東北與煙臺(tái)市毗鄰，西與濰坊市相連，西南與日照市接壤。2.青島市新坐標(biāo)系統(tǒng)2.1 青島市新坐標(biāo)系統(tǒng)的定義建立的青島市新坐標(biāo)系統(tǒng)， 是以2004“青島市土地調(diào)查大地基礎(chǔ)控制測(cè)量項(xiàng)目”控制網(wǎng)作為青島是基礎(chǔ)控制網(wǎng)，重新命名為“青島市測(cè)量基礎(chǔ)控制網(wǎng)”，采用1980西安坐標(biāo)系統(tǒng)。為了區(qū)別稱為“青島市測(cè)量基礎(chǔ)控制網(wǎng)”(2006) 1980西安坐標(biāo)系統(tǒng)。n 參考橢球：IAG75橢球n 橢球長(zhǎng)半徑：n 地球引力場(chǎng)二階帶諧系數(shù)：n 地心引力常數(shù)：n 地球自轉(zhuǎn)角速

9、度：n 高程異常：采用1980西安坐標(biāo)系高程異常n 投影面：1985國(guó)家高程基準(zhǔn)相應(yīng)的黃海平均海平面n 平面坐標(biāo)：中央子午線120，3投影帶22青島市新坐標(biāo)系統(tǒng)的建立“青島市測(cè)量基礎(chǔ)控制網(wǎng)”(2006)成果構(gòu)成由華東、華中區(qū)域大地水準(zhǔn)面精化項(xiàng)目（青島市）的GPS A B C級(jí)網(wǎng)和青島市土地調(diào)查大地基礎(chǔ)控制測(cè)量項(xiàng)目的GPS 框架網(wǎng)、C D級(jí)網(wǎng)共同構(gòu)成，共有GPS點(diǎn)382點(diǎn)，其中GPS A級(jí)網(wǎng)點(diǎn)1個(gè)，B級(jí)網(wǎng)點(diǎn)6個(gè)， C級(jí)網(wǎng)點(diǎn)117個(gè)，D級(jí)網(wǎng)點(diǎn)258個(gè)?！扒鄭u市測(cè)量基礎(chǔ)控制網(wǎng)”(2006)成果計(jì)算，一方面確?，F(xiàn)有資源的合理利用，另一方面，要與山東省GPS C級(jí)保持一致，確保資料成果統(tǒng)一性和現(xiàn)勢(shì)性。參

10、考基準(zhǔn)：地心坐標(biāo)系 ITRF97，參考框架，2000.0歷元。221空間坐標(biāo)建立和精度統(tǒng)計(jì)采用目前國(guó)際上公認(rèn)的高精度定位軟件之一美國(guó)麻省理工學(xué)院的GPS數(shù)據(jù)處理軟件GAMIT/GLOBK，進(jìn)行青島市測(cè)量基礎(chǔ)控制網(wǎng)數(shù)據(jù)處理。華東、華中區(qū)域大地水準(zhǔn)面精化項(xiàng)目是在全國(guó)及國(guó)際GPS連續(xù)運(yùn)行站控制下，進(jìn)行整體平差得到地心坐標(biāo)成果，與2000國(guó)家GPS控制網(wǎng)保持了一致。山東省GPS ABC級(jí)網(wǎng)是華東、華中區(qū)域大地水準(zhǔn)面精化項(xiàng)目的重要組成部分，它是目前山東省最新、現(xiàn)勢(shì)性最好的基礎(chǔ)控制成果。青島市GPS C級(jí)網(wǎng)（2004青島市土地調(diào)查大地基礎(chǔ)控制測(cè)量項(xiàng)目）是山東省GPS C級(jí)網(wǎng)的組成部分，在山東省GPS AB

11、C級(jí)網(wǎng)的控制下，進(jìn)行青島市GPS D級(jí)網(wǎng)平差，從而得到了青島市目前最新、現(xiàn)勢(shì)性最好、與山東省基礎(chǔ)控制基準(zhǔn)一致的成果。華東、華中大地水準(zhǔn)面精華項(xiàng)目（青島）（GPS A B C級(jí)網(wǎng)）2005-2006青島市土地調(diào)查大地基礎(chǔ)控制測(cè)量項(xiàng)目（GPS 框架網(wǎng)、C D級(jí)網(wǎng)）2004“青島市測(cè)量基礎(chǔ)控制網(wǎng)”(2006)成果 圖2-2 青島市測(cè)量基礎(chǔ)控制成果（2006）構(gòu)成GPS A、B級(jí)網(wǎng)點(diǎn)南北方向的平均精度為0.4 mm，東西方向?yàn)?.4 mm，高程方向?yàn)?.7 mm，基線相對(duì)中誤差平均值為。GPS C級(jí)網(wǎng)點(diǎn)南北方向的平均精度為0.8 mm，東西方向?yàn)?.8 mm，高程方向?yàn)?.1mm，基線相對(duì)中誤差平均值

12、為。GPS D級(jí)網(wǎng)點(diǎn)南北方向的平均精度為1.3 mm，東西方向?yàn)?.4 mm，高程方向?yàn)?.9mm，基線相對(duì)中誤差平均值為。222坐標(biāo)轉(zhuǎn)換和精度統(tǒng)計(jì)在青島市測(cè)量基礎(chǔ)控制網(wǎng)點(diǎn)地心坐標(biāo)系（WGS-84坐標(biāo)系）轉(zhuǎn)換為參心坐標(biāo)系（1980西安坐標(biāo)系）中，為了與華東、華中大地水準(zhǔn)面精化項(xiàng)目中山東省GPS控制網(wǎng)點(diǎn)的坐標(biāo)保持一致，我們利用精化項(xiàng)目中山東省地心坐標(biāo)系與參心坐標(biāo)系坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)作為本次坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)，采用144個(gè)重合點(diǎn)求取WGS-84坐標(biāo)系與1980西安坐標(biāo)系坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)，重合點(diǎn)詳細(xì)情況見(jiàn)附表一。重合點(diǎn)分布圖：圖2-3 WGS-84坐標(biāo)系與1980西安坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換重合點(diǎn)分布圖坐標(biāo)轉(zhuǎn)換采用Bursa七參

13、數(shù)模型，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換精度是通過(guò)求取轉(zhuǎn)換參數(shù)重合點(diǎn)的殘差中誤差體現(xiàn)的。青島市地心坐標(biāo)系與1980西安坐標(biāo)系坐標(biāo)轉(zhuǎn)換精度：表2-1 80坐標(biāo)轉(zhuǎn)換坐標(biāo)殘差表精度統(tǒng)計(jì)殘差(米)點(diǎn)號(hào)轉(zhuǎn)換用重合點(diǎn)數(shù)平面坐標(biāo)X 最大點(diǎn)0.1485 PA38144平面坐標(biāo)Y 最大點(diǎn)0.1363 PB74最大點(diǎn)位0.1509 P574 平面 X 殘差中誤差0.0588(米)平面 Y 殘差中誤差0.0606(米) 平面坐標(biāo)殘差中誤差0.0844(米)3.青島市控制網(wǎng)現(xiàn)狀分析青島市土地調(diào)查大地基礎(chǔ)控制測(cè)量項(xiàng)目控制網(wǎng)和青島市GPS二等控制網(wǎng)作為前期青島地區(qū)骨干控制網(wǎng)，由于精度較高，分布均勻，覆蓋五市七區(qū)，青島大部分局部控制網(wǎng)都是以此為基

14、礎(chǔ)建立的，只有少量局部控制網(wǎng)是在國(guó)家控制網(wǎng)基礎(chǔ)上發(fā)展。31青島市土地調(diào)查大地基礎(chǔ)控制測(cè)量項(xiàng)目控制網(wǎng)2004青島市土地調(diào)查大地基礎(chǔ)控制測(cè)量項(xiàng)目，布設(shè)青島市GPS C、D級(jí)網(wǎng)，在GPS C級(jí)網(wǎng)的控制下，進(jìn)行青島市GPS D級(jí)網(wǎng)平差，從而得到了青島市目前最新、現(xiàn)勢(shì)性最好的成果。 GPS 網(wǎng)平差采用逐級(jí)控制。首先在ITRF97框架下，參考?xì)v元為2000.0，以國(guó)內(nèi)及周邊地區(qū)GPS連續(xù)運(yùn)行站為框架點(diǎn)，做三維約束平差，求出GPS A、B級(jí)網(wǎng)點(diǎn)坐標(biāo)；其次在ITRF97框架下，參考?xì)v元為2000.0，以國(guó)內(nèi)及周邊地區(qū)GPS連續(xù)運(yùn)行站和臨時(shí)基準(zhǔn)站為框架點(diǎn)，其中GPS A、B級(jí)網(wǎng)和臨時(shí)基準(zhǔn)站點(diǎn)給予2的約束，求出G

15、PS C級(jí)網(wǎng)點(diǎn)坐標(biāo)。在GPS C級(jí)網(wǎng)的控制下，進(jìn)行青島市GPS D級(jí)網(wǎng)平差。然后，采用Bursa七參數(shù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型和重合點(diǎn)14個(gè)坐標(biāo)，將地心坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為 1980西安坐標(biāo)。311空間坐標(biāo)精度統(tǒng)計(jì)表3-1 GPS C級(jí)網(wǎng)空間直角坐標(biāo)與基線精度統(tǒng)計(jì)表 統(tǒng)計(jì)項(xiàng) 最值XrmsYrmsZrms基線相對(duì)中誤差最小值0.6 mm0.8 mm0.6 mm最大值4.8 mm7.9 mm5.2 mm平均值1.3 mm1.8 mm1.4 mm由上表可知，坐標(biāo)精度優(yōu)于8mm，基線相對(duì)中誤差最大值為，平均值為。表3-2 GPS C級(jí)網(wǎng)站心直角坐標(biāo)精度統(tǒng)計(jì)表 統(tǒng)計(jì)項(xiàng) 最值NrmsErmsUrms最小值0.4 mm0.5 m

16、m1.0 mm最大值3.8 mm3.8 mm9.2 mm平均值1.0 mm0.9 mm2.2 mm由上表可知，水平方向的精度優(yōu)于4mm，高程方向的精度優(yōu)于10mm，水平方向最弱點(diǎn)為C088，高程方向最弱點(diǎn)為C088。表3-3 GPS D級(jí)網(wǎng)空間直角坐標(biāo)與基線精度統(tǒng)計(jì)表 統(tǒng)計(jì)項(xiàng) 最值XrmsYrmsZrms基線相對(duì)中誤差最小值0.6 mm0.9 mm0.7 mm最大值24.0 mm16.8 mm8.5 mm平均值1.6 mm2.1 mm1.7 mm由上表可知，坐標(biāo)精度均優(yōu)于2.4cm，基線相對(duì)中誤差最大值為，平均值為。以上統(tǒng)計(jì)不含D151點(diǎn)，因該點(diǎn)數(shù)據(jù)質(zhì)量太差，D151點(diǎn)精度Xrms為59.3m

17、m，Yrms為35.8mm，Zrms為33.8mm。表3-4 GPS D級(jí)網(wǎng)站心直角坐標(biāo)精度統(tǒng)計(jì)表 統(tǒng)計(jì)項(xiàng) 最值NrmsErmsUrms最小值0.5 mm0.5 mm1.1 mm最大值7.7 mm20.8 mm15.7 mm平均值1.3 mm1.3 mm2.8 mm由上表可知，水平方向的精度優(yōu)于2.1cm，高程方向的精度優(yōu)于1.6cm，水平方向最弱點(diǎn)為D253，高程方向最弱點(diǎn)為D253。以上統(tǒng)計(jì)不含D151點(diǎn)，因該點(diǎn)數(shù)據(jù)質(zhì)量太差，D151點(diǎn)精度Nrms為21.4mm，Erms為38.9mm，Urms為63.0mm。312平面坐標(biāo)精度統(tǒng)計(jì)采用Bursa七參數(shù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型，采用重合點(diǎn)為GD04、C

18、001、C015、C019、C034、C046、C052、C058、C074、C078、C082、C084、C085、C099。1980西安坐標(biāo)采用3帶高斯正形投影，中央子午線為東經(jīng)120。表3-5 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換殘差表精度統(tǒng)計(jì)殘差(米)點(diǎn)號(hào)轉(zhuǎn)換用重合點(diǎn)數(shù)平面X 最大點(diǎn)0.1624 C08214平面Y 最大點(diǎn)0.1325 C015最大點(diǎn)位0.1914 C058平面 X 殘差中誤差0.0925 (米)平面 Y 殘差中誤差0.0764 (米)平面坐標(biāo)殘差中誤差0.1199 (米)3.2青島市GPS控制網(wǎng) 青島市GPS控制網(wǎng)為青島市城市二等GPS控制網(wǎng)和青島市區(qū)城市及周邊三四等GPS控制網(wǎng)。3.2.1青島

19、市城市二等GPS控制網(wǎng)的建立青島市城市二等GPS控制網(wǎng)于1996年建成。全網(wǎng)由65點(diǎn)組成，由多兵澗（等）、后兒堡（等）、常山（等）、水清溝（等）四個(gè)重合國(guó)家高精度常規(guī)控制網(wǎng)的點(diǎn)構(gòu)成GPS骨架網(wǎng)。65點(diǎn)中，重合國(guó)家等三角點(diǎn)8個(gè)，重合國(guó)家等基本鎖18點(diǎn)，與國(guó)家、等補(bǔ)充網(wǎng)重合34點(diǎn)，另有20點(diǎn)與各市城控首級(jí)網(wǎng)點(diǎn)重合。新設(shè)點(diǎn)位5個(gè)。網(wǎng)中有24點(diǎn)聯(lián)測(cè)了三等水準(zhǔn)。3.2.1.1坐標(biāo)系統(tǒng)及精度3.2.1.1.1青島城市80坐標(biāo)系首先對(duì)骨架網(wǎng)在常山、多兵澗兩點(diǎn)固定的約束下（即以此兩點(diǎn)1980西安坐標(biāo)系坐標(biāo)為起算）進(jìn)行平差求出其余兩個(gè)骨架網(wǎng)點(diǎn)的80系坐標(biāo)，然后以骨架網(wǎng)4個(gè)點(diǎn)作起算，對(duì)65點(diǎn)全網(wǎng)進(jìn)行80坐標(biāo)系下的

20、約束平差，求得稱為“青島市城市80坐標(biāo)系”的坐標(biāo)。平差后的最弱點(diǎn)點(diǎn)位中誤差為1.33cm；最弱邊（石崖法家園）的相對(duì)誤差為1/213萬(wàn)。3.2.1.1.2青島96城市坐標(biāo)系將青島市城市二等GPS網(wǎng)的青島城市80坐標(biāo)系坐標(biāo)平移至原青島城市坐標(biāo)系統(tǒng)的起算點(diǎn)：水清溝（鎖）的坐標(biāo)上，定名為“青島96城市坐標(biāo)系”，簡(jiǎn)稱青島96系統(tǒng)。利用原市區(qū)范圍內(nèi)6個(gè)二等GPS網(wǎng)重合點(diǎn)的成果和1972年復(fù)測(cè)的地面觀測(cè)（三角、導(dǎo)線）資料，依次對(duì)二、三、四等三角網(wǎng)和以后建立的小三角網(wǎng)、一、二級(jí)導(dǎo)線網(wǎng)進(jìn)行全面系統(tǒng)的改算，形成了市區(qū)原控制范圍內(nèi)完整的青島96系統(tǒng)新成果。3.2.1.1.3青島市城市54坐標(biāo)系與青島城市80坐標(biāo)系

21、平差方法基本相同，只是將固定點(diǎn)坐標(biāo)換成1954年北京坐標(biāo)系坐標(biāo)起算。3.2.2青島市區(qū)城市三四等GPS控制網(wǎng)青島市勘察測(cè)繪研究院于20012003年在青島市二等GPS網(wǎng)的基礎(chǔ)上加密，布設(shè)了覆蓋市內(nèi)七區(qū)及周邊鄰接地區(qū)的城市三四等GPS網(wǎng)。情況詳見(jiàn)表3-6。表3-6 青島市區(qū)三四等GPS網(wǎng)情況表網(wǎng)名等級(jí)點(diǎn)數(shù)建成年代控制范圍精度坐標(biāo)系統(tǒng)點(diǎn)位誤差cm邊長(zhǎng)誤差市區(qū)三等網(wǎng)1022003年市內(nèi)七區(qū)及周邊鄰接1.0青島城市54系統(tǒng);青島城市80系統(tǒng);青島市96系統(tǒng)黃島四等網(wǎng)652003年黃島地區(qū)1.56市內(nèi)地區(qū)四等網(wǎng)1122003年市內(nèi)四區(qū)1.36高科園四等網(wǎng)高科園區(qū)2.22全市三等網(wǎng)531997年全市轄區(qū)(

22、不含市區(qū))3.05青島市區(qū)城市三、四等GPS網(wǎng)分別在青島市城市二等GPS網(wǎng)、三等GPS重合點(diǎn)坐標(biāo)約束下進(jìn)行平差。分別具有青島市54系、青島城市80系的坐標(biāo)成果。然后將青島城市80系坐標(biāo)平移即得到青島城市96坐標(biāo)系坐標(biāo)。3.2.3青島市各轄市GPS城市控制網(wǎng)20002003年，青島市各轄市土地、規(guī)劃部門先后布設(shè)了三四等GPS控制網(wǎng)。詳見(jiàn)表3-7。表3-7 青島市城市三四等GPS網(wǎng)情況簡(jiǎn)表網(wǎng) 名施測(cè)單位、年代等級(jí)點(diǎn)數(shù)坐標(biāo)系統(tǒng)精 度點(diǎn)位誤差邊長(zhǎng)相對(duì)誤差膠南市三等GPS山東省第一測(cè)繪院2001年三88青島城市80坐標(biāo)系1.0124萬(wàn)平度市地籍調(diào)查三等GPS網(wǎng)山東省正元地理信息公司2001年三30青島城

23、市80坐標(biāo)系4.0119萬(wàn)平度市地籍調(diào)查四等GPS網(wǎng)山東省正元地理信息公司2001年四197青島城市80坐標(biāo)系1.014萬(wàn)即墨市D級(jí)GPS控制網(wǎng)山東省正元地理信息工程公司2002年D（四）321954年北京坐標(biāo)系1.0122萬(wàn)即墨市E級(jí)GPS控制網(wǎng)山東省正元地理信息工程公司2002年E591954年北京坐標(biāo)系1.0112萬(wàn)萊西市四等GPS控制網(wǎng)山東省第一測(cè)繪院2003年四53青島城市80坐標(biāo)系1.0125萬(wàn)萊西市地籍調(diào)查四等GPS控制網(wǎng)山東省正元地理信息工程公司2000年四1401980西安坐標(biāo)系3.014萬(wàn)膠州市三四等GPS網(wǎng)遼寧工程技術(shù)大學(xué)2003年三等7四等661980西安坐標(biāo)系膠州市地

24、籍調(diào)查三四等GPS網(wǎng)山東省正元地理信息工程公司2001年三等18四等781980西安坐標(biāo)系1.0131萬(wàn)16萬(wàn)萊西市一級(jí)導(dǎo)線山東省第一測(cè)繪院2003年一級(jí)2121980西安坐標(biāo)系即墨市一級(jí)導(dǎo)線山東省正元地理信息工程公司2002年一級(jí)2951954北京坐標(biāo)系1.012.6萬(wàn)3.3青島市城市控制網(wǎng)及坐標(biāo)系統(tǒng)為滿足城市建設(shè)的需要，青島市區(qū)及各轄市于50年代至80年代利用常規(guī)方法逐步建成了幾個(gè)相對(duì)獨(dú)立的城市控制網(wǎng)。青島市首先建成的是城市二等三角網(wǎng)。二等網(wǎng)東到午山、嶗山水庫(kù)一線，北至大北渠，惜福鎮(zhèn)一帶，由20個(gè)點(diǎn)（含兩組基線點(diǎn)）組成。在該網(wǎng)的基礎(chǔ)上向西擴(kuò)展了棘洪灘、紅島三四等網(wǎng)；二等網(wǎng)范圍內(nèi)的青島市區(qū)則

25、加密了較多的三、四等點(diǎn)，控制面積約1500平方公里，構(gòu)成了第一代青島市城市控制網(wǎng)。該網(wǎng)于1957年建立，于1972年進(jìn)行了復(fù)測(cè)，復(fù)測(cè)時(shí)除個(gè)別點(diǎn)位作了調(diào)整外，基本網(wǎng)形未變。由于儀器、覘標(biāo)及技術(shù)的改善，網(wǎng)的精度有了較大的提高。青島市城市二等網(wǎng)采用“青島市城市坐標(biāo)系統(tǒng)”作為平面基準(zhǔn)。該系統(tǒng)的起算點(diǎn)為國(guó)家鎖點(diǎn)水清溝，坐標(biāo)為1954年北京坐標(biāo)系坐標(biāo)，起算方位為該點(diǎn)至鎖點(diǎn)城陽(yáng)的方位角。起算邊為基線長(zhǎng)度歸算到黃海平均海水面。平差后的坐標(biāo)減去一固定常數(shù)即得青島市城市坐標(biāo)系坐標(biāo)。該網(wǎng)點(diǎn)間相對(duì)精度較好地達(dá)到了城市測(cè)量規(guī)范的要求，滿足控制范圍內(nèi)城市大比例測(cè)圖及工程測(cè)量的要求。34青島地區(qū)采用的坐標(biāo)系對(duì)現(xiàn)有20個(gè)GP

26、S控制網(wǎng)分析，青島地區(qū)采用的坐標(biāo)系為以下幾種：n 青島96城市坐標(biāo)系（簡(jiǎn)稱：青島96坐標(biāo)系）n 青島城市80坐標(biāo)系（簡(jiǎn)稱：青島80坐標(biāo)系）n 青島市城市54坐標(biāo)系n 青島城市坐標(biāo)系n 1954年北京坐標(biāo)系（簡(jiǎn)稱：54系）n 1980西安坐標(biāo)系（簡(jiǎn)稱：80系）其中，青島96城市坐標(biāo)系、青島80城市坐標(biāo)系、青島市城市54坐標(biāo)系和青島城市坐標(biāo)系統(tǒng)坐標(biāo)數(shù)值加有坐標(biāo)常數(shù)。35青島地區(qū)控制網(wǎng)和資料情況現(xiàn)有20個(gè)控制網(wǎng)大多數(shù)采用GPS測(cè)量施測(cè)，等級(jí)分別為C、D、E級(jí)，布設(shè)控制點(diǎn)4226個(gè)。詳細(xì)見(jiàn)附錄一。36青島市控制網(wǎng)分析361青島市控制網(wǎng)分類從年代劃分青島市控制網(wǎng)為三部分，50年代至80年代，利用常規(guī)方法

27、逐步建成了幾個(gè)相對(duì)獨(dú)立的城市控制網(wǎng)，采用“青島市城市坐標(biāo)系統(tǒng)”平面基準(zhǔn)，為1954年北京坐標(biāo)系坐標(biāo)但加有常數(shù)，其成果現(xiàn)已改算到青島96系統(tǒng)。1996年至2003年，建立的青島市城市二等GPS控制網(wǎng)及三四等GPS控制網(wǎng)，青島市城市二等GPS控制網(wǎng)覆蓋了全市范圍，控制面積達(dá)1萬(wàn)多平方公里，是青島轄區(qū)當(dāng)時(shí)精度最高的首級(jí)平面控制系統(tǒng)，對(duì)于全市城建、土地資源的統(tǒng)一規(guī)劃，利用和管理，以及局部網(wǎng)的改造、加密、擴(kuò)建具有重要意義。青島市二等GPS控制網(wǎng)從使用的設(shè)備和執(zhí)行的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)看完全達(dá)到了國(guó)標(biāo)GBT183142001規(guī)定的C級(jí)網(wǎng)精度，其中骨干網(wǎng)達(dá)到了B級(jí)網(wǎng)的要求，全網(wǎng)達(dá)到甚至超過(guò)城市二等GPS網(wǎng)的精度要求。各

28、區(qū)、市的城市、等GPS控制網(wǎng)外業(yè)觀測(cè)所采用的接收設(shè)備好，觀測(cè)年代較近，達(dá)到或超過(guò)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CJJ7397的精度要求。采用坐標(biāo)系統(tǒng)，主要成果為青島96系統(tǒng)、青島城市80坐標(biāo)系。2004青島市土地調(diào)查大地基礎(chǔ)控制測(cè)量項(xiàng)目，覆蓋了全市范圍，采用的是1980西安坐標(biāo)系統(tǒng)。362青島市GPS控制網(wǎng)存在問(wèn)題青島市各轄市規(guī)劃、土地部門建立的GPS網(wǎng)的坐標(biāo)系統(tǒng)不統(tǒng)一，因而給使用帶來(lái)一定困難。土地部門主要采用的是1980西安坐標(biāo)系統(tǒng)，而規(guī)劃部門主要采用的是青島96系統(tǒng)和青島城市80坐標(biāo)系。青島城市80坐標(biāo)系除去加有常數(shù)，屬于1980西安坐標(biāo)系統(tǒng)，但是與土地部門的重合點(diǎn)坐標(biāo)值存在差異，主要平差方法的不同引起的。4.

29、統(tǒng)一青島市測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)的技術(shù)流程圖總體思路：先處理主要控制網(wǎng)，它包含其它控制網(wǎng)的起算點(diǎn)，將作為青島新坐標(biāo)系的骨架，然后再全面轉(zhuǎn)換其它控制網(wǎng)。具體是先選擇青島主要控制網(wǎng)，然后，對(duì)其進(jìn)行GPS平差、轉(zhuǎn)換坐標(biāo)處理，形成高精度青島市新坐標(biāo)，再以此作為其它控制網(wǎng)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換起算點(diǎn)，同時(shí)開(kāi)展對(duì)主要控制網(wǎng)圖件轉(zhuǎn)換。選擇的青島主要控制網(wǎng)為：n 青島市土地調(diào)查大地基礎(chǔ)控制測(cè)量網(wǎng)n 青島市GPS二等控制網(wǎng) n 青島市三、四等GPS、水準(zhǔn)控制網(wǎng)n 青島市GPS三等控制網(wǎng)分析主要控制網(wǎng)數(shù)據(jù) 主要控制網(wǎng)控制點(diǎn)轉(zhuǎn)換為新坐標(biāo) 其它控制網(wǎng)控制點(diǎn)轉(zhuǎn)換為新坐標(biāo)主要控制網(wǎng)圖件坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 其它控制網(wǎng)圖件坐標(biāo)轉(zhuǎn)換相應(yīng)信息系統(tǒng)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 其信息

30、系統(tǒng)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 圖4-1 統(tǒng)一青島市測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)的技術(shù)流程圖5. 統(tǒng)一青島市測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)方案51執(zhí)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：表5-1 執(zhí)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)序號(hào)標(biāo) 準(zhǔn) 名 稱標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)1全球定位系統(tǒng)（GPS）測(cè)量規(guī)范國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局GB/T 18314-20012國(guó)家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局GB12897-19913國(guó)家三、四等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局 GB12898-19914城市測(cè)量規(guī)范中華人民共和國(guó)建設(shè)部CJJ 8-995城鎮(zhèn)地籍調(diào)查規(guī)程TD1001-9352 控制點(diǎn)成果的轉(zhuǎn)換方法為了將原青島各種控制網(wǎng)的坐標(biāo)成果轉(zhuǎn)換到以“青島市測(cè)量基礎(chǔ)控制網(wǎng)”(2006)為基準(zhǔn)的1980西安坐標(biāo)系統(tǒng)下，提供兩種轉(zhuǎn)換方法，

31、當(dāng)原控制網(wǎng)保留GPS和坐標(biāo)數(shù)據(jù)，應(yīng)選擇轉(zhuǎn)換方法一，其轉(zhuǎn)換精度較高，當(dāng)原控制網(wǎng)僅保留平面坐標(biāo)，選擇轉(zhuǎn)換方法二。方法一：在原有控制網(wǎng)的基線解算結(jié)果的基礎(chǔ)上，以新確定的“1980西安坐標(biāo)系統(tǒng)”成果為起算，進(jìn)行整體平差，得到相應(yīng)的WGS-84地心坐標(biāo)，然后，根據(jù)數(shù)學(xué)模型和重合點(diǎn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換得到參心坐標(biāo)成果。方法二： 如果GPS控制網(wǎng)的原始觀測(cè)數(shù)據(jù)和GPS基線結(jié)果沒(méi)有被保留，僅保留參心坐標(biāo)(平面坐標(biāo))，這些控制網(wǎng)只能通過(guò)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型，將其轉(zhuǎn)換到新的坐標(biāo)系統(tǒng)下。首先，分析原控制網(wǎng)與新確定的“青島市測(cè)量基礎(chǔ)控制網(wǎng)”成果的重合情況，利用控制點(diǎn)原坐標(biāo)成果和新成果作為重合點(diǎn)，盡量使用原控制網(wǎng)起算點(diǎn)作為重合點(diǎn)，使用二維

32、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型，分析試算剔除粗差點(diǎn)，然后計(jì)算坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)和新坐標(biāo)成果。521方法一具體實(shí)現(xiàn)5211 GPS數(shù)據(jù)處理獲取三維地心坐標(biāo)（1）、軟件和衛(wèi)星軌道聯(lián)測(cè)數(shù)據(jù)的處理采用目前國(guó)際上公認(rèn)的用于GPS數(shù)據(jù)后處理最優(yōu)秀、最成熟的軟件美國(guó)麻省理工學(xué)院（MIT）的GAMIT（基線計(jì)算） / GLOBK（網(wǎng)平差）軟件。衛(wèi)星軌道采用SP3格式的IGS精密星歷。（2）、數(shù)據(jù)整理以年積日為單位整理觀測(cè)數(shù)據(jù)，并將原始觀測(cè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為Rinex格式數(shù)據(jù)；統(tǒng)一點(diǎn)位編號(hào)；根據(jù)外業(yè)觀測(cè)手簿，編制觀測(cè)儀器、天線、天線高與天線高量取位置等對(duì)照表；檢查點(diǎn)名一致性與正確性、接收機(jī)與天線型號(hào)的正確性、天線高的正確性及年積日的一致性等。

33、（3）、基線解算A、主要參數(shù)設(shè)置衛(wèi)星軌道：采用IGS精密星歷，且固定；衛(wèi)星截至高度角：10度；數(shù)據(jù)采樣間隔：10秒、15秒、30秒；坐標(biāo)約束：GPS連續(xù)運(yùn)行站給予2cm的約束，其它GPS站給予10m的約束；對(duì)流層改正模型：采用Saastamoinen模型進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)氣象改正；觀測(cè)值：取消除電離層后的組合觀測(cè)值；數(shù)據(jù)解算模式：周跳自動(dòng)剔除技術(shù)。B、參考基準(zhǔn)地心坐標(biāo)系：ITRF97參考框架，2000.0歷元。C、GPS基線解算以GPS Day（年積日）為單位，進(jìn)行基線解算。以同步環(huán)為單位進(jìn)行解算，使用周跳自動(dòng)修復(fù)技術(shù)，并使得同步環(huán)的Nrms小于0.5周。采用Auto Clean周跳自動(dòng)修復(fù)技術(shù)，進(jìn)行周

34、跳剔除與修復(fù)，以獲取精確的基線解算結(jié)果。(4)、GPS網(wǎng)平差采用與GAMIT配套的綜合平差軟件 GLOBK軟件，在WGS-84橢球上進(jìn)行三維整體平差處理。GLOBK軟件的核心卡爾曼濾波技術(shù)，他不僅估計(jì)了測(cè)站觀測(cè)信息，也估計(jì)了衛(wèi)星軌道信息，從而可以獲得精確的三維地心坐標(biāo)。根據(jù)GAMIT基線解算結(jié)果，組織平差文件，首先對(duì)基線結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)，一般應(yīng)小于10，檢驗(yàn)通過(guò)后即進(jìn)行網(wǎng)平差處理。平差時(shí)，以GPS連續(xù)運(yùn)行站為框架點(diǎn)，并給予強(qiáng)約束或固定，進(jìn)行整體平差。5212 地心坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成平面坐標(biāo)直接利用GPS三維平差結(jié)果，選擇適當(dāng)?shù)腉PS測(cè)量與三角/導(dǎo)線測(cè)量重合點(diǎn)，使用二維或三維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型求取坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)

35、，最終求得1980西安坐標(biāo)系統(tǒng)坐標(biāo)成果。GPS測(cè)量直接得到的是WGS-84的三維地心坐標(biāo)，而在實(shí)際工作中使用平面坐標(biāo)系坐標(biāo)。為了統(tǒng)一青島平面控制基準(zhǔn)，因此，同時(shí)必須給出一套統(tǒng)一的、精確的，由地心坐標(biāo)系坐標(biāo)至1980西安坐標(biāo)系統(tǒng)坐標(biāo)間的轉(zhuǎn)換參數(shù)及轉(zhuǎn)換成果。52121實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換的技術(shù)路線 由 轉(zhuǎn)換參數(shù) 嚴(yán)格的數(shù)學(xué)變換 高斯投影 圖5-1 實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換的技術(shù)路線轉(zhuǎn)換參數(shù)的求取方法：利用青島GPS控制網(wǎng)同時(shí)具有的WGS84地心坐標(biāo)與1980西安坐標(biāo)系坐標(biāo)的重合點(diǎn)成果及三維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型求取。52122選擇坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型（1）Bursa七參數(shù)轉(zhuǎn)換模型該模型用于兩種不同地心坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換，而國(guó)家 54系、80系屬于二

36、維平面坐標(biāo)，需要將正常高加高程異常形成大地高，組成三維坐標(biāo)系，實(shí)現(xiàn)三維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，再根據(jù)大地坐標(biāo)換算成平面坐標(biāo)，從而實(shí)現(xiàn)地心坐標(biāo)向國(guó)家平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。其原理利用兩坐標(biāo)系重合點(diǎn)，通過(guò)轉(zhuǎn)換方法實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。重合點(diǎn)要覆蓋整個(gè)測(cè)區(qū)且要均勻分布，然后通過(guò)試算分析剔除粗差，找出一種平面坐標(biāo)殘差中誤差最小的為轉(zhuǎn)換參數(shù)。該模型特點(diǎn)轉(zhuǎn)換坐標(biāo)與原國(guó)家平面坐標(biāo)相差較小，保持原有資料的連續(xù)性和相對(duì)穩(wěn)定性。目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用比較廣泛Bursa模型，屬于相似變換，主要消除坐標(biāo)系統(tǒng)間系統(tǒng)定義差，即原點(diǎn)位置、坐標(biāo)軸向的定向和尺度的定義差。三維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型 （5-1） 其中，3個(gè)平移參數(shù)，3個(gè)旋轉(zhuǎn)參數(shù)和1個(gè)尺度因子。（2）平面直角坐標(biāo)

37、轉(zhuǎn)換模型屬于兩維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，對(duì)于GPS三維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，先將坐標(biāo)通過(guò)高斯投影得到平面坐標(biāo)，再與其它平面坐標(biāo)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)GPS坐標(biāo)向平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。模型實(shí)現(xiàn)兩參心坐標(biāo)系間轉(zhuǎn)換，使用簡(jiǎn)單方便，但轉(zhuǎn)換區(qū)域不可過(guò)大,要求轉(zhuǎn)換坐標(biāo)為同一投影帶。平面直角坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型： . (5-2) 其中，x0,y0為平移參數(shù)，為旋轉(zhuǎn)參數(shù)，1+m為尺度參數(shù)。x2,y2 為輸出平面直角坐標(biāo)， x1,y1 為輸入平面直角坐標(biāo)。坐標(biāo)單位為米。（3）多元逐步回歸模型： 屬于曲面擬合變換，由于大地網(wǎng)局部性系統(tǒng)誤差的影響，網(wǎng)中各點(diǎn)的坐標(biāo)值并不嚴(yán)格處于同一坐標(biāo)系中，采用此類模型，可將各區(qū)域的系統(tǒng)差擬合到回歸參數(shù)中，從而提高變換精度。一般適用

38、于二、三維坐標(biāo)系向二維坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換。該模型屬于兩維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，在大地坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換，再換算平面坐標(biāo)，也可實(shí)現(xiàn)GPS坐標(biāo)向平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。 . (5-3)其中公式符號(hào)：B、 L ： 為大地經(jīng)緯度，單位為度。bi , li ： 為輸入大地坐標(biāo)值，單位為度。abi、ali ： 為大地坐標(biāo)值的平均值。db0、dl0 ：為多項(xiàng)式常數(shù)的平均值。b=3.14159/180*( bi-abi) l=3.14159/180*( li-ali)52123空間坐標(biāo)正反算（1）空間直角坐標(biāo)系與空間大地坐標(biāo)系間的變換 (5-4) 其中： ，為卯酉圈的半徑； a為地球橢球長(zhǎng)半軸；b為地球橢球的短半軸。（2）大地坐標(biāo)系與空間直角

39、坐標(biāo)系間的變換 (5-5) 52124投影計(jì)算由大地坐標(biāo)系到平面直角坐標(biāo)系間的變換采用高斯投影的方法。根據(jù)青島坐標(biāo)系的定義，中央子午線原則上取120（部分邊緣地區(qū)，由于特殊需要可取適宜的中央子午線）投影高程面取1985國(guó)家高程的基準(zhǔn)面，采用3帶坐標(biāo)。（1）高斯投影正算將大地經(jīng)度和大地緯度化算為高斯平面坐標(biāo)的計(jì)算，轉(zhuǎn)換公式如下： (5-6) 其中： ，（2）高斯投影反算將高斯平面坐標(biāo)化算為大地經(jīng)度和大地緯度的計(jì)算，轉(zhuǎn)換公式如下： (5-7) 其中 ， 為底點(diǎn)緯度。5213方法一具體流程框圖數(shù)據(jù)整理用GAMIT軟件，基線解算用GLOBK軟件，對(duì)GPS網(wǎng)三維無(wú)約束平差，獲取精確地心坐標(biāo)選擇適當(dāng)?shù)腉P

40、S測(cè)量與三角測(cè)量重合點(diǎn)和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型，求得坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)根據(jù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)，求得1980西安坐標(biāo)系統(tǒng)坐標(biāo)成果圖5-2 方法一具體流程框圖522方法二具體實(shí)現(xiàn)如果僅保留參心坐標(biāo)(平面坐標(biāo))，此控制點(diǎn)轉(zhuǎn)換只能選擇二維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型，將其轉(zhuǎn)換到“青島市測(cè)量基礎(chǔ)控制網(wǎng)”(2006)1980西安坐標(biāo)系統(tǒng)下。采用的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型，只能選擇平面直角坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型和多元逐步回歸模型。（1）、局域控制網(wǎng)坐標(biāo)系為1980西安坐標(biāo)系統(tǒng)局域控制網(wǎng)坐標(biāo)系與1980西安坐標(biāo)系統(tǒng)所采用的參考橢球是相同的，一般采用多元逐步回歸模型轉(zhuǎn)換。（2）、局域控制網(wǎng)坐標(biāo)系不是1980西安坐標(biāo)系統(tǒng) 局域控制網(wǎng)坐標(biāo)系與1980西安坐標(biāo)系統(tǒng)所采用的參考

41、橢球是不相同的，一般選用平面直角坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型。53各種資料圖件的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法青島市目前現(xiàn)有的圖件資料大量采用的坐標(biāo)系統(tǒng)是1954年北京坐標(biāo)系、青島96系及1980西安坐標(biāo)系統(tǒng)等，數(shù)據(jù)格式為ARCINFO軟件的E00數(shù)據(jù)和AUTO CAD軟件的DXF（或DWG）數(shù)據(jù)，利用控制點(diǎn)建立原坐標(biāo)系統(tǒng)與“青島市測(cè)量基礎(chǔ)控制網(wǎng)”(2006)的1980西安坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換關(guān)系，該轉(zhuǎn)換關(guān)系即可完成原圖件資料向1980西安坐標(biāo)系統(tǒng)下轉(zhuǎn)換。電子數(shù)據(jù)和紙質(zhì)載體圖件，涉及的坐標(biāo)是二維平面坐標(biāo)。531電子圖件的轉(zhuǎn)換圖形是由點(diǎn)、線、面組成，而線和面又是由點(diǎn)組成的，所以，圖件資料的轉(zhuǎn)換歸根揭底就是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的轉(zhuǎn)換。電子格式的圖件資

42、料可使用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型，按下述框圖進(jìn)行轉(zhuǎn)換。點(diǎn)數(shù)據(jù)（x,y）地圖圖件坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型地圖圖件點(diǎn)數(shù)據(jù)（x,y）新坐標(biāo)系統(tǒng)原坐標(biāo)系統(tǒng)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換計(jì)算圖5-3 電子圖件的轉(zhuǎn)換流程原圖件資料（1980西安坐標(biāo)系統(tǒng)）（1954年年北京坐標(biāo)系）（青島96系） （青島80系）圖件資料（“青島市測(cè)量基礎(chǔ)控制網(wǎng)”(2006)1980西安坐標(biāo)系統(tǒng)）坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型坐標(biāo)轉(zhuǎn)換軟件圖5-4 電子圖件總體轉(zhuǎn)換532紙質(zhì)圖件的轉(zhuǎn)換利用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型和參數(shù)，計(jì)算各圖幅圖廓點(diǎn)的坐標(biāo)改正量，將其改正量加入到原地圖廓點(diǎn)坐標(biāo)中，即完成新舊紙質(zhì)圖件的轉(zhuǎn)換。如果紙質(zhì)圖件需要入庫(kù)，進(jìn)入信息系統(tǒng)，紙質(zhì)圖件需要數(shù)字化成為電子圖件，再進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)紙質(zhì)圖件

43、的徹底轉(zhuǎn)換。533 ARCINFO軟件E00圖形數(shù)據(jù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法5331 圖形數(shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換（1）矢量數(shù)據(jù)： 數(shù)據(jù)是一種矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是一種常見(jiàn)的圖形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它用一系列有序的x、y坐標(biāo)對(duì)表示地理實(shí)體的空間位置；（2） 矢量數(shù)據(jù)表示 矢量數(shù)據(jù)自身的存貯和處理。 與屬性數(shù)據(jù)的聯(lián)系。 矢量數(shù)據(jù)之間的空間關(guān)系(拓?fù)潢P(guān)系)。（3）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 矢量數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分別按點(diǎn)、線、面三種基本形式來(lái)描述。 標(biāo)識(shí)碼：按一定的原則編碼。標(biāo)識(shí)碼具有唯一性，是聯(lián)系矢量數(shù)據(jù)和與其對(duì)應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)的關(guān)鍵字。屬性數(shù)據(jù)單獨(dú)存放在數(shù)據(jù)庫(kù)中。 點(diǎn)結(jié)構(gòu)中的X，Y坐標(biāo)：是點(diǎn)實(shí)體的定位點(diǎn)，如果是有向點(diǎn)，則可以有兩個(gè)坐標(biāo)對(duì)。 線結(jié)構(gòu)中

44、的坐標(biāo)對(duì)數(shù)n：是構(gòu)成該線(鏈)的坐標(biāo)對(duì)的個(gè)數(shù)。 X,Y坐標(biāo)串是構(gòu)成線(鏈)的矢量坐標(biāo)，共有n對(duì)。也可把所有線(鏈)的X,Y坐標(biāo)串單獨(dú)存放，這時(shí)只要給出指向該鏈坐標(biāo)串的首地址指針即可。 面結(jié)構(gòu)是鏈索引編碼的面(多邊形)的矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，鏈數(shù)n指構(gòu)成該面(多邊形)的鏈的數(shù)目。鏈標(biāo)識(shí)碼集指所有構(gòu)成該面(多邊形)的鏈的標(biāo)識(shí)碼的集合，共有n個(gè)。（4）拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 1)、拓?fù)湓厥噶繑?shù)據(jù)可抽象為點(diǎn)(結(jié)點(diǎn))、線(鏈、弧段、邊)、面(多邊形)三種要素，即稱為拓?fù)湓?。點(diǎn)(結(jié)點(diǎn))：孤立點(diǎn)、線的端點(diǎn)、面的首尾點(diǎn)、鏈的連接點(diǎn)等。線(鏈、弧段、邊)：兩結(jié)點(diǎn)間的有序弧段。面(多邊形)：若干條鏈構(gòu)成的閉合多邊形。2)、非拓

45、撲屬性：兩點(diǎn)之間的距離 一個(gè)點(diǎn)指向另一個(gè)點(diǎn)的方向 弧段的長(zhǎng)度 一個(gè)區(qū)域的周長(zhǎng) 一個(gè)區(qū)域的面積3)、拓?fù)鋵傩裕ㄍ負(fù)潢P(guān)系）： 一個(gè)點(diǎn)在一個(gè)弧段的端點(diǎn) 一個(gè)簡(jiǎn)單弧段不會(huì)自相交 一個(gè)點(diǎn)在一個(gè)區(qū)域的邊界上 一個(gè)點(diǎn)在一個(gè)區(qū)域的內(nèi)部 一個(gè)點(diǎn)在一個(gè)區(qū)域的外部 一個(gè)點(diǎn)在一個(gè)環(huán)的內(nèi)部 一個(gè)簡(jiǎn)單面是一個(gè)連續(xù)的面5332 E00文件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)E00文件的數(shù)據(jù)格式按點(diǎn)、線、面分為三類，文件名由兩部分組成，前三位為圖層名的拼音縮寫(xiě)，后兩位為數(shù)據(jù)的幾何特征代碼。文件的幾何特征代碼為：NT 為多邊形及弧段；LK 為點(diǎn)及弧段；LN 為弧段；PT 為點(diǎn)。我國(guó)的EOO文件數(shù)據(jù)規(guī)定層號(hào)文件名（層名）內(nèi)容幾何特征1HYDNT水系面、線

46、2HYDLK水系點(diǎn)、線3RESNT居民地面、線4RESLK居民地點(diǎn)、線5RAILK鐵路及其附屬設(shè)施點(diǎn)、線6ROALK公路及其附屬設(shè)施點(diǎn)、線7BOUNT境界面、線8BOUPT境界點(diǎn)、線9TERNT地形面、線10TERLK地形及測(cè)量控制點(diǎn)點(diǎn)、線11OTHNT其他要素面、線12OTHLK其他要素點(diǎn)、線13ATNNT輔助層面、線14ATNLK輔助層點(diǎn)、線15ANOPT名稱注記點(diǎn)16NETLN內(nèi)圖廓線、公理網(wǎng)線線5333 圖形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法E00文件數(shù)據(jù)是由點(diǎn)（X、Y或者B、L）和對(duì)應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)組成，只要對(duì)點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，同時(shí)處理好與之對(duì)應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)的關(guān)系，就能成功轉(zhuǎn)換好每幅圖形數(shù)據(jù)。前邊我們論述了坐標(biāo)

47、轉(zhuǎn)換模型，通過(guò)一個(gè)區(qū)域的兩個(gè)坐標(biāo)系公共重合大地控制點(diǎn)，計(jì)算出轉(zhuǎn)換參數(shù)，建立起一個(gè)數(shù)學(xué)模型，把圖形數(shù)據(jù)中圖面的每一個(gè)點(diǎn)通過(guò)數(shù)學(xué)模型，采用軟件直接進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。我們把這種方法叫點(diǎn)對(duì)點(diǎn)轉(zhuǎn)換，其特點(diǎn)是：相鄰圖幅零誤差接邊。由于進(jìn)行地形圖轉(zhuǎn)換的數(shù)學(xué)模型是采用一個(gè)區(qū)域的大地測(cè)量公共重合點(diǎn)建立的，轉(zhuǎn)換中不產(chǎn)生新的誤差產(chǎn)生，圖形數(shù)據(jù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換零誤差，實(shí)現(xiàn)了相鄰圖幅零誤差接邊，并可完全保持原圖形數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系不變。避免了單幅地形圖坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，導(dǎo)致相鄰圖幅接邊困難等問(wèn)題。5.3.4 AUTO CAD軟件的DXF（或DWG）圖形數(shù)據(jù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法 將DXF（或DWG）圖形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成ARCINFO軟件E00圖形數(shù)據(jù)，然后對(duì)

48、點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，同時(shí)處理好與之對(duì)應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)的關(guān)系，完成坐標(biāo)轉(zhuǎn)換后，再由E00圖形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)成DXF（或DWG）圖形數(shù)據(jù)，就成功的完成該類型圖形坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。6新舊坐標(biāo)系統(tǒng)控制成果和圖件的精度分析青島市新坐標(biāo)系統(tǒng)一旦確定，原控制坐標(biāo)成果和圖件資料應(yīng)及時(shí)轉(zhuǎn)換到新坐標(biāo)系統(tǒng)下，基本原則是原有控制坐標(biāo)成果需要全部轉(zhuǎn)換，圖件資料根據(jù)比例尺精度和新舊坐標(biāo)差分析確定是否轉(zhuǎn)換。坐標(biāo)成果全部轉(zhuǎn)換將形成統(tǒng)一新坐標(biāo)系，為下一步測(cè)繪成果轉(zhuǎn)換奠定基礎(chǔ)，圖件資料轉(zhuǎn)換視精度而定，小比例尺圖件要求精度相對(duì)較低，反之，大比例尺圖件精度相對(duì)較高。61新舊坐標(biāo)系統(tǒng)控制成果分析根據(jù)“城市測(cè)量規(guī)范”城市平面控制網(wǎng)的點(diǎn)、地籍測(cè)量界址點(diǎn)、定線、

49、撥地測(cè)量點(diǎn)和地下管線點(diǎn)要求點(diǎn)位中誤差 5cm。按最大允許誤差倍計(jì)算為14.1cm。根據(jù)誤差傳播理論，原坐標(biāo)成果在新坐標(biāo)系下，無(wú)需改動(dòng)直接使用應(yīng)滿足的條件，現(xiàn)有點(diǎn)位中誤差的二倍應(yīng)小于原坐標(biāo)最大允許誤差。采用新坐標(biāo)系統(tǒng)，舊坐標(biāo)的點(diǎn)位中誤差計(jì)算V = 新坐標(biāo)舊坐標(biāo) 為X坐標(biāo)中誤差。 為Y坐標(biāo)中誤差。點(diǎn)位中誤差 現(xiàn)舊坐標(biāo)的點(diǎn)位中誤差 (6-1)其中，為舊坐標(biāo)的原點(diǎn)位中誤差。611 2004青島土地調(diào)查控制網(wǎng)1980西安坐標(biāo)系與新系統(tǒng)坐標(biāo)的比較分析與轉(zhuǎn)換（1）兩種坐標(biāo)比較分析2004青島市土地調(diào)查大地基礎(chǔ)控制測(cè)量項(xiàng)目控制網(wǎng)產(chǎn)生的1980西安坐標(biāo)與“青島市測(cè)量基礎(chǔ)控制網(wǎng)”(2006)的1980西安坐標(biāo)，雖

50、然為同一坐標(biāo)系統(tǒng)，但由于轉(zhuǎn)換參心坐標(biāo)時(shí)，使用的重合點(diǎn)不同，產(chǎn)生的坐標(biāo)數(shù)值有差異，詳細(xì)見(jiàn)附表二，根據(jù)對(duì)該網(wǎng)全部C、D級(jí)376點(diǎn)坐標(biāo)值比較分析，見(jiàn)下表：表6-1 青島市測(cè)量基礎(chǔ)控制網(wǎng)兩種1980西安坐標(biāo)值比較名 稱DX(m)DY(m)點(diǎn)位之差(m)平 均 值|0.105|0.074|0.140最 大 值-0.249-0.2670.365如果原有控制點(diǎn)點(diǎn)位中誤差按 5cm規(guī)定，應(yīng)用新坐標(biāo)系后，舊控制點(diǎn)坐標(biāo)未轉(zhuǎn)換，原有點(diǎn)位中誤差發(fā)生變化。原點(diǎn)位中誤差變?yōu)椋?cm最大點(diǎn)位中誤差為： cm原有控制點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差為14.9cm，二倍中誤差為29.8cm，而現(xiàn)在最大點(diǎn)位中誤差為36.84cm，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出原坐標(biāo)最大允許誤差14.1cm，由此得到，原有2004青島市土地調(diào)查大地基礎(chǔ)控制測(cè)量項(xiàng)目控制網(wǎng)控制點(diǎn)的1980西安坐標(biāo)不可直接使用，必須轉(zhuǎn)換到新坐標(biāo)系下方可使用。（2）兩種坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換選取“青島市測(cè)量基礎(chǔ)控制網(wǎng)” 全部C、D級(jí)376點(diǎn)作為重合點(diǎn)，將2004成果轉(zhuǎn)換為“青島市測(cè)量基礎(chǔ)控制網(wǎng)”(2006)1980西安坐標(biāo)成果，選取多元逐步回歸模型和平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型進(jìn)行試算，經(jīng)過(guò)比較選取轉(zhuǎn)換精度較高的，多元逐步回歸模型為最終坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系，試算中發(fā)現(xiàn)C007東崔家南、C033后垛埠兩