基于MDL开发语言的DGN数据坐标转换方法

目前城市规划和建设部门普遍采用城市独立坐标系,而国土资源部门多采用1954北京坐标系或1980西安坐标系,并且随着GPS的广泛应用,以WGS 84为基准的测绘成果也越来越丰富。在实际应用中经常需要统一参考基准,将不同坐标系数据进行整合。因此,探讨各种坐标系的相互转换原理以及如何方便高效地实现数据转换就变得非常必要。本文阐述了采用布尔莎模型,以两个坐标系的公共点坐标建立误差方程,并依据最小二乘法原理解算转换参数和估算转换精度的方法,同时说明了如何利用Micro Station MDL开发语言实现DGN数据的批量坐标转换。     

基于单位四元数的三维坐标转换新方法

在大角度三维坐标转换问题中,公共控制点三维坐标在两套坐标系下均存在误差,本文研究了基于单位四元数法的三维坐标转换方法,引入总体最小二乘方法,建立总体最小二乘单位四元数法三维坐标转换新模型。实例计算分析表明,与传统的单位四元数法三维坐标转换相比,该方法可以得到更合理的转换模型和更高精度的转换参数。     

广阔范围内GPS网坐标系统转换模型的建立及精度分析

全球定位系统(GPS)技术己经在许多领域得到广泛的应用,由于GPS定位得到的观测成果通常是世界大地坐标系统WGS-84中的坐标或坐标差,但在实际应用中上需要的往往是地面点在国家坐标系或地方独立坐标系中的坐标.确立坐标系统转换模型并分析此模型的精度,根据至少3个公共点的两套大地坐标利用最小二乘法原理求出转换参数.本文以W...     

海南大地控制网一致性研究

首先对海南已有的四套不同时期坐标成果进行公共点求取,再由公共点进行方案设计,然后以相似变换、仿射变换、双线性变换和二维七参数变换为转换模型对方案进行转换模型求解,通过计算分析仿射变换的转换效果比使用相似变换和双线性变换效果要好。最后利用Surfer软件和AutoCAD软件对转换后坐标与原始坐标差值生成差值等值图,研究各套坐标成果之间的差值关系。通过研究对旧坐标系下坐标成果的利用提出建议,并编写系统性软件,为2000国家大地坐标系在海南的推广使用打下基础。     

工程坐标与国家坐标转换参数选择与转换精度的关系研究

不同国家或地区在不同的历史时期采用的是不同的坐标系,因此存在着国家坐标和地方坐标之间的坐标转换。为了综合利用测绘成果,工程坐标与国家坐标进行相互转换是必要的。基于高斯平面的工程坐标与国家坐标转换模型,广泛采用相似变换。通过选择不同的相似变换参数,提出无需列误差方程和法方程即能得到转换参数最小二乘解的重心化模型,并推导出...     

基于最小二乘配置的九参数模型在三维坐标转换中的应用

运用传统的布尔莎七参数法进行三维坐标转换时,并未考虑到两坐标系统的公共点坐标误差及三个坐标轴缩放比例不均的问题。引入最小二乘配置法,将公共点误差作为随机信号处理,并增加两个尺度参数解决坐标轴缩放比例不均的问题;推导出基于最小二乘配置的九参数模型及其误差方程,通过实验对比分析表明,该方法可以有效地提高坐标转换精度。     

“赫尔默特”法在不同坐标系统转换中的应用

本文利用“赫尔默特”法（平面相似转换法）进行转换参数的求算，按间接平差最小二乘法求出两种坐标系统下的转换参数，形成两种坐标系统下的坐标换算模型，来解决1954年北京坐标系和独立坐标系下的坐标转换。     

加权总体最小二乘在三维基准转换中的应用

对比研究加权总体最小二乘(weighted total least-squares,WTLS)方法和混合最小二乘(LS-TLS)方法、最小二乘(least-squares,LS)方法在三维空间小角度直角坐标转换中的适用性。在两套坐标系下坐标测量值均存在误差时,用WTLS方法不但可以对观测向量y和系数矩阵A同时修改、将坐标先验精度引入平差计算,而且引入的权阵PA对系数阵A起到固定常数元素而只修改必要数据元素的作用,以得到更合适的参数解。     

基于最小二乘配置的三维空间坐标转换

在求解未知转换参数时,鉴于公共点坐标本身的误差,提出利用最小二乘配置法进行空间坐标转换,即将公共点本身坐标作为随机参数,把转换参数作为非随机参数进行处理,最后通过实验对比分析表明,该方法明显优于一般坐标转换方法。     

基于RANSAC的坐标系转换抗差算法研究

空间坐标转换在大地测量、工程测量等领域应用广泛.在利用公共点求解坐标转换参数时,针对公共点中混有多粗差点的情形,给出了基于罗德里格矩阵的坐标系转换模型,并在此基础上提出了基于随机抽样一致性(RANSAC)算法粗差剔除的坐标系转换抗差估计.最后利用仿真数据对该算法进行了验证,同时将该抗差算法与基于IGG3方案的最小二乘抗差估计算法进行了比较.算例结果表明,在20个仿真公共点数据中(仿真多组数据),当粗差点个数超过公共点总数的3/10时,基于IGG3方案的最小二乘抗差算法失效,而基于RANSAC的抗差算法在粗差点个数达到公共点总数的1/2时,依然能保证坐标转换的精度.该抗差算法将RANSAC算法的思想应用到坐标系转换上,有效地剔除了公共点中混有的大量粗差点.     

基于非线性最小二乘的坐标转换及精度分析

在GPS应用中经常涉及到坐标系转换的问题。利用七参数线性模型进行坐标转换是目前常用的坐标转换方法,但是当旋转角较大时,利用七参数线性模型转换会存在较大的模型误差。本文提出七参数模型的非线性最小二乘求解方法,结合模拟坐标数据比较了非线性最小二乘与传统迭代法的求解精度。结果表明：在旋转角较大的情况下,利用非线性最小二乘方法求解坐标转换参数精度比迭代法有明显提高。     

利用三维激光扫描技术检测工业构件螺栓孔的空间位置

面向工业检测领域提出了一种工业构件螺栓孔的空间位置检测方法,解决了大型工业钢结构特征位置的检测问题。通过三维激光扫描获得构件的完整点云,提取螺栓孔的点云,利用非线性的最小二乘方法拟合螺栓孔的中心,获得螺栓孔中心在点云坐标系中的坐标。同时,根据设计尺寸建立构件的标准模型作为检测的基准,将模型特征转换成一组点表示,拟合对应的螺栓孔中心,获得螺栓孔中心在模型坐标系中的坐标。利用两个坐标系中若干个公共点计算平移矩阵和旋转矩阵,最后将点云坐标系中的坐标转换到模型坐标系中,计算出标准模型与构件对应点之间的误差,从而实现对工业构件螺栓孔的空间位置精度检测。     

1980国家坐标系向某市地方独立坐标系的转换

改变国家大地基准参考椭球的参数,以新的椭球作为投影基准,选择合适的中央子午线,通过坐标相似变换的方法,实现1980国家坐标系(1980西安坐标系)向某市地方独立坐标系的转换,并对转换的内符合精度和外符合精度进行了对比分析。     

基于加权整体最小二乘的矿区平面坐标转换方法

常用的平面坐标系统转换模型四参数转换法在实际工程应用中,由于公共点一般分布在较小的范围内,点之间的距离较近,因此传统的四参数转换模型中旋转参数和平移参数之间的相关性较大,容易导致法方程病态,进而影响转换参数的精度,文中从重合点坐标重心化的转换模型出发,还原出重心化之前的四参数。通过加权整体最小二乘的转换分析及迭代计算,验证运用加权整体最小二乘(WTLS)方法转换的参数质量比最小二乘(LS)、整体最小二乘(TLS)方法得到的参数质量有显著改善。     

多种地图坐标系统的转换方法及比较

为了统一获取不同坐标系下的地图产品,通常需要进行坐标系统的转换.通过对仿射变换(或相似变换)、最小二乘拟合推估和最小曲率格网三种常用的坐标转换方法的对比,并结合实例的具体分析,得出最小曲率格网与自适应拟合推估法均能较好地控制局部形变的影响,具有较高的拟合精度的结论.     

已知平面与高程点不同时的严密三维基准变换

由于常规控制网的平面与高程网分开布设,当求解常规控制网与GNSS三维控制网的基准变换参数时,需要分别利用其平面坐标和高程的已知成果。传统控制网与三维GNSS控制网都存在误差,文中在解算变换参数时,同时对两套坐标引入改正数,并顾及公共点与转换点观测误差的相关性,利用公共点的改正数推估转换点的改正数,实现两套坐标的基准变换。模拟数据的分析结果表明,文中方法能够在常规平面与高程控制网分开布设时,实现与GNSS三维控制网的基准变换。     

大角度三维基准转换的解析封闭解

传统大地测量应用中的基准转换往往涉及小角度旋转,可只考虑旋转角的一阶量采用线性化方法求解。现代空间测量技术成果应用的基准转换涉及大角度旋转,通过将旋转矩阵所有元素作为未知数并利用旋转矩阵正交条件采用附约束条件平差法迭代求解。本文以空间三维基准转换为例,采用多元模型的矩阵形式将多点坐标组成矩阵处理,并利用旋转矩阵的正交条件导出了大角度三维基准转换的解析分步解。同时引入两套公共点坐标误差对传统三维基准转换模型扩展,导出了同时顾及两套公共点坐标误差的大角度三维基准转换模型的解析解。试验表明:给出的大角度三维基准转换解析解能在实现与传统迭代解等效转换结果的同时,有效避免复杂耗时的迭代计算,提高计算效果。     

补偿最小二乘法在大地坐标转换中的应用

针对Bursa七参数模型在参心坐标系与地心坐标系转换后仍存在较大残差的问题,通过对坐标转换模型误差进行分析,提出将模型误差看作非参数信号的半参数估计的补偿最小二乘模型进行处理,并利用实测数据进行分析计算,试验结果表明:该方法能够有效地消除模型误差等残差,实现高精度的坐标转换。     

构建独立坐标系与CGCS2000坐标系转换关系的研究

西部某独立坐标系(下文简称独立系)建立于20世纪50年代,以辖区内2处1954年北京坐标点为起算点,并投影至当地平均高程面的二维平面坐标系。独立坐标系无确切的数学模型,与通用质心坐标系(如WGS84、CGCS2000)之间的转换一般通过平差完成。本文研究运用二维非线性最小二乘重算参数模型(a,f)和Bursa七参数模型,建立了独立坐标系与CGCS2000坐标系之间的转换关系。     

LS和TLS在平面坐标转换中的应用

在超定线性方程Ax=b的解算中,最小二乘(LS)只考虑观测向量b的误差,而总体最小二乘(TLS)则同时顾及观测向量b和系数矩阵A均含误差的情况。本文以六参数模型在平面坐标转换中的应用为例,分别采用LS和TLS进行模型参数的求解。结果表明,2种方法所求参数并无显著差异,但是总体最小二乘更好地改善了坐标转换的内部精度,是一种更为合理的计算方法。