GNSS点位误差转换方法研究

鉴于GNSS点位误差在大地坐标系和空间直角坐标系之间的转换公式复杂和参数单位不统一,借助子午圈曲率半径和平行圈半径将大地坐标系下经纬度的角度量误差转换为长度量误差,并推导了形式简单且为正交矩阵的误差转换矩阵。理论和算例证明,该误差转换公式可代替现有的空间直角坐标系与高斯平面直角坐标系之间复杂的误差转换公式。     

平面直角坐标与空间直角坐标间的协方差转换

推导出由大地坐标转换为高斯平面直角坐标严密的全微分公式,导出由高斯平面直角坐标向大地坐标再由大地坐标向空间直角坐标严密的协方差转换公式,并在此基础上,导出直接由高斯平面直角坐标向空间直角坐标近似的协方差转换公式,且举例说明其转换过程。结果表明,两种转换方法是等价的。     

由空间直角坐标计算大地坐标的简便公式

对大地测量教科书中给出的空间三维直角坐标与大地坐标的转换公式进行了大量的计算与分析，总结得出一组由空间直角坐标计算大地坐标的简便公式。     

基于ACCESS VBA的坐标转换程序设计

随着空间定位技术的普及,不同空间直角坐标系间的转换过程中经常遇到问题不易被解决。本文首先介绍了不同空间直角坐标系间转换时广泛使用的布尔沙转换模型并阐述了七参数求解的过程,然后结合ACCESS中的表、窗体和宏,利用VBA实现了基于布尔沙转换模型的七参数计算程序,并结合实例对所编写的程序加以验证,保证其结果的可靠性。     

大欧拉角的空间直角坐标转换方法探讨

首先指出建立使用大旋转角的空间直角坐标转换模型的必要性，接着推导出以罗德里格矩阵为旋转矩阵的大欧拉角空间直角坐标转换的数学模型，然后以布尔沙模型为例、以Visual C#．NET2003编制了计算软件。该算法具有性能稳定、计算收敛速度快、精确度高、转换参数初始值可以为任意值的优点。     

随机误差对七参数转换模型的影响分析

针对在七参数坐标转换过程中,控制点本身含有的各种误差会对坐标转换的结果产生影响的问题,该文探讨了随机误差对七参数转换模型的影响:以七参数坐标转换模型为研究对象,模拟不同尺度范围的空间直角坐标,给定七参数数值求解另一组空间直角坐标,然后加入不同幅度的随机误差,利用最小二乘准则求解参数,从数值角度分析随机误差对七参数数值以及坐标转换结果的影响。实验结果显示,大范围的七参数模型解算的稳定性优于小范围的模型解算,以及X、Y、Z方向某一方向上的误差对另两个方向的解算结果影响较小。     

空间直角坐标的协因数阵转换到高斯平面上的计算公式

导出了由空间直角坐标的协因数阵向大地坐标的协因数阵；由大地坐标的协因数阵向高斯平面直角坐标的协因数阵转换的计算公式。在此基础上，导出了直接由空间角坐标的协因数阵计算高斯平面直角坐标的因数阵的简便公式。     

空间直角坐标的变换

空间直角坐标的变换广泛应用于大地测量，摄影测量等方面；它也是卫星大地测量的基础。本文对空间直角坐标的变换作了较全面和详尽的分析。并在卫星轨道坐标的转换，摄影测量外方位元素的测定以及地心坐标转换参数的解算等方面给出实例。文中还澄清了对所谓欧拉角的不同定义。根据空间直角坐标变换的性质归为两大类。并以此命名为第一类变换和第二类变换。     

空间直角坐标与大地坐标转换的拉格朗日反演方法

以拉格朗日反演理论为基础,导出空间直角坐标向大地坐标转换的一种新的直接解法：该方法将归化纬度的正弦函数sinμ表达为以空间直角坐标（X,Y,Z）为基础的相关变量的多项式     

三维坐标转换严密方法的研究及VB程序实现

传统的基于泰勒级数展开的线性模型转换方法仅适用于小角度的空间直角坐标转换,角度较大时产生误差较大,需要进行复杂的三角函数和迭代计算,增加了数据处理的难度。而基于Rodrigo矩阵的方法不需要复杂的三角函数计算和迭代计算,且计算速度快,易于程序实现。实验表明,采用Rodrigo矩阵是进行三维坐标转换的一种比较严密简便的方法。     

联合大地水准面、海面地形和潮波运动数值模拟的长江口陆海垂直基准转换关系

长江口水域地形地貌研究对河道治理建设、水上交通运输等人类社会经济活动具有重要意义,而建立高精度的无缝深度基准面及其与其他垂直基准间转换模型将直接影响到水陆交界区高精度地形地貌数据的获取及统一综合管理与分析。为此着重研究了基于三维潮波运动数值模拟、海面地形和大地水准面3种手段联合的河口水域无缝深度基准面构建及其与其他垂直基准间转换模型,并在长江口南支这一典型河口水域进行了建模实验和模型精度评估分析。结果显示,垂直基准转换模型中误差为12.4 cm,与现场长期潮位站实际观测结果比对分析得垂直基准转换模型误差绝对值均值为24.2 cm,尽管大于模型中误差估值,但仍满足国际水道测量规范对测深中垂向最大不确定度的要求。     

混合3维地籍空间数据模型

分析了3维地籍的需求, 提出了一种适用于3维地籍的混合3维空间数据模型。该模型由表达子模型和计算分析子模型构成, 其中表达子模型用于描述产权体的空间权属范围, 计算分析子模型用于3维地籍的空间分析和计算。两个子模型通过约束Delaunay四面体剖分算法和边界提取算法进行集成与转换。实验结果表明, 所提出的模型和算法有效、可行。     

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。     

两种大旋转角三维基准转换算法比较研究

分析了两种大旋转角条件下的三维基准转换算法,比较了两种算法的优缺点和使用范围,讨论了选定基准转换所需的公共点及其精度和数量。     

三维基准转换的约束加权混合整体最小二乘的迭代解法

基于传统的三维基准转换方法及经典最小二乘（LS）理论,引入混合整体最小二乘（LS-TLS）的原理,在此基础上,根据测量平差原理建立附有约束条件的加权模型,并通过Euler-Lagrange逼近法推导出含有初始值的迭代算法,解决了模型与实际测量条件更加匹配的问题;给出了该模型下三维基准转换的实例,并分析了不同条件下权因素的影响。     

几种不同坐标变换方法问题的研究

三维或二维坐标转换常采用相似变换，然而相似变换只能解决不同坐标系统之间定义上的差异，坐标系统局部形变系统性误差往往未能反应到转换模型中，因此本文试图从多种变换方法展开讨论，提出了采用相似变换与正形变换的理论解决坐标系统局部形变系统性误差，同时对选择模型参数提出了统计假设检验方法。最后得出一些有益的结论。     

A Quaternion-based Geodetic Datum Transformation Algorithm

This paper briefly introduces quaternions to represent rotation parameters and then derives the formulae to compute quaternion, translation and scale parameters in the Bursa–Wolf geodetic datum transformation model from two sets of co-located 3D coordinates. The main advantage of this representation is that linearization and iteration are not needed for the computation of the datum transformation parameters. We further extend the formulae to compute quaternion-based datum transformation parameters under constraints such as the distance between two fixed stations, and develop the corresponding iteration algorithm. Finally, two numerical case studies are presented to demonstrate the applications of the derived formulae.     

DGPS在资源环境遥感中的应用方法研究

为了能够利用较低配置的GPS设备，方便有效地完成与资源环境遥感有关的地物定位测量任务，利用伪距DGPS设备进行了如下试验研究：基站参考坐标对定位精度的影响，基于大地测量三角控制点和WGS84到北京54坐标系转换模型进行基站参考坐标差分测量导算的方法和精度，在导算出的控制点处建立基站进行试验区样地定位测量的方法及所能达到的精度，试验结果表明，在具备测区至少一个三角控制点和坐标转换参数条件下，可以采用首先从已恬三角点导算出一个位于方便位置处的点的大地坐标，然后在该点所能达到的在当地坐标系中的相对定位精度远远小于一个像元大小，可以推广应用到资源环境遥感的各个应用领域，在不具备基站参考坐标和坐标系转换参数的条件下，可以基于差分测量结果之图形要素绝对位置图形转换到已经和当地坐标系配准的遥感影上去，采用这种办法，在差分处理时不用考虑基站的精确WGS84地心参考坐标，也不用考虑坐标系的转换参数，利用其站单点绝对定位结果作为参考坐标进行差分就可，可以节省不少人力和物力，试验研究及结论为如何利用较低配置的伪距DGPS设备，简捷，快速，精确地完成资源环境遥感领域地物定位测量任务提供了有益参考。     

Transformation of coordinates between two horizontal geodetic datums

The following topics are discussed in this paper: the geocentric coordinate system and its different realizations used in geodetic practice; the definition of a horizontal geodetic datum (reference ellipsoid) and its positioning and orientation with respect to the geocentric coordinate system; positions on a horizontal datum and errors inherent in the process of positioning; and distortions of geodetic networks referred to a horizontal datum. The problem of determining transformation parameters between a horizontal datum and the geocentric coordinate system from known positions is then analysed. It is often found necessary to transform positions from one horizontal datum to another. These transformations are normally accomplished through the geocentric coordinate system and they include the transformation parameters of the two datums as well as the representation of the respective network distortions. Problems encountered in putting these transformations together are pointed out.     

三维坐标转换的非线性Gauss-Helmert模型及其解法

针对传统的三维坐标转换模型局限于求解小旋转角的三维坐标转换参数的缺点,以及没有同时顾及观测向量和系数矩阵的随机误差,该文提出了一种新的三维坐标转换参数求解模型。基于非线性Gauss-Helmert模型,建立了三维坐标转换的Bursa-Wolf模型,采用Newton-Gauss迭代算法,构建了加权整体最小二乘问题的拉格朗日函数,并给出了该算法的具体推导过程及其精度评定公式。实测数据和仿真数据结果表明:新算法在无须假设条件的前提下,可以获得任意旋转角下的坐标转换参数,且待估参数数目大大降低,易于程序实现。