SARC model for three-dimensional coordinate transformation

IntroductionThree coordinate transformation models, Bursa-Wolf, Molodensky and WTUSM[1]are generallyused in 3D coordinate transformation. They are lin-ear models which have seven parametersΔX,ΔY,ΔZ,θ,,ψ[2]. Referecne [2] improved these line-ar mode     

三维坐标转换的静态滤波模型

讨论了已有的三维坐标转换模型的优缺点,提出了一种实用性更广、理论上更严密的坐标转换模型———SARC(static-filter adjustment with restricted condition)。把原坐标和目标坐标既可以看成有误差的观测值,也可以看成无误差的约束值。首先推出计算转换参数初值的严密公式,在此基础上进行线性化。用三个点进行首次平差,得到参数的第一次平差值及其方差。随着公共点逐个增加,进行逐次平差。     

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。     

利用两步法进行三维坐标转换的探讨

本文提出一种三维坐标转换的方法———两步法,首先对平面转换采用二次曲面拟合法,其次对高程转换采用克里金(Kriging)插值法。通过实测数据和模拟数据分析,该方法在一定的坐标轴旋转角内具有较高的转换精度。     

基于罗德里格矩阵的空间坐标转换

三维坐标转换一直是测量领域的一个重要内容。针对现有算法普遍存在的不适用大旋角转换、计算繁杂等缺点,从旋转矩阵的表达方式入手,提出了一种基于罗德里格矩阵的三维坐标转换方法。算例分析表明,文中方法无需线性化,计算简便,且能适用大旋角转换。     

Applications of Lodrigues Matrix in 3D Coordinate Transformation

Three transformation models (Bursa-Wolf, Molodensky, and WTUSM) are generally used between two data systems transformation. The linear models are used when the rotation angles are small; however, when the rotation angles get bigger, model errors will be produced. In this paper, we present a method with three main terms: ① the traditional rotation angles θ , φ ,ψ are substituted with a , b, c which are three re-spective values in the anti-symmetrical or Lodrigues matrix; ② directly and accurately calculating the formula of seven parameters in any value of rotation angles; and ③ a corresponding adjustment model is established. This method does not use the triangle function. Instead it uses addition, subtraction, multiplication and division, and the complexity of the equation is reduced, making the calculation easy and quick.     

Applications of Lodrigues matrix in 3D coordinate transformation

Three transformation models (Bursa-Wolf, Molodensky, and WTUSM) are generally used between two data systems transformation. The linear models are used when the rotation angles are small; however, when the rotation angles get bigger, model errors will be produced. In this paper, we present a method with three main terms: the traditional ? rotation angles θ, φ, ψ are substituted with a,b,c which are three respective values in the anti-symmetrical or Lodrigues matrix; ? directly and accurately calculating the formula of seven parameters in any value of rotation angles; and ? a corresponding adjustment model is established. This method does not use the triangle function. Instead it uses addition, subtraction, multiplication and division, and the complexity of the equation is reduced, making the calculation easy and quick.     

三维坐标转换参数估计的平方根矩阵法

针对三维坐标转换模型参数估计的核心是旋转矩阵的表示方法这一客观事实,该文通过对现有三维坐标转换模型中不同旋转矩阵的表示方法进行研究,依据任何一个方阵都可以惟一地分解为一个对称矩阵与一个反对称矩阵之和的矩阵理论,提出了一种使用反对称矩阵表示旋转矩阵的新方法,并详细推导了基于布尔莎模型的三维坐标转换算法——平方根矩阵法;最后,根据文献算例对该方法进行实验分析。实验结果表明,该算法适用于大旋转角,且相较于方向余弦法、罗德里格矩阵法和单位四元数法具有计算收敛速度快、精确度高的优点。     

GPS实时动态差分坐标转换残差改正方法

针对GPS RTK测量中坐标系转换参数因选择的公共点不同而导致转换误差的问题,该文提出了一种坐标转换残差改正方法:利用测区任意已知点进行"点校正"来求取坐标转换参数,通过测定各个已知点的坐标转换残差,建立残差改正模型,对测量结果施加残差改正,减小坐标转换参数误差对测量结果精度的影响。实例应用表明:所提出的坐标转换方法简便可行且便于编程实现,对于提高GPS-RTK测量精度和可靠性具有实用价值。     

大地坐标转换模型及其应用

介绍几种主要的坐标转换模型,综合分析各模型的特点和适用范围。针对坐标转换基本模型的选用、转换参数的解算、转换计算的方法、转换计算中值得注意的问题加以研究和探讨。结论对于在测量实践进行局部坐标系和地心坐标系的转换、各局部坐标系间的转换具有参考价值。     

适用于任意旋转角的三维直角坐标转换方法

直接从三维直角坐标转换的非线性方程出发,根据最优化问题的极值条件,采用基于同伦连续思想的Li-Yorke算法进行求解。结果表明,该方法是一种结果稳定、精度较高的大范围收敛方法,适用于任意旋转角的三维直角坐标转换。     

工程测量中平面坐标转换软件设计及应用

在工程测量中,实现测绘成果新旧坐标的“平稳过渡”至关重要.基于相似四参数模型,利用VB编写软件实现工程测量中不同坐标系之间的转换.并对某煤矿坐标数据进行北京54到西安80之间的转换,实验证明该软件较以往工程软件操作简单且精度高.     

工程测量中的坐标转换相关问题探讨

坐标转换是工程测量中的常见问题,本文阐述了坐标转换的类型及方法,进行了特点和适用性评价分析,可供工程测量中坐标系建立和坐标转换参考。     

基于混合模型的平面坐标转换方法研究

介绍平面坐标转换的仿射变换和二次多项式变换法,这两种方法存在一定的不足,为了提高转换精度,提出"仿射变换+神经网络"的混合模型法。通过工程实例,比较发现混合模型比前两种模型的计算精度高,证明该方法的有效性,并得到具有工程应用价值的结论。     

一种适合单基站CORS平面坐标系统转换的方法

单基站CORS的诸多优点达到中小城市对信息化建设的需求,单基站CORS的主要作业模式RTK标称精度达到50km范围内实现厘米级定位。对于单基站CORS-RTK的测量数据坐标系统的转换,传统的转换方法能否满足或影响RTK的定位精度值得商榷。作者提出了适合单基站CORS-RTK平面坐标系统的转换方法,并用实测数据对转换方法进行了分析,得出一些具体结论。     

不同空间域坐标转换方法研究

我国工程测量项目的数据成果一般统一在西安80坐标框架下,GPS以其高精度、高效率等优势在控制测量、地籍测量、新增地物补测等有着重要应用,即涉及到不同空间域WGS-84坐标与西安80坐标的转换。本文通过大区域测区与小区域测区的坐标转换实例,对比不同空间域坐标转换方法的选择、公共点数量对转换精度的影响,得出在大区域坐标转换中,应采用七参数法且合理选择较多数量的公共点;在小区域坐标转换中,采用四参数法进行坐标转换优于七参数法,且公共点数量合理。     

Combined method of datum transformation between different coordinate systems

The similarity transformation model between different coordinate systems is not accurate enough to describe the discrepancy of them. Therefore, the coordinate transformation from the coordinate frame with poor accuracy to that with high accuracy cannot guarantee a high precision of transformation. In this paper, a combined method of similarity transformation and regressive approximating is presented. The local error accumulation and distortion are taken into consideration and the precision of coordinate system is improved by using the recommended method.     

Combined Method of Datum Transformation Between Different Coordinate Systems

The similarity transformation model between different coordinate systems is not accurate enough to describe the discrepancy of them.Therefore,the coordinate transformation from the coordinate frame with poor accuracy to that with high accuracy caanot guarantee a high precision of transformation.In this paper,a combined method of similarity tranformation and regressive approximating is presented.The local error accumulation and distortion are taken into consideration and the precision of coordinate system is improved by using the recommended method.     

CGCS2000与独立坐标系转换模型适用性研究

针对CGCS2000与城市独立坐标系转换中,如何根据需要选择合适转换模型,使产生的转换坐标具有高精度或者高符合性问题,利用CGCS2000与独立坐标系边长差和方位角差比较方法,分析转换模型特性。并通过实例对常用转换模型进行验证,归纳出模型的适用性,解决坐标转换中不同需求模型选择问题。文中方法对其它坐标转换有一定借鉴作用。     

基于Proj.4的空间坐标转换

随着GIS逐步融入IT主流,各类开源GIS软件不断涌现,其中Proj.4作为跨平台的开源地图投影库,已被众多的开源GIS软件所引用,并受到国内外相关研究人员的重视。文中介绍了Proj.4的坐标转换流程、坐标系定义方式、参数格式等,以我国不同时期坐标系为例,按照转换流程,详细说明并实现常用的空间坐标转换。