不同的坐标转换之间需要一套参数,不过这个参数也只能使转换尽可能地精确但不能达到完全准确,所以不同椭球之间的转换是不严密的。而且在地球上不同的位置这套参数里的各个参数值都不一样,没有一套完全不变的参数在地球上各个位置适用。
为了使转换尽可能得严密,通常我们会使用七参数模型。
七参数
- 三个坐标平移量(△X,△Y,△Z),即两个空间坐标系的坐标原点之间坐标差值
- 三个坐标轴的旋转角度(△α,△β,△γ),通过按顺序旋转三个坐标轴指定角度,可以使两个空间直角坐标系的XYZ轴重合在一起。
- 尺度因子K,即两个空间坐标系内的同一段直线的长度比值,实现尺度的比例转换。通常K值几乎等于1。
不同椭球体坐标转换时,通常至少需要三个公共已知点(可以列出9个方程,进而可以解算7个参数),才能推算出这七个未知参数,计算出了七参数,就可以将一个坐标系下未知点的XYZ坐标值转换为另一个坐标系下的XYZ坐标值。
>>>>选点注意事项
- 已知点最好要分布在整个转换地区的边缘,能控制整个区域,并避免短边控制长边。例如,如果用四个点做点校正的话,那么转换地区的区域最好在这四个点连成的四边形内部。
- 一定要避免已知点的线形分布。例如,如果用三个已知点进行点校正,这三个点组成的三角形要尽量接近正三角形,一定要避免所有的已知点的分布接近一条直线,这样会严重的影响精度,特别是高程精度。
- 建议至少用三个点进行点校正,检查一下水平残差和垂直残差的数值,看其是否满足精度要求,如果残差太大(超过2 cm),就是已知点的匹配有问题,要更换已知点。
如果转换区域范围不大,最远点间的距离小于30km(经验值),可以使用三参数转换,即(△X,△Y,△Z)平移,而将(△α,△β,△γ)旋转,尺度变化K视为0,也就是说三参数是七参数的一种特例。只要一个已知点就可以计算三参数。
除了这几个常用坐标系之间的相互转换外,有时候我们还会遇到这种加强版的转换