工程測量中的坐標轉換相關問題解析

李慧

摘 要：建筑工程施工前工程測量工作，是確保建筑施工順利進行的前提。工程測量的準確性對工程整體的施工具有非常重要的作用，在工程測量中，存在較多因素導致測量結構出現偏差，造成施工問題。因此在測量過程中應注意導致測量誤差的影響因素，并通過具體工程的特點提出有效的解決措施。

關鍵詞：工程測量；坐標轉換；探討

在工程測量過程中，經常需要進行坐標相對應的轉換，特別對于一些具有數據的坐標和國家數據坐標相互轉換操作。在進行坐標轉換過程中，由于具體工程不同所導致的坐標的要求不同，為了能夠更好的做好數據的測量要求，達到我們測量的精準性，對坐標轉換工作許在測量前進行設計。

1 地理坐標與直角坐標的換算

在進行工程進行測量之前，首先需要考慮整個工程地理環境和建筑位置的經緯度，對建筑工程位置進行準確的坐標定位，并對大地坐標進行全面的分析。一般情況下傳統坐標和大地坐標間不會較大差別。都是通過數學中涉及的空間坐標體系實施的。并且大地坐標和直角坐標轉換時，在使用相對應的坐標轉換公式同時，還應注意地球軸心的變化的影響，從而達到工程測量的準確性。高斯平面坐標和二維大地坐標之間的也應提前建立換算模式，確保后期測量順利進行。

隨著改革技術不斷的發展，GPS技術可以有效的提高測量的精確度，與其他的技術相比具有一定的優勢，GPS技術具有，精確度高，主動性強，效率較高等特點。近年來工程測量不斷的提高了對準確度要求，利用GPS技術可以滿足工程對于圖片測量的要求，同時也很大程度的減少了技術本身對高空控制工作的依賴，可以有效的減少高空作業工作強度，縮短坐標的轉換周期，降低了轉換的成本，提高了轉變的效力。

2 三維坐標轉換

工程進行測量中，高程基準和高程投影是兩個重要的環節，然而在進行高程投影過程中，坐標系很容易發生偏移，因此在換算高程投影坐標時需要考慮坐標偏移的因素，并且具體計算過程中要合理推算。這個合理推算的過程就是需要涉及到三維坐標轉換。三維坐標系中包含空間直角坐標系和大地坐標系，要滿足三維坐標之間的相互轉換，還需要對這兩者之間進行有效的分析。

2.1 空間直角坐標系轉換

空間直角坐標系是三維坐標轉換中最常見的，對坐標的位置進行準確的分析，需要相關人員進行有效的處理，常見的空間直角坐標系過程中，主要使用7個參數（三個平移參數、三個旋轉參數、一個縮放參數）進行模擬轉換。當建筑物物體發生位移和方位發生轉換時，需要采用平移參數和旋轉參數?？s放參數主要應該與高程投影時使用。在具體的空間參數轉換過程中，7個基礎參數之間的模擬轉換應按照相應的公式進行換算。同時在實際操作過程中我們可以發現，在對空間直角坐標系進行轉換時，結果基本上都是非線性的，這就增大了測量難度，因此在具體實際操作時，當旋轉參數微小角度測量時，我們一般運用簡化算法。

2.2 大地坐標轉換

大地坐標轉換與空間直角坐標系類似，也主要采用7個參數，只是難度有些增大，比如縮放參數需要轉換為尺度參數，還需要增加2個橢球變化參數。同時還需要增加使用4個公共點。以上原因導致大地坐標轉換在實踐應用中使用較少。

3 二維坐標系轉換

3.1 國家坐標系間的轉換

我國國家坐標系是，西安80坐標系和北京54坐標系，在實際工程測量工作中，經常需要對2者之間進行坐標轉換。主要涉及控制點轉換、原始觀測資料轉換，地形圖的變更和處理等。西安80坐標系采用的是1975地球橢球參數采用了IAG，而北京54坐標系采用的克拉索夫斯基橢球（克氏橢球），兩者的坐標系定向是不同的。實際測量過程中我們經常會遇到，已知北京54坐標系下某位置的坐標，需要計算在西安80坐標系下的坐標時，首先應該先計算該地出西安80坐標系中的大地坐標，運用高斯投影正算公式計算出該地在西安80坐標的直角坐標。

這種方法一般只針對坐標體系橢球體參數和定位的改變發生影響，沒有對兩個不同的坐標大地位置之間的差別進行分析，也就是的西安80坐標體系整體平差結果，對于北京54坐標體系主要就是存在部分平差的效果。因此只適用于與公共點少或者沒有公共點的區域。

3.2 近似變換

3.2.1 相似變換法

四參數進行轉換適合小區域平面直角坐標的換算，也就是對大地位置比較平行的直角坐標轉換，特點是對新舊坐標的幾何形狀不變，但是對于公共點會存在一定的間隙，就會認為坐標之間會存在不穩定的特點，對于系統設置的設備進行分析的時候，非公共點坐標的轉換方式：（1）計算公共點i轉換值的改正數Vi，Vi=已知值-轉換值，公共點的坐標仍采納已知值。（2）計算非公共點j的改負數Vj，并對其進行相應修改。

3.2.2 拓撲變換法

當我們采用二階多項式時，一般具有12個特定系統，主要就是運用的6個公共點求解，其余的點也就是新坐標方式的計算，對于這種公共點采用6個，一般可以運用最小二乘計算，這時候對這兩個點之間也就會存在空隙，很多都會滿足間隙平方之間的最小。在對計算方式進行分析的時候大多數的焦點都會存在很多的數據模塊，拓撲變革模子簡略，參數的實際效果就是保證數據的準確，在對較小的設置的時候，對大眾數量的要求較高，最佳全部的轉換要求。

3.3 工程坐標系與國家坐標系間的轉換

國家坐標系統主要就是將測量的高空邊長歸納到橢球面，然而在國家進行分帶處理的中間線的投射中，很多的工程坐標體系為了控制投射的形態，一般都會將較高的測量技術有效的運用在上面，通過測量區之間的分析，設置好測量的中間子午線進行高斯投影。只管這類工程坐標系常以一個國家坐標點和一個方位角作為起算基準，但在工程坐標系下，點的坐標與國家坐標系下的也不一致。

4 結束語

綜上所述，在測量中想要保證測量的結果的準確性，也就需要在其中相應的坐標體系進行有效的測量，但是由于工程測量在對坐標系統自身存在的穩定程度的要求，再測量的時候存在很多的問題，也就需要對坐標進行合理的轉換。

參考文獻

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