安徽省區(qū)域坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換精度檢核研究

摘 要：為了滿足國(guó)家及安徽全省啟用CGCS2000坐標(biāo)對(duì)各種測(cè)繪資料的轉(zhuǎn)換精度要求，論文基于布爾沙七參數(shù)轉(zhuǎn)換模型，構(gòu)建了安徽全省和各縣市的轉(zhuǎn)換模型參數(shù)，開發(fā)了相應(yīng)的轉(zhuǎn)換軟件。從安徽全省、部分縣市和圖件轉(zhuǎn)換檢核表明，新的轉(zhuǎn)換參數(shù)及軟件計(jì)算結(jié)果的精度都在毫米級(jí)甚至亞毫米級(jí)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國(guó)家下發(fā)軟件的精度，完全滿足數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換精度要求，為全省全面開展數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換提供了科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：坐標(biāo)轉(zhuǎn)換;布爾沙模型;區(qū)域坐標(biāo)

1 緒論

國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)自2008年7月1日起，全面啟用CGCS2000國(guó)家大地坐標(biāo)系[1-3]。經(jīng)過十年的建設(shè)和推廣，各部委中心已將全部存量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為CGCS2000坐標(biāo)系，自然資源部做好了全面接收CGCS2000坐標(biāo)系數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備工作。全國(guó)各省市都在開展BJ54、XA80或者地方坐標(biāo)系向CGCS2000的轉(zhuǎn)換工作。

目前，安徽省用于工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)以及其他用途的基礎(chǔ)性測(cè)繪資料和數(shù)據(jù)，還是基于BJ54坐標(biāo)或XA80坐標(biāo)。將這些測(cè)繪資料統(tǒng)一轉(zhuǎn)換到CGCS2000是安徽地理空間信息與全國(guó)數(shù)據(jù)統(tǒng)一和資料共享必需要解決的問題。國(guó)家測(cè)繪局大地測(cè)量數(shù)據(jù)處理中心于2012年7月開發(fā)了CITY_GIS_DATA_COOR_TRANS（安徽省）（以下簡(jiǎn)稱國(guó)家下發(fā)軟件），可以完成該省范圍內(nèi)BJ54系、XA80系、CGCS2000系之間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。經(jīng)過驗(yàn)證，該軟件對(duì)于圖件的轉(zhuǎn)換精度較差，無法滿足工程項(xiàng)目的需求。因此，中心研究開發(fā)安徽省的轉(zhuǎn)換軟件用于圖件轉(zhuǎn)換。

2 轉(zhuǎn)換模型

2.1 轉(zhuǎn)換模型構(gòu)建

該省采用三維七參數(shù)轉(zhuǎn)換法，即布爾沙七參數(shù)轉(zhuǎn)換模型[5]。

＼*MERGEFORMAT

轉(zhuǎn)換模型的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為省域范圍內(nèi)1051個(gè)GNSS點(diǎn)成果，分別建立省域和105個(gè)市/縣區(qū)轉(zhuǎn)換模型。

2.2 模型檢核原則

根據(jù)規(guī)定，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換精度不大于5厘米，考慮到原測(cè)圖精度，以及網(wǎng)絡(luò)RTK測(cè)量精度共同影響，各點(diǎn)實(shí)際坐標(biāo)差數(shù)值不超過10厘米即可。坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型是否滿足上述規(guī)定，需要進(jìn)行內(nèi)、外符合檢核。內(nèi)符合檢核直接利用解算轉(zhuǎn)換參數(shù)的公共數(shù)據(jù)點(diǎn)，通過轉(zhuǎn)換參數(shù)計(jì)算新坐標(biāo)，利用新舊坐標(biāo)差進(jìn)行精度計(jì)算。外符合檢核利用其他已知的公共數(shù)據(jù)點(diǎn)或?qū)崪y(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢核，這些點(diǎn)沒有參與轉(zhuǎn)換參數(shù)的計(jì)算，因此可以作為獨(dú)立觀測(cè)數(shù)據(jù)，檢核結(jié)果能夠說明坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的絕對(duì)精度。

3 數(shù)值結(jié)果

3.1 轉(zhuǎn)換參數(shù)計(jì)算

國(guó)家下發(fā)軟件使用該省GNSS轉(zhuǎn)換點(diǎn)，建立省域轉(zhuǎn)換模型。中心自主研發(fā)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換軟件（CoorTran）（以下簡(jiǎn)稱CoorTran）就每個(gè)縣域的特點(diǎn)選取相對(duì)應(yīng)GNSS轉(zhuǎn)換點(diǎn)建立轉(zhuǎn)換模型，除了縣/市范圍內(nèi)均勻分布的公共點(diǎn)，還利用周邊的公共點(diǎn)，以確保坐標(biāo)轉(zhuǎn)換后圖件數(shù)據(jù)的無縫銜接。

3.2 檢核精度分析

分別用國(guó)家下發(fā)軟件和CoorTran對(duì)省域進(jìn)行檢核。從表1可以看出，CoorTran軟件計(jì)算結(jié)果優(yōu)于國(guó)家下發(fā)軟件計(jì)算結(jié)果。

針對(duì)縣/市，選取省域東南西北中五個(gè)市進(jìn)行檢核。表2列出五個(gè)市的國(guó)家下發(fā)軟件與CoorTran軟件轉(zhuǎn)換后的精度檢核統(tǒng)計(jì)情況。

圖件坐標(biāo)轉(zhuǎn)換精度的提高是CoorTran軟件相比國(guó)家下發(fā)軟件顯著改進(jìn)的地方，也是中心自主開發(fā)軟件開發(fā)的主要目的。

4 結(jié)論

論文結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際要求，基于布爾沙七參數(shù)轉(zhuǎn)換模型，分別構(gòu)建全省和各市縣的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型，并開發(fā)了實(shí)用轉(zhuǎn)換軟件CoorTran。驗(yàn)證結(jié)果顯示使用國(guó)家下發(fā)軟件轉(zhuǎn)換精度大多在3個(gè)分米量級(jí)，不能滿足應(yīng)用要求。而使用CoorTran軟件，無論是全省、各縣市圖件坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換，精度都在在毫米級(jí)甚至亞毫米級(jí)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國(guó)家下發(fā)軟件的轉(zhuǎn)換精度。比較驗(yàn)證結(jié)果表明，重新構(gòu)建的全省和各縣市轉(zhuǎn)換模型參數(shù)及軟件，能滿足該省數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換精度要求，為該省的轉(zhuǎn)換程序全面推廣提供了依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]魏子卿.我國(guó)大地坐標(biāo)系的換代問題[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)（信息科學(xué)版），2003，28（2）：138-143.

[2]程鵬飛，文漢江，成英燕，王華.2000國(guó)家大地坐標(biāo)系橢球參數(shù)與GRS 80和WGS 84的比較[J].測(cè)繪學(xué)報(bào)，2009，38（3）：189-194.

[3]寧津生，王華，程鵬飛，成英燕，文漢江，秘金鐘.2000國(guó)家大地坐標(biāo)系框架體系建設(shè)及其進(jìn)展[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)（信息科學(xué)版），40（5）：569-573.

[4]劉文建，彭冬林，鄧思勝.不同坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型在省級(jí)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換中的差異分析[J].地理空間信息，2019，17（03）：91-93+11.

[5]林曉靜，張小紅，郭斐.ITRF2005與CGCS2000坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法與精度分析[J].大地測(cè)量與地球動(dòng)力學(xué)，2010，30（02）：117-119+124.

作者簡(jiǎn)介：王芳（1975-），女，漢族，山東即墨人，本科，高級(jí)工程師，從事地理信息技術(shù)研究與項(xiàng)目管理工作。