[发明专利]一种基于地理信息应用城市独立坐标系参数获取方法

摘要

本发明请求保护一种基于地理信息应用城市独立坐标系参数获取方法，涉及利用高斯投影技术，计算该城市独立坐标系近似参数，从而实现地理信息成果相互转换的方法。本发明通过获取三个某城市独立坐标系与国家通用坐标系同名点成果，高斯投影正算公式进行变形，简化成一个关于该独立坐标系中央子午线L0的一个一元高次方程，并可利用迭代法解算出中央子午线L0，进而解算该独坐标系其他参数，包括：参考椭球长半径a，中央子午线L0，北方向偏移量X0和东方向偏移量Y0。这样便可以实现该独立坐标系与国家通用坐标系之间的同名点成果转换与应用。本发明可广泛用于地理空间数据建设，数字城市建设等与地理空间信息坐标转换应用。

主权项

1.一种基于地理信息应用城市独立坐标系参数获取方法，其特征在于：1）利用GPS联测某城市独立坐标系四等以上的控制点，获得至少三个该城市独立坐标系同名点成果P₁、P₂、P₃，在与测得所述城市独立坐标系同名点成果相同的三点上利用GPS与国家通用坐标系联测四等以上控制点，得到国家通用坐标系同名点成果P₁′、P₂′、P₃′；2）将高斯投影正算公式简化为：x=X+NF(l)        （3）y=NF₁(l)         （4）式中：F(l)=12tcos2Bl2+124t(5-t2+9η2+4η4)cos4Bl4+1720t(61-58t2+t4)cos6Bl6]]>F1(l)=cosBl+16(1-t2+η2)cos3Bl3+1120(5-18t2+t4+14η2-58η2t2)cos5Bl5]]>其中，经差l=L-L₀，以弧度为单位，L₀为中央子午线，L为国家通用坐标系同名点成果的经度，B为国家通用坐标系同名点成果的纬度，x，y为城市独立坐标系同名点成果的平面坐标；3）城市独立坐标系参考椭球的扁率e与国家通用坐标系参考椭球的扁率相同，但是两种参考椭球的长半径a不同，在这种情况下城市独立坐标系的经度变化△L=0，纬度变化△B≈0，将P₁和P₁′、P₂和P₂′、P₃和P₃′任意两对分别带入式（3）、式（4）整理可得：x₁=X₀+X₁+N₁F(L₁-L₀)        （5）y₁=Y₀+N₁F₁(L₁-L₀)          （6）x₂=X₀+X₂+N₂F(L₂-L₀)       （7）y₂=Y₀+N₂F₁(L₂-L₀)         （9）x₁-x₂=X₁-X₂+N₁F(L₁-L₀)-N₂F(L₂-L₀)    （10）x1-x2y1-y2=X1-X2+N1F(L1-L0)-N2F(L2-L0)N1F1(L1-L0)-N2F1(L2-L0)---(11)]]>式（11）是一个关于L₀的一元高次方程，利用高斯迭代算法解出中央子午线L₀；将L₀代入式（10）求解出椭球长半径a将a，L₀分别代入式（5）、式（6）求解出北方偏移量X₀和东方偏移量Y₀；4）根据步骤3）中获得的城市独立坐标系参数，利用P₁、P₂、P₃和P₁′、P₂′、P₃′的两套坐标系同名点成果，利用Bursa七参数转换模型，计算出坐标转换参数，所述转换参数包括3个平移参数，3个旋转参数和1个比例因子；Bursa七参数转换模型：XTYTZT=ΔXΔYΔZ+0-ZSYSZS0-XS-YSXS0ϵXϵYϵZ+mXSYSZS+XSYSZS---(12)]]>式中，[△X △Y △Z]^T为3个平移参数，[ε_X ε_Z ε_Z]^T为3个旋转参数,m为比例因子，[X_S Y_S Z_S]^T，[X_T Y_T Z_T]^T分别为城市独立坐标系和国家通用坐标系同名点成果。