常用的几种参照系转换（七参数）

参照系转换方法说明当进行数据源投影转换或点坐标转换时，可以从对话框中看到系统提供了六种投影转化的方法（Geocentric Transalation、Molodensky、MolodenskyAbridged 、Position Vector、Coordinate Frame、Bursa-wolf）。

对于这六种方法，将在以下进行详细介绍：任何一个国家（或地区）大地坐标系的建立，都是一个历史的发展过程，在不同的时期，采用的参考椭球体及定位方式都不相同，并且会逐步的完善和精化。

采用不同的参考椭球和定位建立的大地坐标系，是彼此不同的参心空间直角坐标系，与全球统一的以地球质心为原点的地心空间直角坐标系也不一致。

因此就存在不同的大地坐标系统之间的相互转换问题。

三参数转换法（Geocentric Translation）参照系转换时，比较简单的转换方法是所谓的三参数转换法（Geocentric Translation）。

这种转化方法所依据的数学模型是认为两种大地参照系之间仅仅是空间的坐标原点发生了平移，而不考虑其他因素。

可以参考下左图。

三参数转换法计算简单，但精度较低，一般用在不同的地心空间直角坐标系之间的转换。

七参数法七参数法依据的数学模型不仅考虑了坐标系的平移，同时还考虑了坐标系旋转、尺度不一等因素。

所以需要的参数除了三个平移量外，还要三个旋转参数（又称三个尤拉角）和尺度变化参数。

转换原理如上右图。

莫洛金斯基（Molodensky）莫洛金斯基（Molodensky）转换法是另外一类参照系转换方法，它直接转换不同参照系的坐标而不经空间直角坐标的变换过程。

为便于计算，还有所谓简化的莫洛金斯基方法（Molodensky Abridged ）。

三参数转换法、莫洛金斯基转换法、简化的莫洛金斯基转换法属于精度较低的几种转换方法。

三参数转换法需要三个平移转换参数（ΔX，ΔY，ΔZ），莫洛金斯基转换法、简化的莫洛金斯基转换法也要三个平移转换参数（ΔX，ΔY，ΔZ）。

在数据精度要求不高的情况下一般可以采用这几种方法。

位置矢量法（Position Vector）、基于地心的七参数转换法（Coordinate Frame）、布尔莎方法（Bursa-Wolf）属于精度较高的几种转换方法。

需要七个参数来进行调整和转换，包括三个平移转换参数（ΔX，ΔY，ΔZ）、三个旋转转换参数（rx，ry，rz）和一个比例参数（S）。

这几种方法是完全相同的，只是由于国家地区或测量学派的不同，习惯称谓不同。

对于各个转换方法，它们的旋转角度的单位为“秒”，且数值范围为[-60,60]的Double型数值。

因此在设置要特别注意。

在实际的工作中，采用哪种转换方法要视具体情况而定。

转换结果满意与否取决于转换参数的设置情况。

转换参数的获取可以从官方测量机构、数据提供商处得到；也可以自行实测，推算转换参数。

转换参数合适与否，必须通过两个参照系中都存在的控制点确定。

1、首先将87和2000两个坐标系的控制点坐标展开到同一cass文档内打开cass—绘图处理—展野外测点点号（选择控制点文件打开），将要转换的图形打开，复制图形并按原坐标粘贴到图内，打开地物编辑——坐标转换。

2、其次依次选择公共点，转换前为80坐标控制点，转换后为2000坐标控制点，单击拾取按钮在图上找到相对应得控制点，点击右侧添加之后依次拾取剩下的控制点，全部添加后设置转换选项——转换前及转换后的坐标系、分带类型中央子午线。（如不知道中央子午线，可以打开地图软件查看转换图形所在区域的子午线精度，即可推算出中央子午线）将转换方式改为图形。

3、最后全部填好后，点击计算转换七参数，软件计算出七参数后点击下方使用七参数转换按钮，然后框选需要转换的对象，选中后按回车键。即可将87坐标系批量转换为2000坐标系。

坐标转换始终是测绘工作不可缺少的主题。坐标变换的方法很多，其中一些可以用相应的参数描述，其中使用最广泛的是七个参数。七个参数中的大多数用于不同坐标系之间的参考转换。

七个参数的由来

七个参数是什么，七个参数是什么？

七个参数的应用

参数的应用过程分为三个过程：旋转，缩放和平移。这三个过程的顺序是什么？让我们看一下公式：

减少到：

其中，X1是原始空间坐标，X2是目标空间坐标，K是比例，R是旋转，而dX是平移。

您可以看到顺序是旋转，缩放和平移。当然，相反的是平移，缩放和最终旋转，这是一个可逆的过程，有利于两个空间坐标的来回转换。为了方便起见，我们将旋转，缩放和平移定义为七个参数的正应用。平移，缩放和旋转定义为反应的七个参数。

我们可以看一下坐标系的EPSG定义：

七个参数的定义称为towgs84，字面意思是转换towgs84所需的七个参数。它还可以用作不同坐标系之间的参考转换。在基线转换之前，EPSG必须同时指定原始towgs84和目标towgs84七个参数。

这就是问题所在！

两个七参数参考如何转换？为什么与WGS84有关？与我们熟悉的工程明星和SGO坐标变换相反，通常只使用一个七参数的情况，如何理解？

首先，大多数工程星和SGO的转换方案都是从WGS84坐标转换为XIAN80，Beijing54，CGCS2000等坐标。这里使用的七个参数是直接从原始坐标系到目标坐标系的七个参数。EPSG定义的七个参数（参考）是将坐标系本身转换为WGS84坐标的七个参数。实际上，只要两个坐标系都知道如何转换为WGS84坐标，就可以间接知道两个坐标系之间的参考变换。

至于为什么是WGS84，则是历史原因造成的。由于WGS84是建立的第一个全局坐标系，因此卫星定位通常会获取WGS84的空间或地面坐标。为了在其自己定义的坐标系下转换为坐标，它需要与WGS84建立自己的关系。

最后，EPSG如何使用两个七个参数进行参考转换。回到先前应用七个参数的正负问题，原始坐标系的towgs84将原始坐标转换为WGS84的坐标（以下称为84坐标）。这是前向应用程序。因此，我们获得了84个坐标，并使用目标坐标系的towgs84获得了最终坐标，该坐标用于反应。实际上，我们工程星的原始坐标系和目标坐标系以及SGO坐标变换可以指定七个参数，但是低频常常被我们忽略。但是与上述过程相反，原始坐标系的七个参数用于反应，目标坐标系的七个参数用于应用。随着华南地区的发展壮大以及与国际市场的进一步融合，将有越来越多的场景使用这两个七个参数进行基准转换，例如我们的新软件GIStar。我们需要很好地了解其原理和过程，并了解现有功能和新功能之间的区别，以使坐标转换更加方便。

* 七个参数的详细信息

towgs84的对面是fromwgs84，在旋转和缩放较小的前提下彼此相对。Fromwgs84可以参考trimble的坐标转换工具。如何区分wwgs84和wwgs84？好了，很容易理解，正在使用七个参数将非84坐标转换为84坐标，因此这七个参数是towgs84使用七个参数将84坐标转换为非84坐标，因此此参数为fromwgs84。我们的工程明星和SGO将wgs84作为原始坐标系的转换场景，并且使用的所有七个参数都是fromwgs84。

返回到前面提到的公式，在这种情况下，X1是84坐标，X2是非84坐标，例如XIAN80。然后，由k，R和dX组成的七个参数是fromwgs84，而towgs84是X2与X1交换时。

七个参数的解

要求解7个参数，我们至少需要7个方程。一对空间坐标可以列出3个方程，这意味着我们至少需要3对点才能通过最小二乘法求解7个参数。当然，点数也要注意，不仅3点好，也不要点越多越好，具体需要参考实际情况。

作为参考转换的工具，这七个参数适用于大区域甚至整个世界。我们需要选择该区域中均匀分布的控制点来解决这七个参数。小区域的七个参数不适用。同样，这里的towgs84和fromwgs84是非84坐标，目标是84坐标，七个参数是fromwgs84和towgs84。

以上是坐标变换七个参数的介绍，希望对您有所帮助。

the seven parameters of coordinate transformation

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