《地理坐标到本地cad坐标的坐标转换公式20140 209》由会员分享，可在线阅读，更多相关《地理坐标到本地cad坐标的坐标转换公式20140 209（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、地理全局坐标到本地局部 CAD 坐标的坐标转换公式1、卫星位置用地球地心惯性坐标系 ECI，由赤道面 X 轴（春分，由地心指向太阳） ，赤道面y 轴（由地心指向春分向东 90 度方向） ，北极 z 轴（由地心指向地球北极） ，构成右手迪卡尔坐标系；2、地面定位目标位置在导航电文中，使用 WGS84 地心地固坐标系 ECEF，由赤道面 X 轴（由地心指向本初子午线，即 0 度经线方向） ，赤道面 y 轴（由地心指向东经 90 度方向） ，北极 z 轴（由地心指向地球北极） ，构成右手迪卡尔坐标系；3、本地水平坐标系 LTP（ENU） ，由本地切平面 X， 轴（由切点指向东，即东经方向） ，切平面
2、 y， 轴（由切点指向北，即北纬方向） ，高度 z， 轴（由切点指向海拔高度方向） ，构成右手迪卡尔坐标系；4、地固坐标系 ECEF 映射到经纬度坐标系的就是地理坐标系，由东经 lon 轴（由切点指向东经方向） ，北纬 lat 轴（由切点指向北纬方向） ；5、在由本地切平面不大时，切平面的 EN 坐标系和地理坐标系存在近似线性变换关系，使用线性坐标转换矩阵可满足工程应用精度；6、在坐标转换精度要求不高时，且坐标转换范围不大时，可忽略地球扁率的影响，用球体近似表达地球表面；7、 EN（ x，y）坐标系和地理坐标系（lon，lat ）的近似坐标变换公式如下：x=r*lon，其中，x 的单位是 m，
3、lat 的单位是弧度；r=R*COS(lat)，单位是 m；Y=R*lat，其中，y 的单位是 m，lat 的单位是弧度， R 是地球平均半径，6371000m ；所以有x，y T= RClon，lat T其中 C 为二阶对角线矩阵：c11=cos(lat0)c22= 1c12= c21=0且：lon，lat T= lon- lon0，lat- lat0 T，得到x，y T = RC lon- lon0， lat- lat0 T8、 EN（ x，y）坐标系到 CAD 坐标系（X，Y ）的坐标变换公式如下：X， YT= Kx，y T+S，这里x，y T = RC lon- lon0，lat- l
4、at0 T，S= X0，Y 0 T其中 K 为二阶旋转矩阵：k11= cos(-)k12= -sin(-)k21= sin(-)k22= cos(-)通过基线测量得到两个旋转角：tan=dy/dx= dlat /(dlon* cos(lat0)tan=DY/DX式中dlon = lon1- lon0dlat = lat1- lat0DX = X 1- X 0DY = Y 1- Y 0见坐标变换示意图，9、综合 7 和 8 两步变换，得到地理坐标到 CAD 坐标系（X ，Y）的坐标变换公式如下：X， YT= KRC lon- lon0，lat- lat0 T + X0，Y 0 T，地理坐标到 C
5、AD 坐标变换示意图10、考虑到 CAD 坐标系还需要归一化到切图坐标系下，对应的坐标变换公式如下：x， yT= (60/Lm)* ( X，Y T- XC，Y C T)，即：x ，y T= (60/Lm)* (KRC lon- lon0，lat- lat0 T + X0，Y 0 T- XC，Y C T)其中：（X C，Y C）为 楼面积外接矩形中心坐标，L m 为楼面积外接矩形的最大边长，地理坐标单位是弧度。其中：Lm=MaxXmax-Xmin，Y max-Ymin;XC=(Xmax-Xmin)/2+ Xmin;YC=(Ymax-Ymin)/2+ Ymin;最终坐标转换计算公式为：x= (60
6、/Lm)* (6371000* (cos(-) * cos(lat0) * (lon- lon0)- sin(-)* (lat- lat0) )+ X0- XC)y= (60/Lm)* (6371000* (sin(-) * cos(lat0) * (lon- lon0)+ cos(-)* (lat- lat0) )+ Y0- YC)式中：L m，X C，Y C 由楼面图数据计算得到，lon 0，lat 0，X 0，Y 0，lon 1，lat 1，X 1，Y 1 由基线测量得到， 由基线坐标数据计算得到。上式用于从 GPS 坐标向直角绘图坐标的转换。每栋楼的位置特征由以下 9 个独立参量确定：
7、 lon0，lat 0，X 0，Y 0， ，L m，X C，Y C。上式中的地理坐标单位为弧度，若地理坐标以度为单位，则：x= (60/Lm)* (6371000* (cos(-) * cos(lat0) * (lon- lon0)*/180- sin(-)* (lat- lat0) */180 )+ X0- XC)；y= (60/Lm)* (6371000* (sin(-) * cos(lat0) * (lon- lon0) */180+ cos(-)* (lat- lat0) */180 )+ Y0- YC)；上式用于 GPS 输出的地理坐标转换为 CAD 切图坐标，在室内定位终端程序中使
8、用。11、同理，从 CAD 坐标系到地理坐标系的坐标变换公式如下：由：x ，y T= (60/Lm)* ( X，Y T- XC，Y C T)，有：(L m /60)*x，y T+ XC，Y C T = X，Y T= KRC lon- lon0，lat- lat0 T + X0，Y 0 T，(Lm /60)*x，y T+ XC，Y C T - X0，Y 0 T = KRC lon- lon0，lat- lat0 T，(Lm /60)*x，y T+ XC - X0，Y C - Y0 T = KRC lon- lon0，lat- lat0 T，(Lm /60)*x，y T+ XC - X0，Y C
9、- Y0 T = RKC lon- lon0，lat- lat0 T，1/R* ( (Lm /60)*x，y T+ XC - X0，Y C - Y0 T) = KC lon- lon0，lat- lat0 T，K-1/R*( (Lm /60)*x，y T+ XC - X0，Y C - Y0 T) = C lon- lon0，lat- lat0 T，C-1 K-1/R* (Lm /60)*x，y T+ XC - X0，Y C - Y0 T) = lon- lon0，lat- lat0 T，变形得： lon，lat T= C-1 K-1/R * (Lm /60)*x，y T+ XC-X0， YC
10、-Y0T)+ lon0，lat 0 T，其中 K-1 为 K 的逆矩阵：k11= cos(-)k12= sin(-)k21= -sin(-)k22= cos(-)其中 C -1 为 C 的逆矩阵：c11=1/cos(lat0)c22= 1c12= c21=0将上式展开，最终得到从 CAD 切图坐标系到地理坐标系的坐标转换计算公式为：lon = ( (Lm /60*x + XC - X0) cos(-)+ (Lm /60*y + YC - Y0) sin(-) )/6371000/cos(lat0) + lon0lat = (-(Lm /60*x + XC - X0) sin(-) + (Lm
11、/60*y + YC - Y0) cos(-) )/6371000 + lat0 上式计算结果的单位为弧度，若以度为单位，则：lon = ( (Lm /60*x + XC - X0) cos(-)+ (Lm /60*y + YC - Y0) sin(-) )/6371000/cos(lat0)*180/ + lon0lat = (-(Lm /60*x + XC - X0) sin(-) + (Lm /60*y + YC - Y0) cos(-) )/6371000*180/ + lat0 12、准备 CAD 切图坐标系下的地理底图数据1） 、计算裁剪矩形角点地理坐标：利用上式，分别代入裁剪四边
12、形角点的 CAD 切图坐标，计算裁剪四边形角点地理坐标，得到地理坐标裁剪四边形（Excel 表 1） ；裁剪四边形角点的 CAD 切图坐标为：P1=-90,-90;P2=-90, 90;P3= 90, 90;P4= 90, -90;2） 、用实测基线在 ArcMap 中确定高德地图数据偏差：首先在 ArcMap 中，根据基线起点、终点的地标特征，在高德地图上确定基线对应位置，再读取基线在高德地图上的起点和终点地理坐标值lon g0，lat g0， lon g1，lat g1；确定平移偏差值：Dlon g= lon g0 - lon 0，Dlat g= lat g0 - lat 0，确定旋转偏差
13、角： 为 -，其中tan=dy/dx= dlat /(dlon* cos(lat0)tan=Dy g /Dx g = dlat g /(dlon g * cos(lat0)式中dlon = lon1- lon0dlat = lat1- lat0dlon g = lon g1- lon g0dlat g = lat g1- lat g0见地理到高德坐标变换示意图；地理坐标到高德坐标变换示意图3） 、根据裁剪四边形角点地理坐标计算裁剪四边形角点高德坐标：如平移偏差值不为 0，则平移裁剪四边形角点地理坐标到高德坐标 lon g，lat gT = lon，lat T + Dlon g，Dlat g T
14、，如旋转偏差角不为 0，则旋转裁剪四边形角点地理坐标到高德坐标X， YT= Kx，y T，RC lon g，lat gT = KRC lon，lat T，RC lon g，lat g T= KRC lon，lat T，C lon g，lat g T= KClon， lat T， lon g，lat g T= C-1 K C lon，lat T， lon g，lat g T = C-1 K cos(lat0)lon，lat T lon g，lat g T = C-1 cos(-)cos(lat0)lon - sin(-)lat，sin(-)cos(lat 0)lon + cos(-)lat T
15、lon g，lat g T = cos(-) lon - sin(-)lat/cos(lat0)，sin(-)cos(lat 0)lon + cos(-)lat T 展开：long - long0 = (lon- long0) cos(-)- (lat- latg0) /cos(lat0) *sin(-)；latg- latg0 = (lon- long0) cos(lat0) sin(-)+ (lat- latg0) cos(-)；即：long = (lon- long0) cos(-)- (lat- latg0) /cos(lat0) *sin(-) +lon g0；latg = (lon- long0) cos(lat0) sin(-)+ (lat- latg0) cos(-) + lat g0；利用上式，分别代入裁剪四边形角点的地理坐标，计算裁剪四边形角点高德坐标，得到高德坐标裁剪四边形（Excel 表 2） ；4） 、用
