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1、施工测量坐标转换中的七参数详谈坐标转换永远是测绘工作离不开的一个话题。坐标转换的方法很 多，有的方法可以用相应的参数来描述，其中使用较广的一个是七 参数。七参数大多用于不同坐标系统间的基准变换。七参数的由来对于非测绘的专业人士可能不太能理解“基准”这个词语。简 单的理解就是坐标数值的零点，比如空间坐标的原点，再比如大地 坐标的起算面。定义一个坐标系的三个基本要素是原点、指向、尺 度。原点即坐标系的原点，指向即坐标轴的指向，尺度即长度单位 和椭球。由于各个坐标系，或者说定义坐标系的组织所确定的这三 个要素都有所区别，这就产生基准的变换，并且使用七参数在空间 坐标中进行基准变换。Local dat
2、unEarm-ceileredda(um coadmate systemEarth3 Scrfac Earth-Centered datun tWGS84) Local d-aium (XianSJ)什么是七参数，又有哪七个参数呢？七参数主要分为3类参数，旋转、缩放和平移。缩放，表示为 k,主要是由于测量误差产生的；平移为3个坐标轴方向上的平移， 表示为dX、dY、dZ，这是由于原点不一样产生的；旋转为3个坐标 轴的旋转，表示为rX、rY、rZ，这是坐标轴指向不一致产生的。值得注意的是，旋转存在方向的问题；不同的软件，或者说不同地域的人的习惯差异，致使旋转方向不一致，比如南方集团与天 宝七参数
3、旋转方向一致，但与ArcGIS的就相反。因此同一个七参数 在不同软件中使用时需要考虑旋转方向的问题，适当的时候做相应 的变换才能完成正确的坐标转换，即旋转方向定义相反时，旋转角 取其相反数。平移的单位为对应的长度单位，我们常用米；旋转的单位为秒，原因是各个坐标系间指向的差异都很小；缩放的单位是PPM(part(s) per million，百万分之一），也就是说缩放是一个特别小的数值, 这是因为坐标转换前我们都会率先统一单位，所以缩放数值也就体 现了测量误差等因素的影响。參数平移缩放竺;，测空七参数的应用参数的应用过程细分为旋转、缩放、平移三个过程。这三个过 程的顺序是如何的，我们来看一下公式
4、:1grYXidX=(1 + k)-rz 1+dY* rY1简化为上式中，XI为原始空间坐标，X2为目标空间坐标，K为缩放，R为旋转，dX为平移。可以看出，该顺序是先旋转，再缩放，最后平移。当然与之相 反的是先平移，再缩放，最后旋转，这是一个可逆的过程，方便了 两个空间坐标来回的转换。这里为了方便说明，我们将旋转、缩放、 平移定义为七参数的正应用；平移、缩放、旋转定义为七参数的反 应用。我们可以看看EPSG对一个坐标系定义：+proj=longlat+ellps=krass+towgs84=28,T21,-77,0,0,0,0其中七参数作为基准的定义，叫做towgs84，字面理解是转换到wgs
5、84所需的七参数，作用同样是为了不同坐标系间的基准变换。 EPSG在进行基准转换前必须要说明原始的towgs84和目标的 towgs84两个七参数。那么问题来了！两个七参怎么进行基准变换呢？为什么和 WGS84有关系呢？在 对比我们的熟悉的工程之星和SGO的坐标转换，通常都只有使用一 个七参的情况，这又如何理解呢？首先，工程之星和SGO大多的转换场景都是WGS84坐标转换到 XIAN80、Beijing54、CGCS2000等坐标，这里使用的七参数是原始 坐标系直接到目标坐标系的七参数；而EPSG定义的七参数（基准） 是坐标系本身转换到WGS84坐标的七参数，只要两个坐标系都知道 如何转换到W
6、GS84坐标，其实就间接的知道这两个坐标系间的基准 变换。至于为什么是WGS84，这是历史原因造成的。因为WGS84是最 先建立起来的全球坐标系统，卫星定位大多得到的是WGS84的空间 或者大地坐标，为了能转换为自己的定义坐标系下的坐标，都需要 自身建立与WGS84的关系。最后一问题，EPSG如何用两个七参数进行基准变换。回到之前 七参数的正反应用问题，原始坐标系的towgs84将原始坐标转换为 WGS84的坐标（以下简称84坐标），这里是正应用。得到 84坐标 后使用目标坐标系的towgs84得到最终的坐标，这里是反应用。其 实我们的工程之星和SGO坐标转换的原始坐标系和目标坐标系都可 以指
7、定七参数，只是使用的频率较低常被我们忽略。但与前述的过 程相反，原始坐标系的七参数是反应用，目标坐标系的七参数是正 应用。随着我们南方的发展壮大以及与国际的进一步接轨，使用两 个七参数进行基准变换的场景会越来越多，比如我们的新软件 GIS tar,我们需要好好的理解其原理和过程，同时清楚现有功能和 新功能的差异，使坐标转换更加得心应手。七参数的细节pj_ trim HarmFawanJtqimmDatum BB10 aeodeTk(XYQM*hipj-trjinsfurmCrtt34n佗他障g,syilem IIP?&8.30S盼测量与towgs84相反的是fromwgs84 ,在旋转和缩放很
8、小的前提下， 两者互为相反数。fromwgs84可以参考天宝的坐标转换工具。如何 区别towgs84和fromwgs84呢，其实很好理解，七参数正应用使非 84坐标转换为84坐标，那么该七参数为towgs84 ；七参数正应用使 84坐标转换为非84坐标，那么该参数为fromwgs84。我们工程之星 和SGO以wgs84为原坐标系的转换场景，其使用的七参数都为 fromwgs84 。回到前面提到的公式，该场景下XI为84坐标，X2为非84坐 标，例如XIAN80，那么k、R和dX组成的七参数为fromwgs84，X2 与X1调换，则为towgs84 。七参数的求解求解7个参数，我们至少需要7个方程，一对空间坐标可以列 3个方程，也就是说我们需要至少3对点，通过最小二乘的方法解 算出七参数。当然点的数量也是有讲究，不是刚好 3个点就好，也 不是点越多越好，具体需要参考实际情况。七参数作为基准变换的工具，其适用较大的区域乃至全球，我 们需要在该区域选择均匀分布的控制点来求解七参数。小区域所求 解的七参数是不适用的。这里再提一下towgs84和fromwgs84，原 为非84坐标，目标为84坐标，所求得的七参数为fromwgs84，相 反则为towgs84。以上为坐标转换七参数的介绍，希望对大家有所帮助。
