张国++孙荣厚++李万荣++杨朋++牛志杰

[摘 要]物探的野外工作中需要把大量的直角坐标输入到手持GPS中，工作比较繁杂，并可能会出现输入错误；介绍了手持GPS坐标系统校正参数的计算，并利用校正参数在GisOffice中把坐标转换为手持GPS的WGS84坐标系统，然后导入到各品牌手持GPS和谷歌地球中，大大提高了物探野外工作效率。

[关键词]GisOffice GPS批量直角坐标 参数校正 谷歌地球

中图分类号：TN3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）11-0052-02

1.坐标系统

我们国家应用的坐标系统为1954北京坐标系统（简称北京54）或1980年西安坐标系统（简称国家80），投影方式采用6°带或3°带高斯投影。

1954年北京坐标系采用克拉索夫斯基椭球，大地原点在原苏联的普尔科沃；采用多点定位法进行椭球定位；高程基准为1956年青岛验潮站求出的黄海平均海水面；自北京54建立以来，在该坐标系内进行了许多地区的局部平差，其成果得到了广泛的应用。1954北京坐标系参考椭球基本几何参数长半轴a=6378245m，短半轴b=6356863.0188m，扁率α=1/298.3。

1980年国家大地坐标系采用地球椭球基本参数为1975年国际大地测量与地球物理联合会第十六届大会推荐的数据。基准面采用青岛大港验潮站1952-1979年确定的黄海平均海水面（即1985国家高程基准）。长半轴a=6378140±5（m），短半轴b=6356755.2882m，扁率α=1/298.257。

2.计算转换参数

手持GPS所使用的坐标系统基本都是WGS84坐标系统，而我们使用的主要是1954年北京坐标系和国家80坐标系，不同坐标系之间存在着平移和旋转的关系，要使手持GPS所测量的数据转换为北京坐标系的坐标和国家80坐标系，必须进行系统参数校正，求出2个坐标系之间的转换参数。手持 GPS接收机内部设置的是5参数法，因此只要计算出5个参数（DX、DY、DZ、DA、DF）并按提示输入即可在手持GPS上进行系统参数校正。

根据测量到的大地坐标值WGS84坐标系的B（纬度）、L（经度）、H（大地高）和收集（或计算）到的BJ54坐标系的B（纬度）、L（经度）、H（大地高）分别代入公式

求得三维直角坐标X1、Y1、Z1和X2、Y2、Z2，计算所用参数见表1。

计算所用参数中，A为大地坐标系对应椭球之长半轴；e2为大地坐标系对应椭球之第一偏心率；F为对应椭球之扁率；N为该点的卯酉圈曲率半径。

用计算的WGS 84坐标系的X1、Y1、Z1、A1、F1减去BJ54坐标系X2、Y2、Z2、A2、F2即得出坐标系统转换的5个参数DX、DY、DZ、DA、DF。

国家80坐标系与WGS84坐标系的校正参数计算方法相同，只需修改相应的椭球参数，便可以计算得出。

3.利用参数转换

在物探工作中，我们应用的是国家80或者北京54坐标系的直角坐标，我们运用专业制图软件生成物探测网，运用Excel能够生成所有物探测点的直角坐标。但在以往实际工作中，物探测点的编号及坐标需要人工逐点输入，而且每次仅能输入一个，费时、耗力、效率低，占用了物探工作者大量时间和精力，影响了野外生产的快速展开，使其应用受到很大限制。

手持GPS数据的支持的数据格式为GPX交换格式。这样我们需要把我们的测点信息转换为GPX交换格式，由放到手持GPS里面，然后利用手持机来读取数据。大部分品牌的手持GPS并不能直接读取数据，我们需要生成GPX，然后由对应配套的GPS软件导入数据，然后再导出到GPS中去。

我们使用的是合众思壮公司的集思宝系列GPS，附带的GPS配套软件为GisOffice，可以到合众思壮的官方网站（www.unistrong.com）下载最新版的软件。把自己计算出（或收集到）的工作区的GPS参数输入到软件的坐标系统中去；把工作区的测点信息制作成软件支持的CSV数据格式；导入CSV数据，然后利用软件导出GPX格式的数据；最后用自己的GPS的配套软件读入GPX数据，传输到手持GPS中。

4.应用

把物探测点在Excel中制作成为表2格式的数据；ID为点数；名称为点号，可以自定义；向北航程（米）为测量中的X坐标；向东航程（米）为测量中的Y坐标，不带代号；高度默认为0即可。

打开GisOffice软件，点击菜单栏中的选项-坐标系统，进入新建坐标系统对话框。点击添加按钮，输入新建的坐标系统名称，选择新建投影坐标系统单选按钮。

以某地的国家80参数为例，选择基准名称为xian80，DX到WGS84：-34.6，DY到WGS84：-54.6，DZ到WGS84：27.3，K到WGS84：0；投影系统：投影名称为：Transverse_Mercator，向东偏移500000，向北偏移0，原点经度为0，中央经线117，比例系数1。

按照表2物探测点数据的格式编辑测点数据，然后复制到EXCEL中，保存为CSV格式。打开GisOffice，点击“打开”-“导入”，选择刚才保存的CSV格式的数据，进入CSV导入配置对话框；选择上面设置好的坐标系统，点击“导入”。

软件中显示各测点位置，如图1所示。

点击“文件”-“导出”-选择导出类型：GPX文件（*.gpx）。这样把测点坐标就转换成为GPX格式。利用各个品牌的手持GPS配套软件把gpx格式文件导入然后再利用数据线把测点数据传输到手持GPS中。

GPX格式文件中测点的坐标系统是WGS84坐标系统。谷歌公司发布的谷歌地球软件也是采用的WGS84坐标系统。打开谷歌地球，然后点击“文件”-“打开”，然后选择GPX格式文件，就可以导入到谷歌地球中。

在谷歌地球卫星图像上（图2）可以清晰的看到各个测点的实地位置，对物探的野外工作布置有很大的帮助。

5.结论

坐标校正参数的计算和校正是保证输入GPS坐标的准确性的前提。解决了很多人想把BJ54和国家80的直角坐标导入手持GPS的问题，并在谷歌地球中显示工作布置。应用GisOffice和坐标系校正参数实现了物探测点直角坐标的批量导入手持GPS和谷歌地球中，大大提高了野外生产的效率。

参考文献

[1] 赵淑湘.手持GPS坐标转换参数求解方法及在EXCEL中的实现[J].矿山测量，2009，（02）.

[2] 宋丙剑.基于GPX交换文件实现化探数据批量输入GPS浅析[J].测绘与空间地理信息，2010，（03）.

[3] 谭学军等.WGS84坐标批量导入GPS手持机方法研究[J].甘肃冶金 2013，（02）.