1.一種引入基準旋轉中心的坐標轉換方法,其特征在于該方法包括以下步驟:
步驟一、獲取兩個坐標系下的高斯平面坐標:采用GPS基準站(1)實時獲取該GPS基準站(1)在第一坐標系和第二坐標系中的坐標,并對獲取的第一坐標系中的坐標和第二坐標系中的坐標進行解算投影到高斯平面上,得到GPS基準站(1)在兩個坐標系下的高斯平面坐標并將獲取的數(shù)據(jù)傳輸至計算機(2),GPS基準站(1)的數(shù)量為多個;
步驟二、確定兩個坐標系的基準旋轉中心:將步驟一中一個GPS基準站(1)在第一坐標系中的坐標作為第一坐標系的基準旋轉中心且將該GPS基準站(1)在第二坐標系中的坐標作為第二坐標系的基準旋轉中心,或者將步驟一中多個GPS基準站(1)在第一坐標系中的坐標平均值作為第一坐標系的基準旋轉中心且將步驟一中多個GPS基準站(1)在第二坐標系中的坐標平均值作為第二坐標系的基準旋轉中心;
步驟三、引入基準旋轉中心進行坐標轉換,過程如下:
步驟301、根據(jù)公式對一個GPS基準站(1)獲取的兩個坐標系下的高斯平面坐標進行坐標轉換,其中,(x1,y1)為一個GPS基準站(1)在第一坐標系中的高斯平面坐標,(x2,y2)為該GPS基準站(1)在第二坐標系中的高斯平面坐標,(xc1,yc1)為步驟二中第一坐標系的基準旋轉中心,(xc2,yc2)為步驟二中第二坐標系的基準旋轉中心,α為第一坐標系與第二坐標系軸向的夾角,k為比例參數(shù),Δx為兩個坐標系下的高斯平面坐標x軸上平移參數(shù),Δy為兩個坐標系下的高斯平面坐標y軸上平移參數(shù);
步驟302、將公式變換為向量的形式AX=L,其中,系數(shù)矩陣轉換向量常數(shù)項(X1,Y1)為GPS基準站(1)在第一坐標系中的高斯平面坐標向量,(X2,Y2)為GPS基準站(1)在第二坐標系中的高斯平面坐標向量,p=k·cosα,q=k·sinα;
步驟303、根據(jù)最小二乘理論求轉換向量X的最優(yōu)解,得X=N-1ATL,N為法方程且其中,V=x11+...+x1i-ixc1,W=y(tǒng)11+...+y1i-iyc1,V=(x11-xc1)2+...+(x1i-xc1)2+(y11-yc1)2+...+(y1i-yc1)2,i為GPS基準站(1)數(shù)量,x1i為第i個GPS基準站(1)獲取的第一坐標系下的高斯平面上的x軸上坐標,y1i為第i個GPS基準站(1)獲取的第一坐標系下的高斯平面上的y軸上坐標;
步驟四、根據(jù)公式Cond(N)=||A||||A-1||,計算法方程N的條件數(shù);
步驟五、對第一坐標系下的高斯平面坐標進行擾動,計算擾動狀態(tài)下轉換向量X;
步驟六、坐標轉換結果同步存儲及輸出:計算機(2)通過與其相接的顯示器(4)實時對步驟三中坐標轉換結果進行同步顯示并保存在與計算機(2)相接的存儲器(3)中。
2.按照權利要求1所述的一種引入基準旋轉中心的坐標轉換方法,其特征在于:步驟一中所述第一坐標系和第二坐標系為1954北京坐標系、1980西安坐標系、中國大地坐標系CGCS2000或世界大地坐標系WGS84之間的任意組合。
3.按照權利要求1所述的一種引入基準旋轉中心的坐標轉換方法,其特征在于:步驟302中常數(shù)項中X2由x21、x22、…、x2i組成,Y2由y21、y22、…、y2i組成,x2i為第i個GPS基準站(1)獲取的第二坐標系下的高斯平面上的x軸上坐標,y2i為第i個GPS基準站(1)獲取的第二坐標系下的高斯平面上的y軸上坐標;常數(shù)項為2i×1維向量;系數(shù)矩陣為2i×4維向量。
4.按照權利要求1所述的一種引入基準旋轉中心的坐標轉換方法,其特征在于:步驟五中對第一坐標系下的高斯平面坐標進行擾動時,通過為x1i增加擾動距離ε后計算擾動狀態(tài)下轉換向量X,擾動距離ε滿足:0<ε≤2cm。