1：2000不同坐标系的地形图转换思考

 1 GPS测量中的坐标系
1.1 WGS-84坐标系
WGS-84坐标系最初是由美国国防部根据TRANSIT导航卫星系统的多普勒观测数据所建立的，由于GPS在民用上的发展，于是WGS-84坐标系慢慢成为GPS在民用发展上的主流坐标系，从1987年1月WGS-84坐标系开始作为GPS所发布的星历参考基准。 WGS-84坐标系统的英文名字为World Geodical System-84汉译为世界大地坐标系-84，一个协议地球参考系CTS。
WGS-84是通过一个分布在全球的GPS跟踪站的坐标来实现的。起初GPS跟踪站的坐标精度偏低为1～2m，跟国地球参考框架ITRF精度差了很多，于是为了WGS-84坐标系的系统精度，由美国国防制图局将全球的GPS跟踪站的数据连同IGS站的ITRF91数据共同处理，并利用IGS站在ITRF91框架的站坐标为固定值等一切措施，从而得到了更精确度WGS-84坐标，即WGS-84（G730），其中G代表GPS，730表示GPS周，就是第730周的第一天对应于1994年1月2日。慢慢地经过几年的更新，最终将WGS-84（G873）作为目前最流行的世界通用坐标系框架。
1.2 1954年北京坐标系
在中华人民共和国成立初期，由于要进行大量的民用建设，包括铁路、公路、房屋等，于是在全国范围内就要开展正规的、全面的大地测量和测图工作，迫切需要建立一个参心大地坐标系。但是，由于我国正处于发展的初期，只好采用克拉索夫斯基椭球参数，与前苏联在1942年进行坐标系的联测，通过计算建立我国的第一个参心坐标系也就是大家所熟知的1954年北京坐标系。
1.3 1980西安坐标系
自从1954坐标系建立以来，随着国家大地测量不断发展，很多专家发现1954年北京坐标系渐渐地不能满足我国当时的发展。因此，在1978年4月西安召开的全国天文大地网整天平差会议上，专家们纷纷表示需要建一个比1954年北京坐标系精度更高的，参考椭球更符合我国大地表面的坐标系，即1980西安坐标系。此坐标系由于用的参考椭球更符合我国的大地水准面并且进行了整体平差，坐标系精度上比1954北京坐标系更有利于我国的经济建设。
1.4 地方坐标系（任意独立坐标系）
所谓地方坐标系，其实就是为了满足个人、企业或者地方部门等他们的发展需求，必须建立的符合当地情况的坐标系，例如某某城市的坐标系、某某港口坐标系等，或我们自己为了测量方便而建立的局部地区坐标系，也可称之为地方坐标系。
2 坐标系转换
所谓的坐标系转换其实就是为了满足工程需要，将所测的地物、地貌的坐标系转换成为我们需要的坐标系上，而每个坐标系都有自己的参数、参考椭球体，具体点就是参数与参数间、参考椭球体与参考椭球体间的转换。
在工程实际中我最经常用到的是不同空间直角坐标系的转换。主要包括不同参心空间直角坐标系间的换算（如1954年北京坐标同1980年西安坐标系的转换），也包括参心坐标系同地心坐标系的换算（如1954北京坐标或者1980西安坐标系同WGS_84世界坐标系的转换）。
那如何转换呢？自从1960年我国测绘专家进行了大量的研究并建立很多转换的数学模型，其中我所熟知的就是布尔莎七参数转换一般用于参心坐标系同地心坐标系的转换。另外还有三参数、四参数、五参数等转换，甚至最近由流行起来的九参数转换。
所谓的布尔莎七参数转换中的七参数包括三个平移参数、三个旋转参数和一个尺度参数。公式如下（WGS-84坐标系到北京54坐标系的转换）：
XBJ54=XWGS84+KXWGS84+Δx+YWGS84ξZ"/ρ"-ZWGS84ξY"/ρ"
YBJ54=YWGS84+KYWGS84+ΔY-XWGS84ξZ"/ρ"+ZWGS84ξX"/ρ"
ZBJ54=ZWGS84+KZWGS84+ΔZ+XWGS84ξY"/ρ"-ZWGS84ξX"/ρ"
同一坐标系统下坐标的表现形式也有很多种，每种形式代表着一种坐标系，而我们根据不同情况利用不同的坐标系。如空间直角坐标系（X，Y，Z）、平面直角坐标（X，Y）、大地坐标系（B，L）等。例如：将空间直角坐标系转换成大地坐标系得到大地坐标（B，L），公式如下：
L=arctan（Y/X）
B=arctan{（Z+Ne2sinB）/（X2+Y2）0.5}
H=（X2+Y2）0.5sinB-N
3 坐标系转换在实际中的应用
本文通过对云南省澜沧县南甸矿区铁矿1：2000地形图中北京54坐标系跟西安80坐标系的转换进行深入的探讨，讲解了坐标系在实际地形测量中具体怎么操作与处理。
3.1 校准控制点坐标 首先，将已经在北京54坐标系上用GPS校准过的KZD1跟KZD2，再将此两点同GPS校准在西安80坐标系上。如表1和表2：
3.2 展点 其次，我们将分别通过南方CASS中绘图处理展野外测量点点命令，将两个坐标系下的坐标展到南方CASS软件中，并将两种坐标系下的控制点连起来。如图1：
3.3 CASS软件中坐标转换的方法 在南方CASS软件中将地形图从北京54坐标系下转到西安80坐标系下的方法一般有两种：
①地物编辑中的测站改正：
此方法只需要在两种坐标系下有两个公共的特征点便可以将地形图从北京54坐标系转换到西安80坐标系中。
②地物编辑中的坐标转换：
此方法能同时将多个公共点同时校准，使得从北京54坐标系的地形图扭转到西安80坐标系的地形图更加的精准。
两种方法各有优缺点，在实地测量中我们应当要学会灵活运用。
3.4 坐标系的转换 我们选用地物编辑中的坐标转换将云南省澜沧县南甸矿区铁矿1：2000地形图从北京54坐标系转换到西安80坐标系上。如图2：
4 结论
通过本文叙述能够方便大家在以后地形测量中对于地形图坐标系的转换能够有重新的认识。并且，希望在以后实地的测量工作中，大家能灵活运用南方CASS软件中这两种实用的坐标转换方法。