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1.坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換法

（1）空間直角坐標(biāo)系
空間直角坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點位于參考橢球的中心，Z軸指向參考橢球的北極，X軸指向起始子午面與赤道的交點，Y軸位于赤道面上切按右手系于X軸呈90度夾角，某點中的坐標(biāo)可用該點在此坐標(biāo)系的各個坐標(biāo)軸上的投影來表示?？臻g直角坐標(biāo)系可用如下圖所示：

（2）大地坐標(biāo)系

大地坐標(biāo)系利用大地緯度、經(jīng)度及大地高來界定空間位置。具體而言，緯度衡量的是某空間點與參考橢球面法線相對于赤道平面的傾斜角度；經(jīng)度則反映了該點與參考橢球自轉(zhuǎn)軸線所在平面，相對于起始子午面的夾角大??；而大地高則表示從該點沿參考橢球法線方向至橢球表面的垂直距離。

地面點的高程和國家高程基準(zhǔn)

（a）絕對高程。

絕對高程指的是地面點沿重力線方向至大地水準(zhǔn)面的垂直距離，也被稱為海拔。在我國，早期采用的是基于青島驗潮站1950年至1956年觀測數(shù)據(jù)所確定的黃海平均海水面作為高程的起始點，這一系統(tǒng)被稱為“1956年黃海高程系”，其水準(zhǔn)原點的高程設(shè)定為72.289米。然而，由于該高程系所依據(jù)的驗潮資料時間跨度較短，其準(zhǔn)確性受到一定影響。因此，后續(xù)采用了青島驗潮站1950年至1979年的觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行了重新計算，并命名為“1985年國家高程基準(zhǔn)”，其水準(zhǔn)原點設(shè)在青島市觀象山附近，高程值為72.260米，作為我國高程測量的基準(zhǔn)。當(dāng)使用原“1956年黃海高程系”的高程數(shù)據(jù)時，需進(jìn)行必要的換算以符合新的高程基準(zhǔn)。

（b）相對高程。

地面點沿鉛垂線方向至任意假定的水準(zhǔn)面的距離稱為該點的相對高程，亦稱假定高程。在圖l—5中，地面點A和B的相對高程分別為H'A 和H'B 。
（3）平面直角坐標(biāo)

平面直角坐標(biāo)：如坐標(biāo)原點o是任意假定的，則為獨立的平面直角坐標(biāo)系。由于測量上所用的方向是從北方向(縱軸方向)起按順時針方向以角度計值(象限也按順時針編號)。因此，將數(shù)學(xué)上平面直角坐標(biāo)系(角值從橫軸正方向起按逆時針方向計值)的x 和 y軸互換后，數(shù)學(xué)上的三角函數(shù)計算公式可不加改變直接用于測量數(shù)據(jù)的計算。

2.地心坐標(biāo)系和參心坐標(biāo)系

大地坐標(biāo)系是一種與地球同步旋轉(zhuǎn)的非慣性參考系統(tǒng)，它穩(wěn)固地建立在地球上。依據(jù)原點設(shè)定位置的不同，大地坐標(biāo)系可細(xì)分為地心坐標(biāo)系與參心坐標(biāo)系兩大類。地心坐標(biāo)系的原點精確對應(yīng)于地球的質(zhì)心，而參心坐標(biāo)系的原點則設(shè)定在某一特定區(qū)域或國家所采用的參考橢球體的中心，這個中心往往不與地球質(zhì)心重合。在我國，歷史上曾建立了包括1954年北京坐標(biāo)系、1980西安坐標(biāo)系以及新1954年北京坐標(biāo)系在內(nèi)的多個參心坐標(biāo)系，這些坐標(biāo)系在促進(jìn)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國防建設(shè)方面發(fā)揮了舉足輕重的作用。然而，隨著現(xiàn)代科技的飛速進(jìn)步，特別是全球衛(wèi)星定位技術(shù)的日益成熟與廣泛應(yīng)用，世界上眾多發(fā)達(dá)國家和部分中等發(fā)達(dá)國家早已轉(zhuǎn)向采用地心坐標(biāo)系。

坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的幾個重要參數(shù)

（1）七參數(shù)：就是兩個空間坐標(biāo)系之間的旋轉(zhuǎn)，平移和縮放，這三步就會產(chǎn)生必須的七個參數(shù)，平移有三個變量Dx，Dy，DZ;旋轉(zhuǎn)有三個變量，再加上一個尺度縮放就是七參數(shù)了。

（2）四參數(shù) ：四參數(shù)是同一個橢球內(nèi)不同坐標(biāo)系之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換的參數(shù)，它四個基本項分別是：X平移、Y平移、旋轉(zhuǎn)角和比例，從參數(shù)來看，四參數(shù)沒有高程改正，所以它適用于平面坐標(biāo)之間的轉(zhuǎn)換。

（3）三參數(shù)：如果說你要轉(zhuǎn)換的坐標(biāo)系XYZ三個方向上是重合的，那么我們僅通過平移就可以實現(xiàn)目標(biāo)，平移只需要三個參數(shù)，如果縮放比例為一，這樣就產(chǎn)生了三參數(shù)，三參就是七參的特例，旋轉(zhuǎn)為零，尺度縮放為一。

3.常見的幾種坐標(biāo)轉(zhuǎn)換類型

（1）大地坐標(biāo)（BLH）→對平面直角坐標(biāo)（XYZ）

常規(guī)的轉(zhuǎn)換應(yīng)先確定轉(zhuǎn)換參數(shù)，即橢球參數(shù)、分帶標(biāo)準(zhǔn)（3度，6度）和中央子午線的經(jīng)度。橢球參數(shù)就是指平面直角坐標(biāo)系采用什么樣的橢球基準(zhǔn)，對應(yīng)有不同的長短軸及扁率。畫到直角坐標(biāo)系可以寫為(x+z*acosθ，y+z*asinθ)a，θ為參數(shù)。

（2）任意兩空間坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換

由于測量坐標(biāo)系和施工坐標(biāo)系采用不同的標(biāo)準(zhǔn)，不同橢球體間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換在局部地區(qū)的采用的常用辦法是相似變換法，即利用部分分布相對合理高等級公共點求出相應(yīng)的轉(zhuǎn)換參數(shù)。一般而言，比較嚴(yán)密的是用七參數(shù)的相似變換法，即X平移，Y平移，Z平移，X旋轉(zhuǎn)，Y旋轉(zhuǎn)，Z旋轉(zhuǎn)，尺度變化K。要求得七參數(shù)就需要在一個地區(qū)需要3個以上的已知點，如果區(qū)域范圍不大，最遠(yuǎn)點間的距離不大于30Km，這可以用三參數(shù)，即X平移，Y平移，Z平移，而將X旋轉(zhuǎn)，Y旋轉(zhuǎn)，Z旋轉(zhuǎn)，尺度變化K視為0，所以三參數(shù)只是七參數(shù)的一種特例。

在使用參數(shù)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換之前，首先要清楚下面幾點：　

（a）、四參數(shù)適用于小范圍坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，一般不超過30平方公里。

（b）、大面積坐標(biāo)轉(zhuǎn)換應(yīng)采用七參數(shù)法.

（c）、求取四參數(shù)，至少需要2對公共點，求取七參數(shù)時，至少需要3對公共點。

（d）、求取七參數(shù)采用的點，最好能包括整過目標(biāo)區(qū)域。