*2006年6月火控雷达技术第35卷文章编号:1008-8652(2006)02-082-004GPS电子地图坐标转换算法研究何睿章坚武(杭州电子科技大学杭州310018)【摘要】GPS车载导航系统现在已经运用得十分广泛,然而GPS采用的是WGS-84坐标系,目前我国的各类地图均采用54北京坐标或是80西安坐标,两者的差距可达0～120m。要使用各类电子导航装置就需要把WGS-84坐标转换到54北京坐标系下,并和电子地图中的像素点对应起来。本文主要介绍一种坐标转换算法,并且通过实测检验,证实算法效果良好。坐标转换电子地图关键词:GPS;;中图分类号:TP301.6文献标识码:AStudyonCoordinateTransformofGPSElectronicMapHeRuiZhangJianwu(HangzhouUniversityofElectronicscienceandTechnology,Hangzhou310018)Abstract:Vehicle-borneGPSnavigationsystemhasfoundwideapplicationsanditusesWGS-84coordinatesystem.ButChinesemapsadopt54BeijingCoordinateSystemor80Xi'anCoordinateSystem.ThedifferencebetweentheGPSmapsandtheChinesemapscanreach0-120m.ThereforeelectronicmapscanbeusedbyvariousnavigationdevicesonlyafteritsWGS-84coordinatesystemistransformedintothe54BeijingCoordinateSystemandtheirmappixelshavetobemadecorrespondenttoeachother.Thispaperintroducesacoordinatetransformalgorithm.Measuredtestdataverifyitseffectiveness.Keywords:GPS;coordinatetransform;electronicmap1引言自从2000年美国国防部解除SA政策以来,GPS在民用方面得到了越来越广泛的应用,尤其是在车辆导航、智能化交通上,GPS、GIS与通讯技术等相结合的导航产品或系统已成为世界范围内竞相开发的热点。GPS接收到的导航信息如果能够在电子地图上显示,那么就能实时准确直观地显示车辆位置,跟踪车辆行驶过程,具有数据存储冗余小,软件运行速度快,信息查询灵活方便等优点。我们知道GPS接收到的定位信息是基于WGS-84坐标系的[1],而我国所采用的电子地图基本上都是基于54北京坐标系的。WGS-84接收到的数据不能直接应用于电子地图上,两者会有0～120m的系统偏差,显然无法达到精确定位的导航作用。所以,我们要把WGS-84坐标系下的GPS定位信息转换到54北京坐标系下,而且还要和电子地图上的象素点对应起来,这样才能通过电子地图实现车辆导航、智能化交通等应用。2坐标转换基本思想由GPS接收机获得的定位数据是包含经度L、纬度B和高程H的三维信息,而最终要得到的电子地图上的点是二维的象素点而且考虑到高程数据基准不统一因此可以采取舍弃高程的简化算法(px,py),,H。收稿日期*:2005-03-1382第2期何睿等GPS电子地图坐标转换算法研究首先将WGS-84坐标(L,B,H)投影到高斯平面上,获得其高斯平面对应坐标点(x,y),再用简化的平面四参数法将其旋转平移缩放成电子地图平面直角坐标最后通过比例对应的关系将电子地图平面直(xt,yt),,角坐标转换成计算机显示的象素点这样接收机接收到的定位数据就能够在电子地图上直观(px,py)。GPS显示出来。其转换流程如图1所示。图1坐标转换算法流程3坐标转换具体步骤3.1WGS-84坐标系的高斯投影WGS-84坐标系中的(L,B,H)是基于地球椭球面的,而传统的地图均为平面图,所以需要将椭球面上的各点的大地坐标,按照一定的数学规律投影到平面上成为平面直角坐标。高斯投影是目前世界各国广泛采用的一种保角投影方式[2],具有保持投影前后图形相似性,椭球面上的任一角度投影到平面后保持不变的特性。我国也采用这种投影方式。高斯投影将地球子午线作为纵坐标轴,除了中央子午线保持不变外,其他长度均存在变形。离中央子午线越远,长度变形越大。为了限制长度变形,根