坐标转换

1、经典法

在GPS测量中用得最多，同时从数学角度来说也是最严格、最精密的转换方法，为经典的三维赫尔墨特转换方法（Classical）。

地方局部坐标系的原点相对于WGS84系统的原点(地心）的偏差（DX，DY， DZ），称为地方局部坐标系统对于WGS84地心坐标系统的三个平移参数。 

由于地方局部坐标系的三个坐标轴不可能严格与WGS84地心坐标系统的对应轴平行，需要分别旋转一个微小的角度才能达到平行的要求，所以产生了三个所谓定向参数（wX，wY，wZ）。

最后考虑到两个椭球的大小彼此不一样，存在一个地方坐标系相对于WGS84地心坐标系统的尺度因子（m）。 

根据以上思路建立起来的坐标转换模型，因为含有七个参数，所以通常被称为7参数法。 

这种方法的优点在于能够保持GPS测量的计算精度。只要地方坐标足够精密（包括平面与高程），公共点的分布合理，不管区域的大小都能适用。

2、一步法

这种转换方法通过将高程与点位分开进行转换. 在平面点位转换中，首先将WGS84地心坐标投影到临时的横轴墨卡托投影， 然后通过平移、旋转和尺度变换使之与计算的”真实”投影相符合. 

高程转换则采用简单的一维高程拟合. 

由于用这种方法进行平面点位转换， 因而不需要知道地方坐标系统的参考椭球与地图投影类型.

高程和平面点位的转换是分开进行的， 因此高程误差不会传播给平面点位， 如果地方高程的资料不是很好或根本没有，你仍然可以仅对平面点位进行转换. 还有， 高程已知点和平面点位已知点不必是同一个点.

用这种方法进行转换， 能够在只有一个公共点的情况下进行坐标和高程的转换. 

优点: 这种方法的优点是利用较少的信息即可计算出转换参数 不需要已知地方椭球和地图通用模型就可以利用最少的点计算出转换参数. 值得注意的是当使用一个或两个地方点计算参数时， 作为计算的参数仅对于附近的点的转换来说是有效的. 

缺点: <这种转换方法的缺点与 插值转换 方法一样， 转换的区域限制在10km2 以内 (使用 4 个公共点).

平面点的数量 可计算的转换参数

1 二维经典赫尔墨特转换法，仅产生两个平移参数dX与dY

2 二维经典赫尔墨特转换法，产生两个平移参数dX与dY，一个 坐标系旋转参数q，和一个尺度比m

多余2个 二维经典转换法，产生两个平移参数dX与dY，一个坐标系旋 转参数q和一个尺度比m

转换中包括的高程点的数量直接影响高程转换的类型.

高程点的数量 转换方式

0 无高程转换

1 高程按常数插值套合

2 由两个高程点推算的平均改正数进行套合

3 通过三个高程点进行平面拟合

多余3个 平面拟合

3、分片平滑插值方法

分片平滑插值转换方法是 经典 3D 转换 方法和 插值转换 方法的结合. 平面点位和高程的转换分开进行处理. 前者采用经典的转换技术，后者采用了插值方法.

对于这种方法， 建议已知至少4个点的格网坐标和WGS84坐标. 仅使用三个公共点计算转换参数也可以， 但使用4个公共点可进行残差计算. 另外需要已知地图投影的类型， 地方坐标和它的参数以及使用的地方椭球都是基于地图投影上的.

由于这种方法将转换分成两个部分， 与插值方法一样， 平面点位和高程分别独立. 这就意味着用于平面点位转换的点和高程转换的点不必是同一个点.

由于平面点位转换使用经典3D转换方法， 转换区域比插值方法大. 适用区域的大小很大程度上受制于高程转换的精度.