GPS经纬度的表示方法及换算

想要认识GPS中的经纬度,就必须先了解GPS,知道经纬度的来源:
  1. GPS系统组成
  GPS是 GloabalPositioning System 的简称,意为全球定位系统,主要由地面的控制站、天上飞的卫星、咱们手里拿的接收机三大块组成,我们所使用的GPS包括手持机和车载导航机本质上都是GPS接受机。
  2. GPS接收机
  接收机大大小小,千姿百态,有袖珍式、背负式、车载、船载、机载什么的。一般常见的手持机接收L1信号,还有双频的接收机,做精密定位用的。
  3. 坐标系
   地形图坐标系:我国的地形图采用高斯-克吕格平面直角坐标系。在该坐标系中,横轴:赤道,用Y表示;纵轴:中央经线,用X表示;坐标原点:中央经线与赤 道的交点,用O表示。赤道以南为负,以北为正;中央经线以东为正,以西为负。我国位于北半球,故纵坐标均为正值,但为避免中央经度线以西为负值的情况,将 坐标纵轴西移500公里。
  北京54坐标系:1954年我国在北京设立了大地坐标原点,采用克拉索夫斯基椭球体,依此计算出来的各大地控制点的坐标,称为北京54坐标系。
  GS84坐标系:即世界通用的经纬度坐标系。
  6度带、3度带、中央经线。
  我国采用6度分带和3度分带:
  1∶2.5万及1∶5万的地形图采用6度分带投影,即经差为6度,从零度子午线开始,自西向东每个经差6度为一投影带,全球共分60个带,用1,2,3,4,5,……表示。
  1∶1万的地形图采用3度分带,从东经1.5度的经线开始,每隔3度为一带,用1,2,3,……表示,全球共划分120个投影带
  4. 经纬度的来源
   为了精确地表明各地在地球上的位置,人们给地球表面假设了一个坐标系,这就是经纬度线。那么,最初的经纬度线是怎么产生又是如何测定的呢公元344年, 亚历山大渡海南侵,继而东征,随军地理学家尼尔库斯沿途搜索资料,准备绘一幅“世界地图”。他发现沿着亚历山大东征的路线,由西向东,无论季节变换与日照 长短都很相仿。于是做出了一个重要贡献——第一次在地球上划出了一条纬线,这条线从直布罗陀海峡起,沿着托鲁斯和喜马拉雅山脉一直到太平洋。
  亚历山大帝国昙花一现,不久就瓦解了。但以亚历山大为名的那座埃及城里,出现了一个著名图书馆,多年担任馆长的埃拉托斯特尼博学多才,精通数学、天文、地理。他计算出地球的圆周是46 250千米,画了一张有7条经线和6条纬线的世界地图。 
  5. 经纬度的表示
   1884年国际经度会议规定,以通过英国伦敦格林威治天文台子午仪中心的经线为0°经线。从0°经线往东叫东经,往西叫西经,东、西各分180°。习惯 上以西经20°和东经160°为分界把地球分为东西两个半球。假如从地轴的正中间将地球切成南北两半,上边的一半叫北半球,下边的一半叫南半球。被切的这 个平面,叫赤道面。赤道面与地球表面相交的线叫赤道。纬线从赤道往两极越来越短,到了两极就缩小成一个点了。科学家们把赤道定为0°纬线,从赤道向两极各 分为90°,赤道以南叫南纬,赤道以北叫北纬。在计算机或GPS上经纬度经常用度、分、秒和度.度、分.分、秒.秒的混合方式进行表示,度、分、秒间的进 制是60进制,度.度、分.分、秒.秒的进制是100进制,换算时一定要注意。可以近似地认为每个纬度之间的距离是不变的111KM,每分间 1.85KM,每秒间31.8M。经度间的距离随纬度增高逐渐减小,可按一下公式计算:
  经度1°长度=111.413cosφ一0.094cos3φ公里(纬度φ处)。
  一般从GPS得到的数据是经纬度。经纬度有多种表示方法。
  1.) ddd.ddddd, 度 . 度的十进制小数部分(5位)例如:31.12035º
  2.) ddd.mm.mmm,度 . 分 . 分的十进制小数部分(3位)例如31º10.335'
  3.)ddd.mm.ss, 度 . 分 . 秒 例如 31º12'42"
  地球上任何一个固定的点都可以用确定的经纬度表示出来。
  
  关于经纬度坐标转换的方法 
  一、十进制转换成经纬度
  把经纬度转换成十进制的方法很简单 
  如下就可以了
   Decimal Degrees = Degrees + minutes/60 + seconds/3600
  例:57°55'56.6" =57+55/60+56.6/3600=57.9323888888888
  114°65'24.6"=114+65/60+24.6/3600=结果自己算!
   
  如把经纬度 (longitude,latitude)(205.395583333332,57.9323888888888)
  转换据成坐标(Degrees,minutes,seconds)(205°23'44.1",57°55'56.6")。
  步骤如下:
  
  1, 直接读取"度":205
  
  2,(205.395583333332-205)*60=23.734999999920得到"分":23
  
  3,(23.734999999920-23)*60=44.099999995200得到"秒":44.1
  
  采用同样的方法可以得到纬度坐标:57°55'56.6" 
  
  如果需要转换的经纬度数据很多,可以借助Sql查询分析器或Excel来进行转换。这里介绍用Sql实现。
  假如我的数据库里的表tableName有以下数据
  
  CREATE TABLE [dbo].[tableName](
   [ID] [int] IDENTITY(1,1) NOT NULL,
   [address] [varchar](20) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NULL,
   [longitude] [float] NULL,
   [latitude] [float] NULL
  ) ON [PRIMARY]
  
  GO
  
  表中的数据
  ID address longitude latitude 
  0 add1 205.3955833 57.93238889 
  1 add2 205.3911111 57.95194444 
  2 add3 205.3791667 57.98916667 
  3 add4 205.3713889 57.95611111 
  
  在sql 查询分析器里直接调用以下查询语句
  
  --Declare The longitude,latitude
  declare @LoaDeg varchar(50)
  declare @LoaMin varchar(100)
  declare @LoaSec varchar(100)
  declare @LatDeg varchar(50)
  declare @LatMin varchar(100)
  declare @LatSec varchar(100)
  --Set The Variable
  
  Set @LoaDeg='left(longitude,3)'
  Set @LoaMin='left((longitude-'+@LoaDeg+')*60,2)'
  Set@LoaSec='left((((longitude-'+@LoaDeg+')*60-'+@LoaMin+')*60),4)'
  Set @LatDeg='left(longitude,3)'
  Set @LatMin='left((longitude-'+@LatDeg+')*60,2)'
  Set @LatSec='left((((longitude-'+@LatDeg+')*60-'+@LatMin+')*60),4)'
  --Execute The Command
  exec('select ID,address,longitude,
  '+@LoaDeg+' as LoaDegree,
  '+@LoaMin+' as LoaMinute,
  '+@LoaSec+' as LoaSecond
  ,
  '+@LatDeg+' as LatDegree,
  '+@LatMin+' as LatMinute,
  '+@LatSec+' as LatSecond
   from TableName')
  
  
  即可得到:
  ID address longitude LoaDegree LoaMinute LoaSecond latitudeLatDegree LatMinute LatSecond
  1 add1 205.3955833 205 23 44 57.93238889 205 23 44
  2 add2 205.3911111 205 23 28 57.95194444 205 23 28
  3 add3 205.3791667 205 22 45 57.98916667 205 22 45
  4 add4 205.3713889 205 22 17 57.95611111 205 22 17

GPSTool4.0(GPS工具箱) 操作说明 一、 总体介绍 本软件为GPS坐标转换工具(并具有线路设计的功能),程序分为标题栏(程序名称及版本号)、状态栏(输入提示及当前时间)、信息栏(提示打开及新建的工程名)、操作面板(转换操作输入),程序总体分为三大功能:单点转换、文件转换、线路设计。 无论做哪种操作,首先要新建项目,保存项目数据,详细的数据格式如下: [Version Information] Version=May 12 2006 [TouYin Par] nsCoord=2        ;源椭球 nCoord=2 ;目标椭球 nTouYin=0 ;投影类型 nDifang=0 ;是否使用四参数 nSevenPar=0 ;是否使用七参数 szdDa=6378137.0000000000 ;目标椭球长半轴 szdDf=298.2572235630   ;目标椭球扁率 szdDa1=6378137.0000000000;源椭求长半轴 szdDf1=298.2572235630 ;源椭球扁率 szdCenter=108.00000000 szlTx=0.000 szlTy=500000.000 szdTk=1.00000000 szdHigh=0.00000000 szdTlon=0.00000000 szdCenter1=114.0 szlTx1=0.000 szlTy1=500000.000 szdTk1=1.00000000 szdHigh1=0.00000000 szdTlon1=0.00000000 [Seven Par] szddx=0.000000000000 szddy=0.000000000000 szddz=0.000000000000 szdWx=0.000000000000 szdWy=0.000000000000 szdWz=0.000000000000 szddK=0.00000000000000000000 [Four Par] szdCx1=0.000000000000 szdCy1=0.000000000000 szdCa1=0.000000000000 szdCk1=0.000000000000 szdCx2=0.000000000000 szdCy2=0.000000000000 szdCa2=0.000000000000 szdCk2=0.000000000000 [Base Coordinate] szdBaseX=2558700.60750000 szdBaseY=435101.83010000 szdBaseH=45.00000000 nBLH=0 nRadioFormat=0 szdBaseAntH=1.20000000 nRadioRate=1 nUseCorr=0 szdCorrX=0.000000000000 szdCorrY=0.000000000000 szdCorrH=0.000000000000 [Nihe Par] nUseNihe=0 szA0=-2.500000000000 szA1=0.000000000000 szA2=0.000000000000 szA3=0.000000000000 szA4=0.000000000000 szA5=0.000000000000 szX0=100.000000000000 szY0=100.000000000000 [Job Par] Ellipsoid=2,2 ;源椭球,目标椭球 AngleType=0 ;角度类型 ConvertType=1 ;转换类型,是否是换带计算 DataType=0,2 ;数据类型 Change=0,114.00000000,114.00000000 ;转换前与转换后的中央子午线 SourcePoint=-1690039.93800000,5555519.86900000,2631658.92700000  ;源数据 TargetPoint=2713845.99600000,390578.41800000,917.25700000 ;目录数据 SourceFilename=6,D:\Documents and Settings\southgps\桌面\22.txt ;源格式,文件名 TargetFilename=1,D:\Documents and Settings\southgps\桌面\888.dat    ;目标,文件名 OutputFormat=0 OutputTitle=GpsTool 工具软件坐标转换成果表 最小化程序时,系统隐藏,双击任务栏图标即可最大化。 二、 单点转换 1、 新建工程中或打开工程 2、 选择源椭球与目标椭球,可以选择相同的椭球。 3、 选择投影方式 4、 选择源数据类型与目标数据类型。 共有三种数据格式:空间格式、大地格式、投影格式 5、 输入起算数据,进行数据格式转换 三、 文件转换      起始设置同单点转换的前四项,除此以外还有: 1、 新建格式 输入数据格式名称,文件扩展名,文件格式描述,数据分隔符等,      可以选择的数据项有:点名、纬度、经度、椭球高、北方向X、东方向Y、水准高、空间X、空间Y、空间Z、其它。       选择添加按钮添加数据项,删除最后数据项,清除所有数据项,添加完毕后完成创建,如果继续新建格式,选择新建格式。 2、 文件选择 从列表框中选择格式,并确认选择,在此框中可以删除格式与编辑格式,编辑格式对话框如下: 文件选择: 选择完数据文件名及数据格式后,开始转换,如果因为数据格式转换不成功,请查看数据格式是否正确,请确认源转换类型与目标转换类型与数据格式中的数据项相匹配。 如果查看数据内容请按 >> 四、 线路设计 1、元素模式 1、 新建或打开线路文件 2、 输入起始桩号。 3、 对线路进行添加元素,起点必须以点元素开始,直线相接,除点和直线外,线路中还可包括圆曲、缓曲。 4、 对线路进行保存并计算,查看线路图形。 5、 根据选择整桩距或整桩号生成中桩坐标文件:线路同名.dat文件,除此以外还可以通过COGO模拟线路的投影桩号及偏线距。 2、交点模式 图形输出如元素模式。 1、 建或打开线路文件 2、 输入起始桩号。 3、 对线路进行添加交点元素,左、右缓曲长可以相同,可以不同,当然也可以为零。  4、 对线路进行保存并计算,查看线路图形。 5、 根据选择整桩距或整桩号生成中桩坐标文件:线路同名.dat文件,除此以外还可以通过COGO模拟线路的投影桩号及偏线距。 五、 其它功能  1、 换带计算  输入换带后的投影参数,主要是换带后的中央子午线经度,此时计算为投影坐标到投影坐标的计算,主要是先由投影坐标到大地坐标,再由新的投影参数投到换带后的投影坐标。 2、参数计算:四参数计算、七参数计算、拟合参数计算 提供简单的参数计算功能。 四参数主要应用于地方坐标转换。 七参数主要应用于椭球之间的变换。本程序为避开投影,与国外软件相同只使用大地坐标进行变换参数。 拟合参数计算主要应用于根据大地高及相关联的水准高计算曲面拟合参数,基中包括两个辅助参数,X中数和Y中数。
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