1. 研究目的与意义及国内外研究现状

理论研究和实际计算中，常涉及两个不同空间直角坐标系之间的转换问题。空间直角坐标系的转换在大地测量、工程测量、摄影测量以及三维激光扫描和跟踪等领域当中扮演着重要的角色。在大地测量中，有1954北京坐标系、1980西安坐标系、2000国家大地坐标系以及各种世界坐标系之间的转换；工程测量中有勘察设计坐标系、施工坐标系、监测坐标系之间的转换；摄影测量中，空间后方交会、共线方程的建立等都要用到空间直角坐标系的转换；三维激光扫描和跟踪领域，不同测站之间的点云拼接需要坐标转换。因此，研究空间三维直角坐标系的转换方法具有很强的理论和实际意义。

国内外研究现状

自60年代以来，各国大地测量学者，经过大量研究，提出了多种坐标转换模型及多种结算方法，北美1927基准面（基于克拉克1966椭球体与北美1983基准面（基于GRS1980椭球体））之间坐标转换是根据研究区内一系列已知点的大地坐标与网络坐标改正量进行插值进行的坐标系转换；英国采用北系与东系的双线性网络插值进行坐标转换；挪威在海岸带调查中，采用经纬度多项式用于坐标系转换这种方法进行新（ED87—欧洲1987基准面）、旧（ED50—欧洲1950基准面）坐标系之间的转换；欧洲石油勘探组织（EPSG）对新、旧坐标系采用“双线性插值”进行坐标转换。

在国内空间三维直角坐标转换中，通常采用7参数布尔沙—沃尔夫模型、莫洛金斯基模型和范式模型，并且刘经南院士和其同事在对这三种传统转换模型进行分析的基础上，从理论和实践上证明了这三个模型的等价性，并在此基础上他还提出了第4个等价模型—“武测模型”，这些模型虽然表现上略有差异，但从坐标转换的最终结果而言，他们是等价的。

2. 研究的基本内容

学习关于测量坐标系的基础理论，了解我国常用的坐标系统，掌握几种测量坐标转换模型。

介绍几种典型的三维坐标转换方法，并对它们进行比较，体现出它们各自的特点。

学习利用matlab设计一个坐标转换程序，实现参数求解和坐标转换。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实施方案：

①通过查阅课本及相关资料了解测量坐标系的基础理论知识。

②通过查阅文献及相关资料学习几种三维坐标转换方法并进行比较。

③利用matlab设计一个坐标转换程序。

4. 参考文献

[1]刘涛,闫志刚,张尊岭.整体最小二乘法在空间直角坐标转换中的应用

[2]张卡,张道俊,盛业华等.三维坐标转换的两种方法及其比较研究[j].数学的实践与认识,2008,38(23):121-128.

[3]李征航,黄劲松.gps测量与数据处理.武汉:武汉大学出版社,2005.

[4]刘大杰,白征东等.大地坐标转换与gps控制网平差计算及软件系统,1997,同济大学出版社,16-23.