一、引子鬼父全集

在前边的著述中系统的敷陈了工程坐标的颐养类别和颐养的要领。

对于颐养代码末端，有好多的类库：

GDALSharpProj - Providing OSGEO PROJ for .Net (Core)ProjNet (for GeoAPI)

这里针对GPS接管的WGS84椭球的经纬度颐养为场合坐标系的问题，欺诈C#，对工程坐标颐养要领和才能作念出详确的解答。不基于任何类库和函数库，也未使用矩阵库，不错便利的将代码移植到任何话语。

二、猜度总体框架

字据上一篇著述中对七参数、四参数、高程拟合在坐标颐养的作用和使用条目的敷陈，咱们不错将上一篇著述第7节的讲究图，按照猜度的经过再行绘图。

图片

字据上图可知，预将WGS84椭球的GPS坐标需要经过5次颐养。其中，

1、颐养1、颐养3在charlee44的博客：地面经纬度坐标与地心性固坐标的颐养中详确熟习了，何况有C++代码的末端，欺诈C#重构即可。

2、颐养2、颐养5，以及他们的组合，在我的上一篇著述(工程)坐标颐养类别和要领也详确的熟习了。

因此，字据猜度旨趣，径直不错欺诈C#代码末端。

三、C#代码末端

3.1、举座类的构建

5个颐养是对点的操作，不妨构建自界说点类MyPoint，在这个类中界说颐养要领。

在末端颐养要领之前，需要界说数据属性，以承载颐养参数和颐养数据。代码框架如下：

internal class MyPoint{ // 界说椭球类型。这里仅列举了4中国内常见的椭球类型 // 外洋椭球不错加多自行界说  public enum EllipsoidType      {          WGS84，          CGCS2000，          西安80，          北京54      }     //地面坐标经度、维度、高度     public double L { get; set; }     public double B { get; set; }     public double H { get; set; }      //空间坐标系     public double X { get; set; }     public double Y { get; set; }     public double Z { get; set; }      //七参数颐养后的空间坐标     public double X2 { get; set; }     public double Y2 { get; set; }     public double Z2 { get; set; }                private double a = 0， f = 0， b = 0， e = 0， e2 = 0;    //椭球参数      private readonly double rho = 180 / Math.PI;     private readonly double d2r = Math.PI / 180;      public double Xs { get; set; }     public double Ys { get; set; }     public double Hs { get; set; }      //七参数 三个线性平移量-单元米 三个旋转平移量-十进制秒为单元（运算时细心颐养为度） 比例因子-单元百万分率 (ppm)     //测量队给出的七参数单元与猜度的单元不同，要进行单元飘浮 1 秒=0.0000048481373323 弧度     //圭表因子有两种单元的暗意神志，一种恶果约为1，如1.0000045，用k暗意；     //另一种即是ppm的暗意神志，稍许比1大少量，如4.5，用m暗意。k=m/1000000     private double dx = 0， dy = 0， dz = 0， rx = 0， ry = 0， rz = 0， m = 0， k = 0;    }3.2、椭球参数赋值

常见的椭球参数值在我的著述经纬度坐标颐养为工程坐标不错找到，这里考取与上述代码对应的4类椭球，并在上述MyPoint类中加多函数EllipsoidParam(EllipsoidType type)。

/// <summary>/// 椭球参数建筑/// </summary>/// <param name='type'>椭球类型</param>private void EllipsoidParam(EllipsoidType type){    // CGCS2000 椭球参数    if (type == EllipsoidType.CGCS2000)    {        this.a = 6378137;        this.f = 1 / 298.257222101;    }     // 西安 80    else if (type == EllipsoidType.西安80)    {        this.a = 6378140;        this.f = 1 / 298.257;    }     // 北京 54    else if (type == EllipsoidType.北京54)    {        this.a = 6378245;        this.f = 1 / 298.3;    }     // WGS-84     else    {        this.a = 6378137;        this.f = 1 / 298.257223563;    }     this.b = this.a * (1 - this.f);    this.e = Math.Sqrt(this.a * this.a - this.b * this.b) / this.a;  //第一偏心率    this.e2 = Math.Sqrt(this.a * this.a - this.b * this.b) / this.b;  //第二偏心率}

3.3、颐养1、3（地面经纬度坐标与地心性固坐标的颐养）

charlee44的博客有C++代码的末端，咫尺欺诈C#重构即可。

上述MyPoint类中加多BLH2XYZ(EllipsoidType type)和XYZ2BLH(EllipsoidType type)两个函数。

/// <summary>/// 经纬度坐标转空间直角坐标/// </summary>/// <param name='type'>椭球类型</param>public void BLH2XYZ(EllipsoidType type = EllipsoidType.WGS84){    EllipsoidParam(type);     double sB = Math.Sin(this.B * d2r);    double cB = Math.Cos(this.B * d2r);    double sL = Math.Sin(this.L * d2r);    double cL = Math.Cos(this.L * d2r);    double N = this.a / (Math.Sqrt(1 - this.e * this.e * sB * sB));     this.X = (N + this.H) * cB * cL;    this.Y = (N + this.H) * cB * sL;    this.Z = (N * (1 - this.e * this.e) + this.H) * sB;     this.X2 = this.X;    this.Y2 = this.Y;    this.Z2 = this.Z;} /// <summary>/// 空间直角坐标转经纬度坐标/// </summary>/// <param name='type'>椭球类型</param>public void XYZ2BLH(EllipsoidType type){    EllipsoidParam(type);     // 这里转出来的B L是弧度    this.L = Math.Atan(this.Y2 / this.X2) + Math.PI;        this.L = this.L * 180 / Math.PI;    // B需要迭代猜度    double B2 = Math.Atan(Z2 / Math.Sqrt(X2 * X2 + Y2 * Y2));    double B1;    double N;    while (true)    {        N = a / Math.Sqrt(1 - f * (2 - f) * Math.Sin(B2) * Math.Sin(B2));        B1 = Math.Atan((Z2 + N * f * (2 - f) * Math.Sin(B2)) / Math.Sqrt(X2 * X2 + Y2 * Y2));        if (Math.Abs(B1 - B2) < 1e-12)            break;        B2 = B1;    }    this.B = B2 * 180 / Math.PI;    double sB = Math.Sin(this.B * d2r);    double cB = Math.Cos(this.B * d2r);    this.H = this.Z2 / sB - N * (1 - this.e * this.e);}3.4、投影颐养

此处仅末端了常见的高斯-克里格投影。上述MyPoint类中加多GaussProjection(EllipsoidType type， ProjectionSetting prjSetting)函数。

/// <summary>/// 欺诈高斯投影将指定椭球类型的经纬度坐标转为投影坐标/// </summary>/// <param name='type'>椭球类型</param>/// <param name='prjSetting'>投影建筑实例</param>public void GaussProjection(EllipsoidType type， ProjectionSetting prjSetting){    this.EllipsoidParam(type);     double l = (this.L - prjSetting.CenterL) / this.rho;     double cB = Math.Cos(this.B * this.d2r);    double sB = Math.Sin(this.B * this.d2r);    double s2b = Math.Sin(this.B * this.d2r * 2);    double s4b = Math.Sin(this.B * this.d2r * 4);    double s6b = Math.Sin(this.B * this.d2r * 6);    double s8b = Math.Sin(this.B * this.d2r * 8);     double N = this.a / Math.Sqrt(1 - this.e * this.e * sB * sB);       // 卯酉圈曲率半径    double t = Math.Tan(this.B * this.d2r);    double eta = this.e2 * cB;     double m0 = this.a * (1 - this.e * this.e);    double m2 = 3.0 / 2.0 * this.e * this.e * m0;    double m4 = 5.0 / 4.0 * this.e * this.e * m2;    double m6 = 7.0 / 6.0 * this.e * this.e * m4;    double m8 = 9.0 / 8.0 * this.e * this.e * m6;     double a0 = m0 + 1.0 / 2.0 * m2 + 3.0 / 8.0 * m4 + 5.0 / 16.0 * m6 + 35.0 / 128.0 * m8;    double a2 = 1.0 / 2.0 * m2 + 1.0 / 2.0 * m4 + 15.0 / 32.0 * m6 + 7.0 / 16.0 * m8;    double a4 = 1.0 / 8.0 * m4 + 3.0 / 16.0 * m6 + 7.0 / 32.0 * m8;    double a6 = 1.0 / 32.0 * m6 + 1.0 / 16.0 * m8;    double a8 = 1.0 / 128.0 * m8;     // X1为自赤说念量起的子午线弧长    double X1 = a0 * (this.B * this.d2r) - 1.0 / 2.0 * a2 * s2b + 1.0 / 4.0 * a4 * s4b - 1.0 / 6.0 * a6 * s6b + 1.0 / 8.0 * a8 * s8b;     this.Xs = X1 + N / 2 * t * cB * cB * l * l + N / 24 * t * (5 - t * t + 9 * Math.Pow(eta， 2) + 4 * Math.Pow(eta， 4)) * Math.Pow(cB， 4) * Math.Pow(l， 4)          + N / 720 * t * (61 - 58 * t * t + Math.Pow(t， 4)) * Math.Pow(cB， 6) * Math.Pow(l， 6);         this.Ys = N * cB * l + N / 6 * (1 - t * t + eta * eta) * Math.Pow(cB， 3) * Math.Pow(l， 3)        + N / 120 * (5 - 18 * t * t + Math.Pow(t， 4) + 14 * Math.Pow(eta， 2) - 58 * eta * eta * t * t) * Math.Pow(cB， 5) * Math.Pow(l， 5);     this.Hs = this.H;     // 假东 假北偏移        this.Xs += prjSetting.PseudoNorth;    this.Ys += prjSetting.PseudoEast;}

其中，ProjectionSetting是一个投影参数建筑类，孤立于MyPoint类，用于设定中央经线、东偏等投影参数。

internal class ProjectionSetting  { private double _centerL; public double CenterL {  get { return _centerL; }  set { _centerL = value; } } private double _centerB; public double CenterB {  get { return _centerB; }  set { _centerB = value; } } private double _pseudoEast; public double PseudoEast      {  get { return _pseudoEast; }  set { _pseudoEast = value; } } private double _pseudoNorth; public double PseudoNorth      {  get { return _pseudoNorth; }  set { _pseudoNorth = value; } } private double _prjScale; public double PrjScale {  get { return _prjScale; }  set { _prjScale = value; } } /// <summary> /// 建筑沿途的投影参数 /// </summary> /// <param name='centerL'></param> /// <param name='centerB'></param> /// <param name='pseudoEast'></param> /// <param name='pseudoNorth'></param> /// <param name='prjScale'></param> public ProjectionSetting(double centerL， double centerB，   double pseudoEast， double pseudoNorth，  double prjScale) {  CenterL = centerL;  CenterB = centerB;  PseudoEast = pseudoEast;  PseudoNorth = pseudoNorth;  PrjScale = prjScale; } /// <summary> /// 仅建筑中央经线和东偏 /// </summary> /// <param name='centerL'></param> /// <param name='pseudoEast'></param> public ProjectionSetting(double centerL， double pseudoEast) {          CenterL = centerL;          CenterB = 0.0;          PseudoEast = pseudoEast;          PseudoNorth = 0.0;          PrjScale = 1.0;      } /// <summary> /// 默许常用投影参数，中央经线120°，东偏500000 /// </summary> public ProjectionSetting() {          CenterL = 120.0;          CenterB = 0.0;          PseudoEast = 500000;          PseudoNorth = 0.0;          PrjScale = 1.0;      }}3.5、颐养2的末端（三参数、七参数）

上述MyPoint类中加多SevenParamTrans(Datum7Paras datum7Paras)和TreeParamTrans(Datum3Paras datum3Paras)函数。

/// <summary>/// 欺诈7参数进行坐标系之间颐养/// </summary>/// <param name='datum7Paras'>7参数实例</param>public void SevenParamTrans(Datum7Paras datum7Paras){    this.dx = datum7Paras.Dx;    this.dy = datum7Paras.Dy;    this.dz = datum7Paras.Dz;    this.rx = datum7Paras.Rx * 0.0000048481373323; //1 秒=0.0000048481373323 弧度    this.ry = datum7Paras.Ry * 0.0000048481373323;    this.rz = datum7Paras.Rz * 0.0000048481373323;    this.m = datum7Paras.PPM;    this.k = this.m / 1000000;     this.X2 = (1 + k) * (this.X + this.rz * this.Y - this.ry * this.Z) + this.dx;    this.Y2 = (1 + k) * (-this.rz * this.X + this.Y + this.rx * this.Z) + this.dy;    this.Z2 = (1 + k) * (this.ry * this.X - this.rx * this.Y + this.Z) + this.dz;} /// <summary>/// 欺诈3参数进行坐标系之间颐养/// </summary>/// <param name='datum3Paras'>3参数实例</param>public void TreeParamTrans(Datum3Paras datum3Paras){    this.dx = datum3Paras.Dx;    this.dy = datum3Paras.Dy;    this.dz = datum3Paras.Dz;     this.X2 = this.X + this.dx;    this.Y2 = this.Y + this.dy;    this.Z2 = this.Z + this.dz;}

Datum3Paras和Datum7Paras是孤立于MyPoint类，用于设定坐标颐养参数。

/// <summary>/// 7参数/// </summary>internal class Datum7Paras{  private double _dx;   public double Dx  {   get { return _dx; }   set { _dx = value; }  }     private double _dy;    public double Dy    {        get { return _dy; }        set { _dy = value; }    }    private double _dz;    public double Dz    {        get { return _dz; }        set { _dz = value; }    }    private double _rx;    public double Rx    {        get { return _rx; }        set { _rx = value; }    }    private double _ry;    public double Ry    {        get { return _ry; }        set { _ry = value; }    }    private double _rz;    public double Rz    {        get { return _rz; }        set { _rz = value; }    }    private double _ppm;    public double PPM    {        get { return _ppm; }        set { _ppm = value; }    }    public Datum7Paras(double dx， double dy，  double dz，          double rx，  double ry，  double rz，         double ppm)    {        _dx = dx;        _dy = dy;        _dz = dz;        _rx = rx;        _ry = ry;        _rz = rz;        _ppm = ppm;    }}internal class Datum3Paras{    private double _dx;    public double Dx    {        get { return _dx; }        set { _dx = value; }    }    private double _dy;    public double Dy    {        get { return _dy; }        set { _dy = value; }    }    private double _dz;    public double Dz    {        get { return _dz; }        set { _dz = value; }    }    public Datum3Paras(double dx，  double dy，  double dz)    {        Dx = dx;        Dy = dy;        Dz = dz;    }}3.6、颐养5的末端（四参数+高程拟合）

上述MyPoint类中加多Transform4Para(Trans4Paras transPara)函数。

此处，高程拟合仅末端了已知一个测点的固定改正差。

/// <summary>/// 投影坐标得到后，进一步欺诈4参数颐养坐标/// </summary>/// <param name='transPara'></param>public void Transform4Para(Trans4Paras transPara){    var X1 = transPara.Dx;    var Y1 = transPara.Dy;     var cosAngle = Math.Cos(transPara.A);    var sinAngle = Math.Sin(transPara.A);     X1 += transPara.K * (cosAngle * this.Xs - sinAngle * this.Ys);    Y1 += transPara.K * (sinAngle * this.Xs + cosAngle * this.Ys);     this.Xs = X1;    this.Ys = Y1; // 固定改正差    this.Hs += transPara.Dh;}

Trans4Paras是孤立于MyPoint类，用于设定坐标颐养参数。

internal class Trans4Paras{    private double _dx;    public double Dx    {        get { return _dx; }        set { _dx = value; }    }    private double _dy;    public double Dy    {        get { return _dy; }        set { _dy = value; }    }    private double _a;    public double A    {        get { return _a; }        set { _a = value; }    }    private double _k;    public double K    {        get { return _k; }        set { _k = value; }    }    private double _dh;    public double Dh    {        get { return _dh; }        set { _dh = value; }    }        public Trans4Paras(double dx， double dy， double a， double k， double dh)    {        Dx = dx;        Dy = dy;        A = a;        K = k;        Dh = dh;    }    public Trans4Paras()    {    }}3.7、调用过程

内部的参数，因为守密原因，作念出了赶紧鼎新，施行使用时可字据我方情况赋值。

3.7.1 一步法

// 实例化猜度参数MyPoint p = new MyPoint();. p.L=113.256;p.B=31.565;p.H=5.216; // 经纬度转空间坐标p.BLH2XYZ(); // 实例化七参数Datum7Paras datum7Paras = new Datum7Paras(    489.2994563566， 141.1525159753， 15.74421120568，    -0.164423， 4.141573， -4.808299，    -6.56482989958); p.SevenParamTrans(datum7Paras); // 空间坐标转回经纬度p.XYZ2BLH(EllipsoidType.WGS84); // 高斯投影 经纬度转平面坐标// 实例化投影参数类ProjectionSetting projectionSetting = new ProjectionSetting(120，500000);p.GaussProjection(EllipsoidType.WGS84， projectionSetting); 

3.7.2 两步法// 实例化猜度参数MyPoint p = new MyPoint();. p.SetLBH(113.256，31.565，5.216); // 经纬度转空间坐标p.BLH2XYZ(); // 实例化七参数Datum7Paras datum7Paras = new Datum7Paras(    489.2994563566， 141.1525159753， 15.74421120568，    -0.164423， 4.141573， -4.808299，    -6.56482989958); p.SevenParamTrans(datum7Paras); // 空间坐标转回经纬度p.XYZ2BLH(EllipsoidType.WGS84); // 高斯投影 经纬度转平面坐标// 实例化投影参数类ProjectionSetting projectionSetting = new ProjectionSetting(120，500000);p.GaussProjection(EllipsoidType.WGS84， projectionSetting); Trans4Paras transformPara = new(6456.15957352521， -134618.390707439， 0.011104964500129， 1.00002537583871， 5.788); p.Transform4Para(transformPara); 四、讲究

至此，对于工程坐标系飘浮，即GPS接管的WGS84椭球的经纬度颐养为场合坐标系的问题，基本沿途末端。代码正确性和准确性的考证是与 南边GPS用具箱作念对比。

举例，聘用上述的一步法，在设定好坐标、7参数、投影参数后，猜度发现，与南边GPS用具箱在y标的偏差1mm。

恶果如下图

情色电影

图片

转自：Aidan_Lee

纠合：cnblogs.com/AidanLee/p/16950730.html

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