坐标转换详解：定义、常用模型及应用范围

什么是坐标转换？

坐标转换是将空间对象的位置描述（如XYZ或BLH）从一种坐标系统转换到另一种坐标系统的过程。这一过程通过建立两个坐标系统之间的一一对应关系来实现。

坐标转换通常包括坐标基准转换和坐标系转换。坐标基准转换是由于两种坐标系采用的椭球参数、定位、定向或尺度设置不同等原因，在两种基准之间进行转换，转换后可能存在一定的精度损失，例如1954年北京坐标系和WGS84坐标系之间的转换。坐标系转换则是在相同基准下，不同坐标表达形式间的变换，与基准转换有本质区别，属于无损转换，如空间直角坐标系和大地坐标系之间的转换。

常用的坐标转换模型有哪些？

三维七参数转换模型：用于不同地球椭球基准下的大地坐标系统间点位坐标转换，涉及三个平移参数、三个旋转参数和一个尺度因子，同时需考虑两种大地坐标系所对应的两个地球椭球长半轴和扁率差。

二维七参数转换模型：适用于不同地球椭球基准下的椭球面上的点位坐标转换，同样涉及三个平移参数、三个旋转参数和一个尺度因子。

三维四参数转换模型：用于局部坐标系间的坐标转换，涉及三个平移参数和一个旋转参数。

二维四参数转换模型：适用于范围较小的不同高斯投影平面坐标转换，涉及两个平移参数、一个旋转参数和一个尺度因子。对于三维坐标，需先通过高斯投影变换得到平面坐标，再计算转换参数。

多项式拟合模型：用于全国/全省或相对独立的平面坐标系统转换。

不同坐标转换模型的应用范围是什么？

三维七参数转换模型：适用于全国及省级椭球面3°及以上不同地球椭球基准下的大地坐标系统间控制点坐标转换。

二维七参数转换模型：同样适用于全国及省级椭球面3°及以上不同地球椭球基准下的大地坐标系统间控制点坐标转换。

三维四参数转换模型：适用于省级以下或局部2°以内范围的控制点坐标转换。

二维四参数转换模型：适用于省级以下控制点平面坐标转换，以及相对独立的平面坐标系统与2000国家大地坐标系的联系。

多项式拟合模型：在椭球面上适用于全国或大范围的拟合；平面拟合则多用于相对独立的平面坐标系统转换。

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