CN101339018B - 远程模式的三维坐标转换方法 - Google Patents

Abstract

一种远程模式的三维坐标转换方法，基于GPRS、CDMA、WIFI、Internet等多种远程系统接收和响应用户信息，进行编码、排队、解码、分析、处理，以及转换参数辨识与选择，进而由转换参数实现源坐标和源高程向目的坐标和目的高程之间的实时转换计算，并将转换后三维坐标发给用户；实现异地的、多用户的、平面和高程同时进行的三维坐标实时精密转换，解决了传统方式在精确性、参数安全性和便捷性等方面的诸多问题。

Description

远程模式的三维坐标转换方法

技术领域

本发明涉及三维坐标转换方法，具体是通过远程模式实现多用户的三维坐标转换。

背景技术

据统计，当今信息化社会中人类活动所涉及的信息总量中有近80％与空间位置信息相关联。随着社会的发展，各行各业对于空间位置信息的需求越来越广泛。由于各种坐标系统和高程系统的存在，坐标转换已成为空间位置信息确定中的一个关键环节。

目前，坐标转换已经涉及到各行各业的应用，如车载导航、资源调查、遥感图像分析、城市建设与管理等等。现有技术中，坐标转换只能在本地进行，作业效率低下；并且用户应用时必须于本地安装转换程序和参数，其程序和参数用户直接可见，不利于成果的保密，也导致数据安全性和用户广泛性较差。另外，现有技术中一般只能进行平面转换，如需确定正常高等高程值，还要再以高程拟合等方法近似地求解，难以满足三维坐标实时精密转换的需求。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种远程模式的三维坐标转换方法，基于远程模式实现异地的、多用户的、平面和高程同时进行的三维坐标实时精密转换，解决了传统方式在精确性、参数安全性和便捷性等方面的诸多问题。

为实现上述目的，远程模式的三维坐标转换方法，其特征在于，所述远程模式的三维坐标转换方法的步骤是：

a、确定平面转换参数；所述平面转换参数为源坐标系与目的坐标系之间的平面转换参数，包含平移因子、尺度因子和旋转角因子；

b、确定高程转换参数；所述高程转换参数为大地高系统向正常

高系统之间转换的转换参数，所述高程转换参数由似大地水准面求取；

c、用户坐标数据采集；由用户端采集用户端原始坐标数据；

d、数据预处理；对步骤c采集的数据处理，提取点位的信息，确定点位待转换的目的坐标系统与高程系统，对以上信息加入数据引导字段形成点位转换预处理成果，所述点位转换预处理成果为数据段形式；

e、远程网络连接与数据段编码；用户端通过网络系统与服务器端相连接，并对点位转换预处理成果编码；

f、用户数据段排列与传送；通过网络系统对编码后的点位转换预处理成果排列，将排列的数据段序列传送给服务器端；

g、数据段序列接收与解码；服务器端接收数据段序列后并对其解码；

h、平面转换参数辨识与选择；对解码后的单个数据段，提取出点位信息和待转换的目的坐标系统与高程系统，服务器端进行点位的平面转换参数辨识与选择；

i、平面坐标转换；辨识与选择完毕点位的平面转换参数之后，服务器端将开始点位源坐标向目的坐标的平面转换；

j、高程转换；利用步骤i中平面转换的目的坐标，服务器端计算点位目的高程；

k、回传三维转换坐标；服务器端将转换后的三维坐标发送给用户端。

作为改进，在所述步骤a中，所述平面转换参数为源坐标系与目的坐标系之间的平面转换参数，包含平移因子、尺度因子和旋转角因子，由四参数或七参数确定；其中由四参数确定平面转换参数为：

${\left[\begin{array}{c}x\\ y\end{array}\right]}_D=(1+m)\left[\begin{array}{cc}\cos \mathrm{\α}& \sin \mathrm{\α}\\ -\sin \mathrm{\α}& \cos \mathrm{\α}\end{array}\right]({\left[\begin{array}{c}x\\ y\end{array}\right]}_S+\left[\begin{array}{c}\mathrm{\Δx}\\ \mathrm{\Δy}\end{array}\right])$

式中：[x y]_D ^T为某点在目的坐标系下的平面坐标；

[x y]_S ^T为该点在源坐标系下的平面坐标；

[Δx Δy]^T为源坐标系转换到目的坐标系的平移参数；

α为源坐标系转换到目的坐标系的旋转角参数；

m为源坐标系转换到目的坐标系的尺度参数；

再利用2个以上公共点，由最小二乘法求出四个转换参数(Δx，Δy，α，m)；

其中由七参数确定平面转换参数为：

设(X，Y，Z)和(X′，Y′，Z′)为基准点在两个不同空间直角坐标系中的坐标，应用布尔沙(Bursa)模型，可列出两个不同空间直角坐标系之间的转换关系，即：

$\left[\begin{array}{c}X\\ Y\\ Z\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}{X}_0\\ Y_0\\ Z_0\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}{X}^{\′}\\ Y^{\′}\\ Z^{\′}\end{array}\right]*\mathrm{\δ\μ}+\left[\begin{array}{ccc}1& {\mathrm{\ϵ}}_Z& {-\mathrm{\ϵ}}_Y\\ {-\mathrm{\ϵ}}_Z& 1& {\mathrm{\ϵ}}_X\\ {\mathrm{\ϵ}}_Y& {-\mathrm{\ϵ}}_X& 1\end{array}\right]*\left[\begin{array}{c}{X}^{\′}\\ Y^{\′}\\ Z^{\′}\end{array}\right]$

式中：(X₀，Y₀，Z₀)为源坐标系转换到目的坐标系的平移参数；

δμ为源坐标系转换到目的坐标系的尺度参数；

(ε_x，ε_y，ε_z)为为源坐标系转换到目的坐标系的旋转角参数；

再利用3个以上公共点，由最小二乘法求出七个转换参数(X₀，Y₀，Z₀，δμ，ε_x，ε_y，ε_z)。

作为改进，在所述步骤b中，大地高和正常高之间的相互关系如下：

h＝h_γ+ξ

式中：h为大地高；

h_γ为正常高；

ξ为高程异常，由似大地水准面确定；

所述似大地水准面利用全球或局部重力场模型，结合重力测量数据、地形数据、卫星测高数据以及GNSS(全球导航卫星定位系统)水准资料，按照物理大地测量的方法综合确定出高分辨率、高精度的区域似大地水准面。

作为改进，在所述步骤c中，所示用户端数据采集为用户端原始坐标数据的获取，通过卫星定位系统、全站仪、路标、电子地图等进行测量而获得用户端原始坐标数据；或直接导入其它定位设备的坐标数据。

作为改进，在所述步骤d中，用户端从工程文件、GNSS接收机、手簿或PDA文件设备中提取点位的点名、属性、坐标和高程，提取点位的源坐标系统与高程系统，同时确定点位待转换的目的坐标系统与高程系统；在此基础上，将提取和确定后的点位信息加入数据引导字段，形成点位转换预处理成果，所述点位转换预处理成果为数据段形式。

作为改进，在所述步骤e中，用户端通过网络系统与服务器端相连接，即与远程服务器系统相连接，远程服务器系统为所连接的每个用户端分配一个IP地址；在此基础上，服务器端完成与各个用户端之间的信息侦听、连接、编码工作；所述网络系统为GPRS、CDMA、WIFI或Internet。

作为改进，在所述步骤f中，单个用户端通过网络系统与远程服务器系统相连接后，发送自己的坐标数据段；多个用户时，通过网络系统对大量的用户端的点位转换预处理成果完成数据段排列后，并统一向服务器端传送数据段序列；所述网络系统为GPRS、CDMA、WIFI或Internet。

作为改进，在所述步骤g中，数据段序列接收与解码的流程是，用户端向服务器端发送请求后，服务器端响应请求，通过网络系统发送数据段序列，服务器端接收数据段序列后对数据段序列解码分析；数据段序列解码为单个数据段。

作为改进，在所述步骤h中，数据段序列解码为单个数据段后，服务器端将继续对该数据段进行分析，从中分别提取出IP地址、点位的点名、属性、坐标和高程，点位的源坐标系统与高程系统，以及点位待转换的目的坐标系统与高程系统；利用点位坐标与目的坐标系统及目的高程系统，服务器端将继续进行该点的平面转换参数的辨识与选择。

作为改进，在所述步骤i中，辨识与选择完毕该点的平面转换参数之后，服务器端将由此开始点位源坐标向目的坐标的平面转换：

${\left[\begin{array}{c}x\\ y\end{array}\right]}_D={\mathrm{\δH}}_p\left({\left[\begin{array}{c}x\\ y\end{array}\right]}_S\right)$

式中：

δH_p为该处的平面转换模型；

${\left[\begin{array}{c}x\\ y\end{array}\right]}_D$ 为目的坐标；

${\left[\begin{array}{c}x\\ y\end{array}\right]}_S$ 为源坐标。

作为改进，在所述步骤j中，利用点位平面坐标，服务器端由似大地水准面模型读取格网点，并可由双线性内插算法计算点位的高程异常：

ξ＝a₀₀+a₁₀X+a₀₁Y+a₁₁XY

式中：

a_ij为二维系数；

由此，进一步获取点位的正常高：

h_γ＝h-ξ

式中：

h_γ为正常高；

h为大地高；

ξ为高程异常，通过似大地水准面精确确定。

作为改进，在所述步骤k中，服务器端将转换后的三维坐标根据数据段的IP地址发送给用户。

作为进一步改进，所述似大地水准面计算的具体方法是为：

(1)通过重力值的归算获得地面或大地水准面上的空间重力异常；

(2)利用离散点的“观测”均衡重力异常值作为已知值或采样值，按拟合方法确定每个格网结点上的均衡异常，形成平均重力异常基础格网数据；

(3)将每个格网均衡异常按地面重力归算的逆过程，即在格网均衡异常中分别减去布格改正、局部地形改正和均衡改正，分别恢复为大地水准面上和地面空间重力异常；

(4)将地面空间异常减去模型重力异常得到格网残差空间异常，在残差空间异常中加上局部地形改正得到残差法耶异常；

(5)应用斯托克斯(Stokes)公式由格网平均残差空间异常，利用FFT技术计算每个格网中点的残差重力大地水准面高；将Molodensky级数的零阶项与一阶项合并，取G₁近似等于局部地形改正，与残差空间异常相加形成残差法耶异常，应用斯托克斯(Stokes)公式由格网平均残差法耶异常并考虑地形的间接影响计算残差高程异常；

(6)利用位模型系数由FFT技术分别计算位模型的大地水准面高和高程异常，并将其分别加上残差重力大地水准面高和残差高程异常，得到重力大地水准面和重力似大地水准面；

(7)将离散的GNSS水准与对应的重力似大地水准面不符值序列通过利用数学或物理方法消除或减弱，所述数学方法为最小二乘法；

(8)形成似大地水准面格网模型。

与现有技术相比，本发明设计了用户端算法和服务器端算法，以及远程坐标传输与转换方法，可以基于GPRS、CDMA、WIFI、Internet等多种远程系统接收和响应用户信息，进行编码、排队、解码、分析、处理，以及转换参数辨识与选择，进而由转换参数实现源坐标和源高程向目的坐标和目的高程之间的实时转换计算，并将转换后三维坐标发给用户，满足用户空间三维位置的确定需要。本方法可广泛应用空间位置确定、移动位置服务、CORS测量、RTK测量、交通导航、测绘、公共安全、水利、农林业等领域，具有极高的科研、国防和商业价值。

附图说明

图1为本发明的系统实现框图；

图2为本发明的算法流程框图；

图3为本发明的用户数据段排列及传输示意框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1和2所示，其中图1为本发明的系统实现框图，实现所述远程模式的三维坐标转换方法的系统包括用户端、网络系统和服务器端，同时在服务器端需要先确定平面转换参数和建立似大地水准面模型；图2为本发明的算法流程框图，结合本图所示，本发明的详细步骤如下：

1、求取系列的平面转换参数，即要确定平面转换参数

坐标系之间的差异主要取决于坐标系的定位与定向，椭球参数以及坐标系的尺度定义。因此，实现平面坐标转换的首要前提是必须建立起平面坐标系统之间符合精度和管理要求的严密转换关系。两坐标系统之间的平面转换参数包含平移、旋转和尺度等因子，可通过四参数或七参数确定。对于较小的区域，两坐标系统之间的平面转换参数是固定的。对于较大的范围，其转换参数则是随不同的区域而变化的，可按区域确定多个平面转换参数。其中由四参数确定平面转换参数为：

${\left[\begin{array}{c}x\\ y\end{array}\right]}_D=(1+m)\left[\begin{array}{cc}\cos \mathrm{\α}& \sin \mathrm{\α}\\ -\sin \mathrm{\α}& \cos \mathrm{\α}\end{array}\right]({\left[\begin{array}{c}x\\ y\end{array}\right]}_s+\left[\begin{array}{c}\mathrm{\Δx}\\ \mathrm{\Δy}\end{array}\right])$

式中：

[x y]_D ^T为某点在目的坐标系下的平面坐标；

[x y]_S ^T为该点在源坐标系下的平面坐标；

[Δx Δy]^T为源坐标系转换到目的坐标系的平移参数；

α为源坐标系转换到目的坐标系的旋转角参数；

m为源坐标系转换到目的坐标系的尺度参数；

再利用2个以上公共点，由最小二乘法求出四个转换参数(Δx，Δy，α，m)；

对于采用大地坐标形式的空间坐标系，还可以采用如下方法实现向平面坐标系的转换，即由七参数确定平面转换参数为：

$\left[\begin{array}{c}X\\ Y\\ Z\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}{X}_0\\ Y_0\\ Z_0\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}{X}^{\′}\\ Y^{\′}\\ Z^{\′}\end{array}\right]*\mathrm{\δ\μ}+\left[\begin{array}{ccc}1& {\mathrm{\ϵ}}_Z& {-\mathrm{\ϵ}}_Y\\ {-\mathrm{\ϵ}}_Z& 1& {\mathrm{\ϵ}}_X\\ {\mathrm{\ϵ}}_Y& {-\mathrm{\ϵ}}_X& 1\end{array}\right]*\left[\begin{array}{c}{X}^{\′}\\ Y^{\′}\\ Z^{\′}\end{array}\right]$

式中：

(X₀，Y₀，Z₀)为源坐标系转换到目的坐标系的平移参数；

δμ为源坐标系转换到目的坐标系的尺度参数；

(ε_x，ε_y，ε_z)为为源坐标系转换到目的坐标系的旋转角参数；

再利用3个以上公共点，由最小二乘法求出七个转换参数(X₀，Y₀，Z₀，δμ，ε_x，ε_y，ε_z)。

2、似大地水准面模型建立及确定高程转换参数大地高和正常高h_γ之间的相互关系如下：

h＝h_γ+ξ

式中：

h为大地高；

h_γ为正常高；

ξ为高程异常，可通过似大地水准面精确确定。

对于大地高系统向正常高系统之间的转换，其转换参数是非线性的不规则曲面，可利用全球或局部重力场模型，结合重力测量数据、地形数据、卫星测高数据以及GNSS(Global Navigation SatelliteSystem，全球导航卫星定位系统)水准资料等，按照物理大地测量的方法综合确定出高分辨率、高精度的区域似大地水准面，严密求取高程参数。似大地水准面计算的技术方法为：

(1)地面重力观测值的归算

利用通过重力值的归算获得地面(或大地水准面)上的空间重力异常，

(2)推估内插形成格网地形均衡异常

为形成平均重力异常基础格网数据，用离散点的“观测”均衡重力异常值作为已知(采样)值，按拟合方法确定每个格网结点上的均衡异常。

(3)利用DTM恢复格网平均空间重力异常

将每个格网均衡异常按地面重力归算的逆过程，即在格网均衡异常中分别减去布格改正、局部地形改正和均衡改正，分别恢复为大地水准面上和地面空间重力异常。

(4)移去位模型重力异常生成残差空间异常和残差法耶异常将地面空间异常减去模型重力异常得到格网残差空间异常，在残差空间异常中加上局部地形改正得到残差法耶异常。

(5)计算格网残差重力大地水准面高与残差高程异常

应用Stokes公式由格网平均残差空间异常，利用FFT技术计算每个格网中点的残差重力大地水准面高；将Molodensky级数的零阶项与一阶项合并，取G₁近似等于局部地形改正，与残差空间异常相加形成残差法耶异常，应用Stokes公式由格网平均残差法耶异常并考虑地形的间接影响计算残差高程异常。

(6)由位模型值恢复重力大地水准面高和高程异常

利用位模型系数由FFT技术分别计算位模型的大地水准面高和高程异常，并将其分别加上残差重力大地水准面高和残差高程异常，得到重力大地水准面和重力似大地水准面。

(7)重力似大地水准面与GNSS水准似大地水准面的符合

将离散的GNSS水准与对应的重力似大地水准面不符值序列通过利用某种数学或物理方法消除或减弱，如最小二乘法等。

(8)形成似大地水准面格网模型。

3、用户坐标数据采集

用户端采用GNSS接收机、手簿、PDA、手机、全站仪、经纬仪等定位设备，其操作系统可采用WinCE、Linux或其它嵌入式系统等。用户端数据采集是指用户端原始坐标数据的获取，这些坐标可通过卫星定位系统、全站仪、路标、电子地图等进行测量而获得，亦可以直接导入其它定位设备的坐标数据。

4、数据预处理

数据预处理是坐标转换前的一个基本性预备工作。用户端从工程文件、GNSS接收机、手簿、PDA等文件设备中提取点位的点名、属性、坐标和高程，提取点位的源坐标系统与高程系统，同时还需要确定点位待转换的目的坐标系统与高程系统。在此基础上，以上述坐标和信息加入数据引导字段，形成点位转换预处理成果，其数据段格式如下：

点名

点属性

源坐标系统

源高程系统

源坐标

源高程

目的坐标系统

目的高程系统

5、远程网络连接与数据段编码

用户端可同时通过GPRS、CDMA、WIFI、Internet等网络系统与远程服务器系统相连接，所连接的每个用户端可得到一个由远程服务器系统分配的IP地址。在此基础上，端服务器端将完成与各个用户端之间的信息侦听、连接、编码等一系列工作。

对于每个用户的连接，其数据段编码格式如下：

IP

点名

点属性

源坐标系统

源高程系统

源坐标

源高程

目的坐标系统

目的高程系统

对于一系列用户的批量连接与转换，其数据段编码格式如下：

IP1	点名1	点属性	源坐标系统	源高程系统	源坐标	源高程	目的坐标系统	目的高程系统
									IP1	点名2	点属性	源坐标系统	源高程系统	源坐标	源高程	目的坐标系统	目的高程系统
IP2	点名1	点属性	源坐标系统	源高程系统	源坐标	源高程	目的坐标系统	目的高程系统
									IP3	点名1	点属性	源坐标系统	源高程系统	源坐标	源高程	目的坐标系统	目的高程系统

6、用户数据段排列与传送

如图3所示，为本发明的用户数据段排列及传输示意框图。每个用户端通过GPRS、CDMA、WIFI、Internet等网络系统与远程服务器系统相连接，后都可以发送自己的坐标数据段。多个用户时，通过网络系统对大量的用户端完成数据段排列，并统一向服务器端传送数据段序列。

7、数据段序列接收与解码

数据段序列接收与解码的流程为“发送请求-响应请求-发送数据段序列-接收数据段序列-数据段序列解码分析”。

数据段序列解码为单个数据段后，服务器端将继续对该数据段进行分析，从中分别提取出IP、点位的点名、属性、坐标和高程，点位的源坐标系统与高程系统，以及点位待转换的目的坐标系统与高程系统。

8、平面转换参数辨识与选择

利用数据段的坐标与和序列解码为单个数据段后，服务器端将继续对该数据段进行分析，从中分别提取出IP、点位的点名、属性、坐标和高程，点位的源坐标系统与高程系统，以及点位待转换的目的坐标系统与高程系统。利用点位坐标与目的坐标系统及目的高程系统，服务器端将继续进行该点的平面转换参数的辨识与选择。

对于较小的区域，两坐标系统之间的平面转换参数是固定的；而对于较大的范围，其转换参数则是随不同的区域而变化的。可按区域确定多个平面转换参数，并在实际使用中根据位置选择不同参数：

δH_p＝TH(x，y)

式中：

TH为区域平面转换参数搜寻函数；

(x，y)为点位位置；

δH_p为该处的平面转换模型。

9、平面坐标转换

辨识与选择完毕该点的平面转换参数之后，服务器端将可以由此开始点位源坐标向目的坐标的平面转换：

${\left[\begin{array}{c}x\\ y\end{array}\right]}_D={\mathrm{\δH}}_p\left({\left[\begin{array}{c}x\\ y\end{array}\right]}_S\right)$

式中：

δH_p为该处的平面转换模型；

${\left[\begin{array}{c}x\\ y\end{array}\right]}_D$ 为目的坐标；

${\left[\begin{array}{c}x\\ y\end{array}\right]}_S$ 为源坐标。

10、高程转换

利用点位平面坐标，服务器端由似大地水准面模型读取格网点，并可由双线性内插算法计算点位的高程异常：

ξ＝a₀₀+a₁₀X+a₀₁Y+a₁₁XY

式中：

a_ij为二维系数；

由此，进一步即可以获取点位的正常高：

h_γ＝h-ξ

式中：

h_γ为正常高；

h为大地高；

ξ为高程异常，可通过似大地水准面精确确定。

11、回传三维转换坐标

服务器端将转换后的三维坐标根据数据段IP地址发送给用户，用户端接收数据后可向用户及用户设备展示或使用转换后的坐标。

本发明系统的提供了一种远程模式的三维坐标转换方法，能够实现三维坐标实时精密转换。本发明应用广泛，安全性高，效率高，并且是位置信息确定的关键技术。

Claims (13)

1.远程模式的三维坐标转换方法，其特征在于，所述远程模式的三维坐标转换方法的步骤是：

a、确定平面转换参数；所述平面转换参数为源坐标系与目的坐标系之间的平面转换参数，包含平移因子、尺度因子和旋转角因子；

b、确定高程转换参数；所述高程转换参数为大地高系统向正常高系统之间转换的转换参数，所述高程转换参数由似大地水准面求取；

c、用户坐标数据采集；由用户端采集用户端原始坐标数据；

d、数据预处理；对步骤c采集的数据处理，提取点位的信息，确定点位待转换的目的坐标系统与高程系统，对所提取的点位信息及点位待转换的目的坐标系统与高程系统加入数据引导字段形成点位转换预处理成果，所述点位转换预处理成果为数据段形式；

e、远程网络连接与数据段编码；用户端通过网络系统与服务器端相连接，并对点位转换预处理成果编码；

f、用户数据段排列与传送；通过网络系统对编码后的点位转换预处理成果排列，将排列的数据段序列传送给服务器端；

g、数据段序列接收与解码；服务器端接收数据段序列后并对其解码；

h、平面转换参数辨识与选择；对解码后的单个数据段，提取出点位信息和待转换的目的坐标系统与高程系统，服务器端进行点位的平面转换参数辨识与选择；

i、平面坐标转换；辨识与选择完毕点位的平面转换参数之后，服务器端将开始点位源坐标向目的坐标的平面转换；

j、高程转换；利用步骤i中平面转换的目的坐标，服务器端计算点位目的高程；

k、回传三维转换坐标；服务器端将转换后的三维坐标发送给用户端。

2.根据权利要求1所述的远程模式的三维坐标转换方法，其特征在于：在所述步骤a中，所述平面转换参数为源坐标系与目的坐标系之间的平面转换参数，包含平移因子、尺度因子和旋转角因子，由四参数或七参数确定；其中由四参数确定平面转换参数为：

${\left[\begin{array}{c}x\\ y\end{array}\right]}_D=(1+m)\left[\begin{array}{cc}\cos \mathrm{\α}& \sin \mathrm{\α}\\ -\sin \mathrm{\α}& \cos \mathrm{\α}\end{array}\right]({\left[\begin{array}{c}x\\ y\end{array}\right]}_S+\left[\begin{array}{c}\mathrm{\Δx}\\ \mathrm{\Δy}\end{array}\right])$

式中，[x y]_D ^T为某点在目的坐标系下的平面坐标；

[x y]_S ^T为该点在源坐标系下的平面坐标；

[Δx Δy]^T为源坐标系转换到目的坐标系的平移参数；

α为源坐标系转换到目的坐标系的旋转角参数；

m为源坐标系转换到目的坐标系的尺度参数；

再利用2个以上公共点，由最小二乘法求出四个转换参数(Δx，Δy，α，m)；

其中由七参数确定平面转换参数为：

设(X，Y，Z)和(X′，Y′，Z′)为基准点在两个不同空间直角坐标系中的坐标，应用布尔沙模型，可列出两个不同空间直角坐标系之间的转换关系，即：

$\left[\begin{array}{c}X\\ Y\\ Z\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}{X}_0\\ Y_0\\ Z_0\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}{X}^{\′}\\ Y^{\′}\\ Z^{\′}\end{array}\right]*\mathrm{\δ\μ}+\left[\begin{array}{ccc}1& {\mathrm{\ϵ}}_Z& -{\mathrm{\ϵ}}_Y\\ -{\mathrm{\ϵ}}_Z& 1& {\mathrm{\ϵ}}_X\\ {\mathrm{\ϵ}}_Y& {-\mathrm{\ϵ}}_X& 1\end{array}\right]*\left[\begin{array}{c}{X}^{\′}\\ Y^{\′}\\ Z^{\′}\end{array}\right]$

式中，(X₀，Y₀，Z₀)为源坐标系转换到目的坐标系的平移参数；

δμ为源坐标系转换到目的坐标系的尺度参数；

(ε_x，ε_y，ε_z)为为源坐标系转换到目的坐标系的旋转角参数；

再利用3个以上公共点，由最小二乘法求出七个转换参数(X₀，Y₀，Z₀，δμ，ε_x，ε_y，ε_z)。

3.根据权利要求2所述的远程模式的三维坐标转换方法，其特征在于：在所述步骤b中，大地高和正常高之间的相互关系如下：

                    h＝h_γ+ξ

式中，h为大地高；

h_γ为正常高；

ξ为高程异常，由似大地水准面确定；

所述似大地水准面利用全球或局部重力场模型，结合重力测量数据、地形数据、卫星测高数据以及GNSS水准资料，按照物理大地测量的方法综合确定出高分辨率、高精度的区域似大地水准面。

4.根据权利要求3所述的远程模式的三维坐标转换方法，其特征在于：在所述步骤c中，所示用户端数据采集为用户端原始坐标数据的获取，通过卫星定位系统、全站仪、路标或电子地图进行测量而获得用户端原始坐标数据；或直接导入其它定位设备的坐标数据。

5.根据权利要求4所述的远程模式的三维坐标转换方法，其特征在于：在所述步骤d中，用户端从工程文件、GNSS接收机、手簿或PDA文件设备中提取点位的点名、属性、坐标和高程，提取点位的源坐标系统与高程系统，同时确定点位待转换的目的坐标系统与高程系统；在此基础上，将提取和确定后的点位信息加入数据引导字段，形成点位转换预处理成果，所述点位转换预处理成果为数据段形式。

6.根据权利要求5所述的远程模式的三维坐标转换方法，其特征在于：在所述步骤e中，用户端通过网络系统与服务器端相连接，即与远程服务器系统相连接，远程服务器系统为所连接的每个用户端分配一个IP地址；在此基础上，服务器端完成与各个用户端之间的信息侦听、连接、编码工作；所述网络系统为GPRS、CDMA、WIFI或Internet。

7.根据权利要求6所述的远程模式的三维坐标转换方法，其特征在于：在所述步骤f中，单个用户端通过网络系统与远程服务器系统相连接后，发送自己的坐标数据段；多个用户时，通过网络系统对大量的用户端的点位转换预处理成果完成数据段排列后，并统一向服务器端传送数据段序列；所述网络系统为GPRS、CDMA、WIFI或Internet。

8.根据权利要求7所述的远程模式的三维坐标转换方法，其特征在于：在所述步骤g中，数据段序列接收与解码的流程是，用户端向服务器端发送请求后，服务器端响应请求，通过网络系统发送数据段序列，服务器端接收数据段序列后对数据段序列解码分析；数据段序列解码为单个数据段。

9.根据权利要求8所述的远程模式的三维坐标转换方法，其特征在于：在所述步骤h中，数据段序列解码为单个数据段后，服务器端将继续对该数据段进行分析，从中分别提取出IP地址、点位的点名、属性、坐标和高程，点位的源坐标系统与高程系统，以及点位待转换的目的坐标系统与高程系统；利用点位坐标与目的坐标系统及目的高程系统，服务器端将继续进行该点的平面转换参数的辨识与选择。

10.根据权利要求9所述的远程模式的三维坐标转换方法，其特征在于：在所述步骤i中，辨识与选择完毕该点的平面转换参数之后，服务器端将由此开始点位源坐标向目的坐标的平面转换：

${\left[\begin{array}{c}x\\ y\end{array}\right]}_D={\mathrm{\δH}}_p\left({\left[\begin{array}{c}x\\ y\end{array}\right]}_S\right)$

式中：

δH_p为该处的平面转换模型；

为目的坐标；

为源坐标。

11.根据权利要求10所述的远程模式的三维坐标转换方法，其特征在于：在所述步骤j中，利用点位平面坐标，服务器端由似大地水准面模型读取格网点，并由双线性内插算法计算点位的高程异常：

        ξ＝a₀₀+a₁₀X+a₀₁Y+a₁₁XY

式中：

a_ij为二维系数；

由此，进一步获取点位的正常高：

            h_γ＝h-ξ

式中：

h_γ为正常高；

h为大地高；

ξ为高程异常，通过似大地水准面精确确定。

12.根据权利要求11所述的远程模式的三维坐标转换方法，其特征在于：在所述步骤k中，服务器端将转换后的三维坐标根据数据段的IP地址发送给用户。

13.根据权利要求3所述的远程模式的三维坐标转换方法，其特征在于：所述似大地水准面计算的具体方法是为：

(1)通过重力值的归算获得地面或大地水准面上的空间重力异常；

(2)利用离散点的“观测”均衡重力异常值作为已知值或采样值，按拟合方法确定每个格网结点上的均衡异常，形成平均重力异常基础格网数据；

(3)将每个格网均衡异常按地面重力归算的逆过程，即在格网均衡异常中分别减去布格改正、局部地形改正和均衡改正，分别恢复为大地水准面上和地面空间重力异常；

(4)将地面空间异常减去模型重力异常得到格网残差空间异常，在残差空间异常中加上局部地形改正得到残差法耶异常；

(5)应用斯托克斯公式由格网平均残差空间异常，利用FFT技术计算每个格网中点的残差重力大地水准面高；将Molodensky级数的零阶项与一阶项合并，取G₁近似等于局部地形改正，与残差空间异常相加形成残差法耶异常，应用斯托克斯公式由格网平均残差法耶异常并考虑地形的间接影响计算残差高程异常；

(6)利用位模型系数由FFT技术分别计算位模型的大地水准面高和高程异常，并将其分别加上残差重力大地水准面高和残差高程异常，得到重力大地水准面和重力似大地水准面；

(7)将离散的GNSS水准与对应的重力似大地水准面不符值序列通过利用数学或物理方法消除或减弱，所述数学方法为最小二乘法；

(8)形成似大地水准面格网模型。

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