坐标转换快捷法：用Excel 计算高斯投影正算

1、概述

GPS测量作为现代高新技术手段，能方便快捷的测定点位坐标，在操作上比全站仪等其他常规测量设备有明显的优越性。随着我国各地GPS连续运行参考站(CORS)的不断建设，使得单机作业模式得到大范围推广，在CORS的支持下定位的精度大大提高，已经达到了亚米级、厘米级精度，能够满足国土资源调查、土地利用更新、道路工程测量、遥感监测等工作的应用。

一般情况，我们使用的是北京54坐标系统或西安80坐标系统，而GPS测定的坐标是WGS-84坐标系坐标，需要进行坐标系转换。对于非测量专业的工作人员来说，虽然GPS定位操作非常容易，但坐标转换则难以掌握，EXCEL是比较普及的电子表格软件，能够处理较复杂的数学运算，用它来进行GPS坐标转换会非常轻松自如。

要进行坐标系转换，离不开高斯投影换算，下面介绍用EXCEL进行换算的方法将GPS坐标转换为平面坐标格式。

2、坐标转换

从经纬度BL换算到高斯平面直角坐标XY(高斯投影正算)，或从XY换算成BL(高斯投影反算)，一般需要专用计算机软件完成，在目前流行的换算软件中，存在一个共同的不足之处，就是灵活性较差，大都需要一个点一个点地进行，不能成批量地完成，而具有批量转换功能的软件大多是收费的，价格不菲，这样给实际的工作带来许多不便。

2.1 用EXCEL表格进行坐标转换

EXCEL可以处理复杂的数学运算，可以很直观、方便地完成坐标换算工作，不需要写代码，不需要编制任何软件，只需要在EXCEL的相应单元格中输入相应的公式即可。下面以北京54坐标系统为例，介绍具体的计算方法。

本方法完成经纬度坐标BL到平面直角坐标XY的换算，在EXCEL表格中大约需要占用21列，也可以通过简化计算公式或考虑直观性，适当减少或增加所占列数。在EXCEL中，输入公式的起始单元格不同，则反映出来的公式不同，以公式从第2行第1列(A2格)为起始单元格为例，各单元格的公式如下：

按上面表格中的公式输入到相应单元格后，就可方便地由经纬度求得平面直角坐标。当输入完所有的经纬度后，用鼠标下拉一拖即可得到所有的计算结果。表中的许多单元格公式为中间过程，可以用EXCEL的列隐藏功能把这些没有必要显示的列隐藏起来，表面上形成标准的计算报表，使整个计算表简单明了。

2.2 用例

用此表格可方便GPS定位的GPGGA信息离散度分析，我们知道，GPS定位坐标的离散度从一定程度上代表着接收机定位结果的精度，通过此数据常用来实际分析某款GPS接收机平面坐标的可靠性。

分析GPGGA定位信息，将保存的数据导入到EXCEL表格中，只保留B L H，在EXCEL中填写对应单元格的内容，即可计算出北京54坐标系下的平面坐标X Y

图1 计算X Y坐标

这样通过平面坐标的方式就更加直观的体现GPS接收机定位结果的精度了，可利用EXCEL继续分析坐标的离散度，在此不做赘述。

3、结论

现代PC机的性能越来越强劲，在EXCEL的支持下，从理论上讲，可计算的数据量是无限的，当第一次输入公式后，相当于自己完成了一软件的编制，可另存起来供今后重复使用，非常方便。

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