1、第二十講,我國(guó)的大地坐標(biāo)系,地心坐標(biāo)系及其應(yīng)用需求 協(xié)議地球參考系和協(xié)議地球參考框架的定義 協(xié)議地球參考系和協(xié)議地球參考框架 協(xié)議地球參考框架的建立和維持 國(guó)際地球參考框架ITRF和WGS84,7.5 我國(guó)的大地坐標(biāo)系,一、 1954年北京坐標(biāo)系 二、 1980年國(guó)家大地坐標(biāo)系 三、 新1954年北京坐標(biāo)系 四、 1978地心坐標(biāo)系 五、 1988地心坐標(biāo)系 六、 2000中國(guó)大地坐標(biāo)系,一、 1954北京坐標(biāo)系,1942年普爾科沃坐標(biāo)系,在1932年普爾科沃坐標(biāo)系基礎(chǔ)上改用克拉索夫斯基橢球參數(shù)，進(jìn)行多點(diǎn)定位,一、 1954北京坐標(biāo)系,2）采用克拉索夫斯基橢球 a=6378245m =1:29

2、8.3,5）大地原點(diǎn)在前蘇聯(lián)的普爾科沃,7）我國(guó)的1954北京坐標(biāo)系坐標(biāo)是局部平差結(jié)果,3）多點(diǎn)定位,1）屬參心大地坐標(biāo)系,6）高程異常以蘇聯(lián)1955年大地水準(zhǔn)面重新平差結(jié)果為 起算值，按我國(guó)天文水準(zhǔn)路線推算,特點(diǎn),4）X=Y=Z=0,一、 1954北京坐標(biāo)系,1954北京坐標(biāo)系大陸部分的大地水準(zhǔn)面圖,一、 1954北京坐標(biāo)系,二、 1980年國(guó)家大地坐標(biāo)系,二、 1980年國(guó)家大地坐標(biāo)系,簡(jiǎn)介,5）大地原點(diǎn)在我國(guó)中部地區(qū)，推算坐標(biāo)的精度比較均勻，位于陜西省涇陽(yáng)縣永樂(lè)鎮(zhèn)，在西安市以北60公里，可簡(jiǎn)稱西安原點(diǎn)。大地經(jīng)緯度的概略值是： L10855， B3432,6）1980國(guó)家大地坐標(biāo)系建立后，

3、用它計(jì)算了全國(guó)天文大地網(wǎng)整體平差近5萬(wàn)個(gè)點(diǎn)的成果,二、 1980年國(guó)家大地坐標(biāo)系,1980國(guó)家大地坐標(biāo)系大陸部分的大地水準(zhǔn)面圖,三、新1954年北京坐標(biāo)系,新1954北京坐標(biāo)系是將1980國(guó)家大地坐標(biāo)系采用的IUGG1975橢球參數(shù)換成克拉索夫斯基橢球參數(shù)后，在空間平移后的一種參心大地坐標(biāo)系，其平移量為1980國(guó)家大地坐標(biāo)系按（7.35）式解得的定位參數(shù) X0、 Y0、 Z0的值反號(hào)：,三、新1954年北京坐標(biāo)系,我國(guó)三種參心坐標(biāo)系的關(guān)系,四、1978年地心坐標(biāo)系,1978年地心坐標(biāo)系是將1954北京坐標(biāo)系通過(guò)地心一號(hào)DX1坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)轉(zhuǎn)換得到的地心坐標(biāo)系。DX1只有三個(gè)平移參數(shù)。 1978年

4、地心坐標(biāo)系與1954北京坐標(biāo)系的關(guān)系為：,精度：1978地心坐標(biāo)系的坐標(biāo)分量中誤差約為10m,五、1988年地心坐標(biāo)系,定義：1988地心坐標(biāo)系的原點(diǎn)是地球的質(zhì)心，Z軸指向國(guó)際協(xié)議原點(diǎn)CIO(BIH1968)，X軸指向國(guó)際經(jīng)度原點(diǎn)(BIH1968)，Y軸和Z、X軸構(gòu)成右手坐標(biāo)系。長(zhǎng)度單位為m。用大地坐標(biāo)形式表示時(shí)，橢球參數(shù)是：a6378140m， 1:298.257 轉(zhuǎn)換參數(shù)：DX2有7個(gè)轉(zhuǎn)換參數(shù)組成。地心二號(hào)有兩套轉(zhuǎn)換參數(shù)，即DX21954和DX21980，所得地心坐標(biāo)結(jié)果完全相同 精度：由DX2得地心坐標(biāo)任一分量中誤差優(yōu)于5m,六、2000國(guó)家大地坐標(biāo)系 China Geodetic Co

5、ordinate System 2000,定義與協(xié)議地球參考系的定義一致，即原點(diǎn)：包括海洋和大氣的整個(gè)地球的質(zhì)量中心；定向：初始定向由1984.0時(shí)BIH（國(guó)際時(shí)間局）定向給定；定向時(shí)間演化：定向的時(shí)間演化使得地殼無(wú)整體旋轉(zhuǎn) 長(zhǎng)度單位為引力相對(duì)論意義下局部地球框架中的米。 參考?xì)v元為2000.0。 橢球參數(shù)為2000參考橢球： a6378137m GM3.98600441810-14m3s-2 f1/298.257222101 7.29211510-5rads-1 正常橢球與參考橢球一致,具體實(shí)現(xiàn)：三個(gè)層次的站網(wǎng)坐標(biāo)和速度，即： 第一層次：連續(xù)運(yùn)行參考站，構(gòu)成CGCS2000的基本骨架，其坐標(biāo)

6、精度為mm級(jí)，速度精度為1mm/a。連續(xù)運(yùn)行參考站還為靜態(tài)、動(dòng)態(tài)定位和導(dǎo)航提供坐標(biāo)基準(zhǔn)。 第二層次：空間大地網(wǎng)，包括中國(guó)全部領(lǐng)土和領(lǐng)海內(nèi)的GPS網(wǎng)點(diǎn)，三維地心坐標(biāo)精度為cm級(jí)，速度精度為23mm/a。 空間大地網(wǎng)和連續(xù)運(yùn)行參考站共同構(gòu)成CGCS2000的框架。 第三層次：天文大地網(wǎng)，包括經(jīng)空間網(wǎng)與地面網(wǎng)聯(lián)合平差的約5萬(wàn)個(gè)天文大地點(diǎn)，其大地經(jīng)緯度誤差不超過(guò)0.3m，大地高誤差不超過(guò)0.5m。,六、2000國(guó)家大地坐標(biāo)系 China Geodetic Coordinate System 2000,與ITRS的關(guān)系： 從定義上看，CGCS2000與ITRS屬同一坐標(biāo)系； 基準(zhǔn)站坐標(biāo)屬于ITRF框架，

7、因此，CGCS2000與ITRF應(yīng)屬同一參考框架； 通過(guò)合理的觀測(cè)和計(jì)算，可以盡量使CGCS2000與ITRF的一致性保持在2cm以內(nèi)。,CGCS2000相當(dāng)于ITRF在中國(guó)的加密，在厘米量級(jí)上可忽略CGCS2000與ITRF的差異。,啟用CGCS2000的影響及應(yīng)對(duì)策略,六、2000國(guó)家大地坐標(biāo)系 China Geodetic Coordinate System 2000,1）舊坐標(biāo)系下的大地點(diǎn)成果（約20多萬(wàn)）； 2）舊坐標(biāo)系下的地形圖、海圖、航空?qǐng)D和地籍圖； 3）地方坐標(biāo)系的成果（控制點(diǎn)坐標(biāo)和地形圖）； 4）已建成的地理空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施和地理信息系統(tǒng)。,啟用CGCS2000的影響,六、2

8、000國(guó)家大地坐標(biāo)系 China Geodetic Coordinate System 2000,啟用CGCS2000的對(duì)策,1）實(shí)施空間網(wǎng)與地面聯(lián)合平差，將各等級(jí)大地網(wǎng)點(diǎn)嚴(yán)密納入CGCS2000，沒(méi)有條件進(jìn)行聯(lián)合平差的大地網(wǎng)點(diǎn)，通過(guò)精密坐標(biāo)轉(zhuǎn)換將其改算到CGCS2000；,2）精確求定1954北京坐標(biāo)系、1980西安坐標(biāo)系及各地方坐標(biāo)系到CGCS2000的轉(zhuǎn)換參數(shù)，并編制相應(yīng)的坐標(biāo)軟件，提供公眾使用； 3）對(duì)已出版的舊坐標(biāo)系下的紙質(zhì)地形圖、海圖、航空?qǐng)D和地籍圖，采用適當(dāng)?shù)姆绞礁恼紺GCS2000； 4）對(duì)數(shù)字化的地形圖、海圖、航空?qǐng)D和地籍圖，采用軟件進(jìn)行坐標(biāo)系變換； 5）對(duì)基于其他橢球的重力異常，通過(guò)正常重力公式用軟件改化為基于2000參考橢球的重力異常。,啟用CGCS