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主讲人：邱斌 电　话 E-mail：csqiubin@126.com §1 坐标系统与高程系统的选择 §1.1 天球坐标系和地球坐标系 天球坐标系定义 天球坐标系坐标转换 地球坐标系定义 地球坐标系坐标转换 §1.2 主要坐标系的地球椭球和 参考椭球基本几何参数 §1.3 常用坐标系的定义 2000中国大地坐标系(China Geodetic Coordnate System 2000，CGCS2000)，又称之为 2000国家大地坐标系 原点 ：地球的质量中心(包括海洋和大气的 整个地球的质量中心 ) Z轴：指向IERS(国际地球自转服务)参考极方向 X轴：IERS参考子午面与通过原点且同Z轴正交的赤道面的交线 Y轴：完成右手地心地固直角坐标系 WGS-84坐标系 WGS-84（World Geodetic System，1984）是美国国防部研制确定的大地坐标系，是一种国际上采用的地心坐标系。其坐标系的几何定义是： 原点：地球质心 Z轴：指向 BIH 1984.0定义的协议地球极(CTP）方向 X轴指向 BIH 1984.0 的零子午面和 CTP赤道的交点 Y轴与 Z、X轴构成右手坐标系 1954年北京坐标系 1954 年北京坐标系是1942 年前苏联大地坐标系的延伸： 原点：是1942 年前苏联大地坐标系原点，位于普尔柯伐天文台园形大厅中央 参考椭球：克拉索夫斯基椭球。 存在问题： （1）椭球参数有较大误差 （2）参考椭球面与我国大地水准面存在着自西向 东明显的系统性倾斜 （3）几何大地测量和物理大地测量应用的参考面 不统一 （4）定向不明确。 1980西安坐标系 1980西安坐标系以原点处在西安而得名，其特点： 采用1975年国际椭球参数 参心大地坐标系是在1954年北京坐标系基础上建立起来的 椭球面同似大地水准面在我国境内最为密合，是多点定位。 定向明确。 大地原点地处我国中部(陕西省泾阳县永乐镇) 基准面：1985国家高程基准 §1.4 地方坐标系 如果长度投影变形值大于2.5cm/km时，不宜采用统一的3°带高斯平面直角坐标系，可按以下方法建立地方坐标系： 自选中央子午线，建立任一带高斯平面坐标系，投影面可采用黄海平均海水面或当地平均高程面 将统一的3°带高斯平面坐标投影于抵偿高程面上，常用的方法有直接法(椭球平移法、椭球膨胀法等)和间接法(相似变换法、多项式拟合法、多元回归模型法等) 中央子午线选择(1) 椭球体上的边长S投影至高斯平面，其长度将会增加ΔS，设某条边两端点的平均横坐标为ym，其差数为Δy，则有公式： 椭球平移法 基本思想 ①确定项目中心区域纬度B、经度L ②获取项目中心区域的高程异常ξ ③将指定投影高程面的正常高 h与上面所得到的高程异常ξ 相加，得出投影高程面的大地高H ④将(B，L，H)转换成(X，Y，Z) ⑤计算将椭球沿中心区域法线方向平移，使椭球面与所要求的高程面相切后的中心区域的大地坐标(B，L，0)转换为空间直角坐标(X1，Y1，Z1) ⑥将(X1，Y1，Z1)与(X，Y，Z)相减，计算出椭球的平移量(ΔX，ΔY，ΔZ)，利用所计算的平移量，将原坐标系下的三维坐标转换到平移后的坐标系中，再在新坐标系下进行投影 椭球膨胀法 基本思想 ①确定项目中心区域纬度B、经度L ②获取项目中心区域的高程异常ξ ③将指定投影高程面的正常高 h与上面所得到的高程异常ξ 相加，得出投影高程面的大地高H ④计算出新椭球的长半轴a1和扁率e1 ⑤将原参考椭球下的大地坐标转换到新参考椭球下 ⑥以新参考椭球为基准进行坐标投影 地方坐标系之投影变换应具备的技术参数 参考椭球基本几何参数 中央子午线经度、底点纬度 纵、横坐标加常数 投影面正常高 测区平均高程异常 起算点坐标、起算方位角 §2 GPS控制网技术设计 §2.2 GPS控制网设计 布网形式 GPS网常用的布网形式有以下几种: 跟踪站式 会战式 多基准站式（枢纽点式） 同步图形扩展式 单基准站式 跟踪站式 布网形式： 　　　若干台接收机长期固定安放在测站上，进行常年、不间断的观测，即一年观测365天，一天观测24小时，这种观测方式很象是跟踪站，因此，这种布网形式被称为跟踪站式 特点： 由于在采用跟踪站式的布网形式布设GPS网时，接收机在各个测站上进行了不间断的连续观测，观测时间长、数据量大，而且在处理采用