第二章2测量坐标系(统)..ppt

第二章 2.测量坐标系（统） ——测量坐标系统 ——坐标系的转换 上一讲应掌握的内容 1、常用的地面点位的表示 空间直角坐标系（ X，Y，Z ）； 大地坐标系 （L，B，H ）； 高斯平面直角坐标系 （x，y) 2、地球的运转 地球的公转满足开普勒三大运动定律； 地球的自转即地球绕地轴由西向东旋转； 地球转动的特征： 地轴方向相对于空间的变化（岁差和章动） 地轴相对于地球本身相对位置变化（极移） 地球自转速度变化（日长变化） 上一讲应掌握的内容 3、地球形状的表述 大地水准面 ——具有物理意义的地球形状的一种几何表述 参考椭球面 ——最佳拟合于区域性大地水准面的旋转椭球面 总地球椭球面（简称地球椭球） ——最佳拟合于全球大地水准面且为正常位面的旋转椭球面。 地球大地基准常数是： a-椭球长半径， fM-引力常数与地球质量的乘积，J2-地球重力场二阶带球谐系数，ω-地球自转角速度。 上一讲应掌握的内容 4、 建立测量坐标系的有关概念 椭球定位与定向的意义和条件 实现定位的方法： 依据天文测量和高程测量来实现 一点定位； 多点定位： 椭球面在大地原点处不一定与和大地水准面相切 建立地球参心坐标系的工作 Ⅱ.测量坐标系（统） 一、测量坐标系统的有关概念 1、大地基准 所谓基准是指为描述空间位置而定义的点、线、面，在大地测量中，基准是指用以描述地球形状的参考椭球的参数（如参考椭球的长、短半轴），以及参考椭球在空间中的定位及定向，还有在描述这些位置时所采用的单位长度的定义。 测量常用的基准包括平面基准、高程基准、重力基准等. 2、测量坐标系 地面和空间点位的确定总是要参照于某一给定的坐标系。狭义的坐标系是指点位表示方法（3种），广义的坐标系是由坐标原点、坐标轴的指向和尺度所定义的。 一、测量坐标系统的有关概念（续） 3、大地测量坐标参考系统 基准和坐标系两方面要素构成了完整的测量坐标参考系统 不同基准的坐标系它们的点位坐标是不同的。 4、地固坐标系 测量坐标参考系统分为天球坐标系和地球坐标系（亦称地固坐标系）。 天球坐标系主要用于研究天体和人造卫星的定位与运动；地球坐标系主要用于研究地球上物体的定位与运动。 确定地球表面点的空间位置采用地固坐标系更为方便。 根据坐标系原点位置的不同，地固坐标系分为地心地固坐标系（原点与地球质心重合）和参心地固坐标系（原点与参考椭球中心重合），前者以总地球椭球为基准，后者以参考椭球为基准。 一、测量坐标系统的有关概念（续） 5、大地测量参考架——固定在地面上的控制网 坐标参考架，高程参考架，重力参考架。 6、建立地固坐标系统必须解决的问题 (复习) 确定椭球的形状和大小（长半径a和扁率α等）； 确定椭球中心的位置（椭球定位）； 确定椭球短轴的指向（椭球定向）； 建立大地原点（ ）。 二、我国采用的测量坐标系统（参心坐标系） （一） 1954年北京坐标系 1954年北京坐标系是我国广泛采用的大地测量坐标系。该坐标系源自于原苏联采用过的1942年普尔科沃坐标系。 该坐标系采用的参考椭球是克拉索夫斯基椭球。这是一个只有几何量表示的椭球，其椭球的参数为：a =6378245m α =1︰298.3 该椭球并未依据当时我国的天文观测资料进行重新定位，而是直接由前苏联西伯利亚地区的一等锁，经我国的东北地区传算过来的。 （一） 1954年北京坐标系(续) 1954年北京坐标系存在缺点： ⑴克拉索夫斯基椭球参数同现代精确的椭球参数的差异较大，并且不包含表示地球物理特性的参数，因而给理论和实际工作带来了许多不便。 ⑵椭球定向不十分明确，椭球的短半轴既不指向国际通用的CIO极，也不指向目前我国使用的JYD极。参考椭球面与我国大地水准面自西向东明显的系统性倾斜，在东部地区大地水准面差距最大达+68m。 ⑶该坐标系统的大地点坐标是经过局部分区平差得到的，即没有进行整体平差。区与区之间存在较大的隙距。在不同区的坐标值相差1-2米。 （二）1980年国家大地坐标系 1980年国家大地坐标系(亦称1980西安坐标系) 是1978年我国决定建立新的国家大地坐标系统，对全国天文大地网施行整体平差。 采用国际大地测量协会1975年推荐的参考椭球IAG-75国际椭球，其四个几何和物理参数值为： ①椭球长半径 a=6378140m ②引力常数与地球质量的乘积 GM=3.986005×1014m3／s2 ③地球重力场二阶带球谐系数 J2=108263×10-8 ④地球自转角速度 ω=7.292115×10-5rad／s （二）19