2000国家大地坐标系推广-绥化国土资源局.DOC

我国大地坐标系及其应用 绥化市国土资源勘测规划院 1. 参心坐标系与地心坐标系 参心坐标系是以参考椭球为基准的坐标系，参考椭球的选择和局部区域的大地水准面最为密合的地球椭球。“参心”是指参考椭球的中心。由于参考椭球的中心一般和地球质心不一致，因而参心坐标系又称非地心坐标系、局部坐标系或相对坐标系。 参心坐标系的定义为：原点位于参考椭球的几何中心0，Z轴与参考椭球的旋转轴重合，X轴指向起始大地子午面和参考椭球赤道的交点，Y轴与X、Z轴构成右手坐标系。 由于参心坐标系所采用的参考椭球不同，或采用的参考椭球虽然相同，但参考椭球的定位与定向不同，因而有不同的参心坐标系。我国的1954年北京坐标系、1980西安坐标系、新1954年北京坐标系均是参心坐标系。 地心坐标系是以总地球椭球为基准的坐标系，椭球中心为地球质量中心，该椭球体会在全球范围内与大地体最为密合。 WGS-84坐标系与我国的2000国家大地坐标系均是地心坐标系。 图1：参心坐标系与地心坐标系 2. 1954年北京坐标系 2.1 1954年北京坐标系的建立 建国初期，为了迅速发展我国的测绘事业，鉴于当时的实际情况，将我国一 等锁与原苏联远东一家锁相连接，在后以连接处呼玛、吉拉宁、东宁基线网扩大边端点的原苏联1942年普尔科沃坐标系的坐标为起算数据，局部平差我国东北及东部区一等三角锁，随后扩展、加密而遍及全国；高程异常以原苏联1955年大地水准面重新平差结果为起算数据，按我国天文水准路线推算而得；高程基准为1956年青岛验潮站求出的黄海平均海水面，这样传算过来的坐标系定名为1954年北京坐标系。1954年北京坐标系诞生后，逐步推向全国，成为国家大地坐标系。 参考椭球为克拉索夫斯基椭球，其主要参数为：长半袖a=6378245m，扁率f=1/298.3。 2.2 1954年北京坐标系的缺陷与不足 1954北京坐标系是参心坐标系，可以认为是前苏联1942年坐标系的延伸。它的原点不在北京，而在前苏联的普而科沃。受当时的技术条件所限，1954年北京坐标系存在以下五点缺陷与不足： （1）所采用的克拉索夫斯基椭球参数误差较大，与现代精克值相比长半袖大了约100m，扁率的倒数相差了约5×10-2。 （2）现代地球椭球应具有4个参数，既有几何参数又有物理参数。克拉索夫斯基椭球仅有两个几何参数：长半袖a=6378245m，扁率f=1/298.3，不能满足现代大地测量的需要。 （3）椭球定位所确定的椭球面与我国似大地水准面符合较差，由西向东存在着明显的系统倾斜，其数值最大达60余米。 （4）椭球短半袖指向不明确，与现在通用的地极不一致。 （5）坐标精度差。该坐标系的大地点坐标，是通过不同区域的局平平差逐次得到的，在不同区域的结合部，同一点的坐标差相差达1—2米；不同区域的尺度差异也很大，坐标传递的累积误差也很明显。 3.全国天文大地网平差 为了消除天文大地网在54坐标系下分区平差和逐级控制产生的不合理影响，提高大地网的精度，建立我国自己的1980年国家大地坐标系，使我国大地网能更好地适应经济建设、国防建设、空间技术和地球科学研究的需要，国家测绘局于1976~1982年组织完成了全国天文大地网整体平差工作。 整体平差采用全面网平差方案，在1980国家大地坐标系的椭球面上进行。以大地原点的坐标为起算值，一二等基线网扩大边、起始边的长度和一等拉普拉斯方位角为固定值，各等级观测方向值和导线边长元素，按附有条件方程的不等权间接观测平差法平差。 用于全国天文大地网整体平差的观测数据共计有三角、导线点48433点，观测方向组58699组，导线边长1404条，拉普拉斯方位角458个、长度起始边467条。 （1）平差精度估计 全网按具有不同结构强度和观测度，在不同部位计算了101点的点位中误差。一、二等点有92%在0.7m以内，三等点有78%在0.8m以内，最远点位于新疆喀什，距大地原点2956km，共值为±0.72m，大于1m的两点均在西部地区分别为三等单三角锁和三等单导线点，最大值为±0.10m。 （2）国家测绘局和总能在测绘局平差结果比较 国家测绘局和总参测绘局采用相同的起算数据、固定值、相同的平差数据及权数，相同的基本技术原则，按照不同的实施方案独立进行了平差，然后对平差结果进行比较，比较结果如下表 表1 区间（cm） 项目 0~1 1~2 2~3 3~4 大于4 最大值 （cm） 平均值 （cm） △X（点数） 36506 10422 1486 1