坐标基准与基准转换2004_66922.ppt

* * 测绘基准与坐标转换 二00四年 四月二十六号 1 测绘基准 2 坐标变换与基准变换 3 ITRF参考框架及其转换 空间大地坐标与空间直角坐标的相互转换 参心坐标与站心坐标的相互转换 高斯投影的正反算 不同参考椭球坐标的相互转换 平面坐标的相互转换 测绘基准的分类 地球坐标系 测绘基准的现状和未来发展 １　测绘基准 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。 坐标系和基准两方面要素构成了完整的坐标系统! 测绘基准的分类 298.257223563 6378137 1984 WGS-84 WGS84系 298.257 6378140 1979 1980大地坐标系 北京80系 298.3 6378245 1940 克拉索夫斯基 北京54系 扁率 长半轴 年代 椭球名称 坐标系统 测量常用的基准包括平面基准、高程基准、重力基准等。 参考椭球参数 地球坐标系 坐标系:描述空间位置的表达形式 按坐标原点的不同分类 地心坐标系统（地心空间直角坐标系、地心大地直角坐标系 ） 参心坐标系统（参心空间直角坐标系、参心大地直角坐标系 ） 站心坐标系统（站心直角坐标系 、站心极坐标系 ） 按坐标的表达形式分类 地心坐标系统 参心坐标系统 站心坐标系统 常用的坐标表示形式 空间直角坐标系：坐标系原点位于参考椭球的中心，Z轴指向参考椭球的北极，X轴指向起始子午面与赤道的交点，Y轴位于赤道面上，且按右手系与X轴呈90?夹角。某点在空间中的坐标可用该点在此坐标系的各个坐标轴上的投影来表示。 常用的坐标表示形式 空间大地坐标系：采用大地经度（L）、大地纬度（B）和大地高（H）来描述空间位置的。纬度是空间的点与参考椭球面的法线与赤道面的夹角，经度是空间中的点与参考椭球的自转轴所在的面与参考椭球的起始子午面的夹角，大地高是空间点沿参考椭球的法线方向到参考椭球面的距离。 常用的坐标表示形式 平面直角坐标系：平面直角坐标系是利用投影变换，将空间坐标（空间直角坐标或空间大地坐标）通过某种数学变换映射到平面上，这种变换又称为投影变换。投影变换的方法有很多，如UTM投影、Lambuda投影等，在我国采用的是高斯-克吕格投影，也称为高斯投影。 站心直角坐标系 站心极坐标系 站心赤道坐标系 站心地平坐标系 高斯平面直角坐标系, 天文坐标系,, 参心大地 坐标系 ,, 参心空间直角坐标系 ,, 地心大地 坐标系 ,, 地心空间直角坐标系 ,, 投影平面 地心 参心 站心 总地球椭球面 参考椭球面 大地水准面 表示方式 坐标原点 参考面 地球坐标系统 笛卡尔坐标 曲线坐标 平面直角坐标 GPS测量中常用的坐标系统 1954年北京坐标系 1980年西安大地坐标系 WGS-84 地方独立坐标系 ITRF坐标框架 1954年北京坐标系 1954年北京坐标系是我国目前广泛采用的大地测量坐标系。该坐标系采用的参考椭球是克拉索夫斯基椭球，遗憾的是，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，该坐标系的高程异常是以前苏联1955年大地水准面重新平差的结果为起算值，按我国天文水准路线推算出来的，而高程又是以1956年青岛验潮站的黄海平均海水面为基准。 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。 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呈西高东低的系统性倾斜，东部高程异常达60余米，最大达67米。 该坐标系统的大地点坐标是经过局部分区平差得到的，因此，全国的天文大地控制点实际上不能形成一个整体，区与区之间有较大的隙距，如在有的接合部中，同一点在不同区的坐标值相差1-2米，不同分区的尺度差异也很大，而且坐标传递是从东北到西北和西南，后一区是以前一区的最弱部作为坐标起算点，因而一等锁具有明显的坐标积累误差。 1954年北京坐标系存在着很多缺点，主要表现在： 1980年西安大地坐标系 1978年，我国决定重新对全国天文大地网施行整体平差，并且建立新的国家大地坐标系统，整体平差在新大地坐标系统中进行，这个坐标系统就是1980年西安大地坐标系统。1980年西安大地坐标系统所采用的地球椭球参数的四个几何和物理参数采用了IAG 1975年的推荐值，椭球的短轴平行于地球的自转轴（由地球质心指向1968.0 JYD地极原点方向），起始子午面平行于格林尼治平均天文子