大地坐标系建立及坐标换算基础只是分享.ppt

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1、大地坐标系建立及坐标换算基础§19坐标系统的类型以参考椭球为基准的坐标系，叫做参心坐标系；以总地球椭球为基准的坐标系，叫做地心坐标系。与地球体固连在一起且与地球同步运动，以地心为原点的坐标系则称为地心地固坐标系另一类是空间固定的坐标系，与地球自转无关，称为惯性坐标系或天球坐标系，主要用于描述卫星和地球的运行位置和状态。§20地球参心坐标系20.2大地原点和大地起算数据大地原点也叫大地基准点或大地起算点，参考椭球参数和大地原点上的起算数据的确立作为一个参心大地坐标系建成的标志20.31954年北京坐标系1954年北京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

2、联的普尔科沃。相应的椭球为克拉索夫斯基椭球。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的倾斜，在东部地区大地水准面差距最大达+68m。54年北京坐标系的大地水准面20.41980年国家大地坐标系1980年国家大地坐标系的特点是：①采用1975年国际大地测量与地球物理联合会(IUGG)第16届大会上推荐的4个椭球基本参数.地球椭球长半径a=6378140m，地心引力常数GM=3.986005×1014m3/s2,地球重力场二阶带球谐系数J2=1.08263×10-8,地球自转角速度ω=7.292115×10-5rad/s。八○年坐标系的大地水准面

3、该坐标系建立后，实施了全国天文大地网平差。平差后提供的大地点成果属于1980年西安坐标系，它和原1954年北京坐标系的成果是不同的。这个差异除了由于它们各属不同椭球与不同的椭球定位、定向外，还因为前者是经过整体平差，而后者只是作了局部平差。不同坐标系统的控制点坐标可以通过一定的数学模型，在一定的精度范围内进行互相转换，使用时必须注意所用成果相应的坐标系统。20.5新1954年北京坐标系(BJ54新)新1954年北京坐标系，是在GDZ80基础上，改变GDZ80相对应的IUGG1975椭球几何参数为克拉索夫斯基椭球参数，并将坐标原点(椭球中心)平移，使坐标轴保持平行而建立起来的。地心地固大

4、地坐标系的定义是：地球椭球的中心与地球质心重合，椭球面与大地水准面在全球范围内最佳符合，椭球的短轴与地球自转轴重合(过地球质心并指向北极)地球自转轴相对地球体的位置并不是固定的，地极点在地球表面上的位置是随时间而变化的，这种现象称为地极移动，简称极移。某一观测瞬间地球北极所在的位置称为瞬时极，某段时间内地极的平均位置称为平极。21.1极移与国际协议原点国际天文联合会(IAU)和国际大地测量与地球物理联合会(IUGG)在1967年于意大利共同召开的第32次讨论会上，建议采用国际上5个纬度服务(ILS)站以1900～1905年的平均纬度所确定的平极作为基准点，通常称为国际协议原点CIO，它

5、相对于1900～1905年平均历元1903.0。另外国际极移服务(IPMS)和国际时间局(BIH)等机构分别用不同的方法得到地极原点，与CIO相应的地球赤道面称为平赤道面或协议赤道面。极移由于地球内部物质运动以及地球与其它天体的相互作用都真实存在，地球自转轴在地球内部也在不断运动，所以地球极点在地表的位置随时间而改变，这种现象称为极移（PolarDisplacement）。1900－1998年极移以协议地极CIP(ConventionalTerrestrialPole)为指向点的地球坐标系称为协议地球坐标系CTS(ConventionalTerrestrialSystem)，而以瞬时极

6、为指向点的地球坐标系称为瞬时地球坐标系。在大地测量中采用的地心地固坐标系大多采用协议地极原点CIO为指向点，因而也是协议地球坐标系，一般情况下协议地球坐标系和地心地固坐标系代表相同的含义。21.2协议地球坐标系建立地心坐标系的方法可分为直接法和间接法两类。所谓直接法，就是通过一定的观测资料(如天文、重力资料、卫星观测资料等)，直接求得点的地心坐标的方法，如天文重力法和卫星大地测量动力法等。所谓间接法，就是通过一定的资料(其中包括地心系统和参心系统的资料)，求得地心坐标系和参心坐标系之间的转换参数，而后按其转换参数和参心坐标，间接求得点的地心坐标的方法21.3地心地固坐标系的建立方法20

7、世纪60年代以来，美国和原苏联等国家利用卫星观测等资料，开展了建立地心坐标系的工作。美国国防部曾先后建立过世界大地坐标系(WorldGeodeticSystem，简称为WGS)WGS-60，WGS-66和WGS-72，并于1984年开始，经过多年修正和完善，建立起更为精确的地心坐标系统，称为WGS-84。21.4WGS-84世界大地坐标系WGS-84是一个协议地球参考系CTS。该坐标系的原点是地球的质心，Z轴指向BIH1984.0定义的协议地球