第二十一讲 我国的大地坐标系

地心坐标系及其应用需求 协议地球参考系和协议地球参考框架的定义 协议地球参考系和协议地球参考框架 协议地球参考框架的建立和维持 国际地球参考框架ITRF和WGS84 思考讨论

7.5 我国的大地坐标系 一、 1954年北京坐标系 二、 1980年国家大地坐标系 三、 新1954年北京坐标系 四、 1978地心坐标系 7.5 我国的大地坐标系 一、 1954年北京坐标系 二、 1980年国家大地坐标系 三、 新1954年北京坐标系 四、 1978地心坐标系 五、 1988地心坐标系 六、 2000中国大地坐标系 思考讨论

一、 1954北京坐标系 1954年北京坐标系 实际上就是前苏联1942年普尔科沃坐标系的在我国的延伸 1932年普尔科沃坐标系 一、 1954北京坐标系 1954年北京坐标系 实际上就是前苏联1942年普尔科沃坐标系的在我国的延伸 1932年普尔科沃坐标系 大地原点：普尔科沃天文台圆形大厅中心 椭球参数：贝塞尔椭球参数 定位方法：一点定位 思考讨论 1942年普尔科沃坐标系 在1932年普尔科沃坐标系基础上改用克拉索夫斯基椭球参数，进行多点定位

一、 1954北京坐标系 特点 1）属参心大地坐标系 2）采用克拉索夫斯基椭球 a=6378245m =1:298.3 3）多点定位 一、 1954北京坐标系 特点 1）属参心大地坐标系 2）采用克拉索夫斯基椭球 a=6378245m =1:298.3 3）多点定位 4）εX=εY=εZ=0 思考讨论 5）大地原点在前苏联的普尔科沃 6）高程异常以苏联1955年大地水准面重新平差结果为 起算值，按我国天文水准路线推算 7）我国的1954北京坐标系坐标是局部平差结果

一、 1954北京坐标系 思考讨论 1954北京坐标系大陆部分的大地水准面图

一、 1954北京坐标系 缺点 1）与GRS80比较，克拉索夫斯基椭球长半轴约大108m 2）只涉及两个几何性质的椭球参数（a、 ） 一、 1954北京坐标系 2）只涉及两个几何性质的椭球参数（a、 ） 5）定向不明确 7）名不副实，容易引起一些误解 3）几何大地测量和物理大地测量应用的椭球不统一 1）与GRS80比较，克拉索夫斯基椭球长半轴约大108m 6）未经过整体平差 缺点 4）参考椭球面与大地水准面存在自西向东明显的系统性 倾斜，东部高程异常最大达+65米，全国平均为29米 思考讨论

二、 1980年国家大地坐标系 简介 1) 属参心大地坐标系 2) 采用IUGG1975推荐的椭球参数（a、J2、GM 、ω ） 二、 1980年国家大地坐标系 2) 采用IUGG1975推荐的椭球参数（a、J2、GM 、ω ） 3) 多点定位，在我国按1º×1º间隔，均匀选取922点， 组成弧度测量方程，解得大地原点上： 1) 属参心大地坐标系 4) 定向明确。短轴平行于由地球质心指向JYD1968.0，起 始大地子午面平行于格林尼治天平均文台台的子午面 简介 思考讨论

二、 1980年国家大地坐标系 简介 5）大地原点在我国中部地区，推算坐标的精度比较均匀，位于陕西省泾阳县永乐镇，在西安市以北60公里，可简称西安原点。大地经纬度的概略值是： L＝108º55′， B＝34º32′ 思考讨论 6）1980国家大地坐标系建立后，用它计算了全国天文大地网整体平差近5万个点的成果

二、 1980年国家大地坐标系 思考讨论 1980国家大地坐标系大陆部分的大地水准面图

三、新1954年北京坐标系 新1954北京坐标系是将1980国家大地坐标系采用的IUGG1975椭球参数换成克拉索夫斯基椭球参数后，在空间平移后的一种参心大地坐标系，其平移量为1980国家大地坐标系按（7.35）式解得的定位参数 ΔX0、 ΔY0、 ΔZ0的值反号： 思考讨论

三、新1954年北京坐标系 思考讨论 我国三种参心坐标系的关系

四、1978年地心坐标系 1978年地心坐标系是将1954北京坐标系通过地心一号《DX－1》坐标转换参数转换得到的地心坐标系。《DX－1》只有三个平移参数。 1978年地心坐标系与1954北京坐标系的关系为： 思考讨论 精度：1978地心坐标系的坐标分量中误差约为±10m

五、1988年地心坐标系 定义：1988地心坐标系的原点是地球的质心，Z轴指向国际协议原点CIO(BIH1968)，X轴指向国际经度原点(BIH1968)，Y轴和Z、X轴构成右手坐标系。长度单位为m。用大地坐标形式表示时，椭球参数是：a＝6378140m， α＝1:298.257 转换参数：《DX－2》有7个转换参数组成。地心二号有两套转换参数，即《DX－2》1954和《DX－2》1980，所得地心坐标结果完全相同 精度：由《DX－2》得地心坐标任一分量中误差优于±5m 思考讨论

六、2000国家大地坐标系 China Geodetic Coordinate System 2000 定义与协议地球参考系的定义一致，即原点：包括海洋和大气的整个地球的质量中心；定向：初始定向由1984.0时BIH（国际时间局）定向给定；定向时间演化：定向的时间演化使得地壳无整体旋转 长度单位为引力相对论意义下局部地球框架中的米。 参考历元为2000.0。 椭球参数为2000参考椭球： a＝6378137m GM＝3.986004418×10-14m3•s-2 f＝1/298.257222101 ω＝7.292115×10-5rad•s-1 正常椭球与参考椭球一致 思考讨论

六、2000国家大地坐标系 China Geodetic Coordinate System 2000 具体实现：三个层次的站网坐标和速度，即： 第一层次：连续运行参考站，构成CGCS2000的基本骨架，其坐标精度为mm级，速度精度为1mm/a。连续运行参考站还为静态、动态定位和导航提供坐标基准。 第二层次：空间大地网，包括中国全部领土和领海内的GPS网点，三维地心坐标精度为cm级，速度精度为2～3mm/a。 空间大地网和连续运行参考站共同构成CGCS2000的框架。 第三层次：天文大地网，包括经空间网与地面网联合平差的约5万个天文大地点，其大地经纬度误差不超过0.3m，大地高误差不超过0.5m。 思考讨论

六、2000国家大地坐标系 China Geodetic Coordinate System 2000 与ITRS的关系： ① 从定义上看，CGCS2000与ITRS属同一坐标系； ② 基准站坐标属于ITRF框架，因此，CGCS2000与ITRF应属同一参考框架； ③ 通过合理的观测和计算，可以尽量使CGCS2000与ITRF的一致性保持在2cm以内。 思考讨论 CGCS2000相当于ITRF在中国的加密，在厘米量级上可忽略CGCS2000与ITRF的差异。 启用CGCS2000的影响及应对策略

六、2000国家大地坐标系 China Geodetic Coordinate System 2000 启用CGCS2000的影响 1）旧坐标系下的大地点成果（约20多万）； 2）旧坐标系下的地形图、海图、航空图和地籍图； 3）地方坐标系的成果（控制点坐标和地形图）； 4）已建成的地理空间数据基础设施和地理信息系统。 启用CGCS2000的对策 思考讨论 1）实施空间网与地面联合平差，将各等级大地网点严密纳入CGCS2000，没有条件进行联合平差的大地网点，通过精密坐标转换将其改算到CGCS2000；

六、2000国家大地坐标系 China Geodetic Coordinate System 2000 启用CGCS2000的对策 4）对数字化的地形图、海图、航空图和地籍图，采用软件进行坐标系变换； 5）对基于其他椭球的重力异常，通过正常重力公式用软件改化为基于2000参考椭球的重力异常。 思考讨论

1954年北京坐标系 1980年国家大地坐标系 新1954年北京坐标系 1978地心坐标系 1988地心坐标系 2000中国大地坐标系 思考讨论