第二十一讲 我国的大地坐标系.

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1 第二十一讲 我国的大地坐标系

2 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

3 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

4 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

5 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= m =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

6 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

7 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

8 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

9 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

10 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

11 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

12 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

13 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

14 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＝ m， α＝1: 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

15 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＝ m GM＝ ×10-14m3•s-2 f＝1/ ω＝ ×10-5rad•s-1 正常椭球与参考椭球一致 思考讨论

16 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

17 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

18 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；

19 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

20 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

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