第二十講我國大地坐標系第1頁地心坐標系及其應用需求協議地球參考系和協議地球參考框架定義協議地球參考系和協議地球參考框架協議地球參考框架建立和維持國際地球參考框架ITRF和WGS84第2頁7.5我國大地坐標系一、1954年北京坐標系二、1980年國家大地坐標系三、新1954年北京坐標系四、1978地心坐標系五、1988地心坐標系六、中國大地坐標系第3頁一、1954北京坐標系1932年普爾科沃坐標系大地原點：普爾科沃天文臺圓形大廳中心橢球參數：貝塞爾橢球參數定位方法：一點定位1942年普爾科沃坐標系在1932年普爾科沃坐標系基礎上改用克拉索夫斯基橢球參數，進行多點定位1954年北京坐標系

實際上就是前蘇聯1942年普爾科沃坐標系在我國延伸

第4頁一、1954北京坐標系2）采取克拉索夫斯基橢球

a=6378245m=1:298.3

5）大地原點在前蘇聯普爾科沃7）我國1954北京坐標系坐標是局部平差結果3）多點定位1）屬參心大地坐標系6）高程異常以蘇聯1955年大地水準面重新平差結果為起算值，按我國天文水準路線推算特點

4）εX=εY=εZ=0第5頁一、1954北京坐標系1954北京坐標系大陸部分大地水準面圖第6頁一、1954北京坐標系2）只包括兩個幾何性質橢球參數（a、）5）定向不明確7）名不副實，輕易引發一些誤解3）幾何大地測量和物理大地測量應用橢球不統一1）與GRS80比較，克拉索夫斯基橢球長半軸約大108m6）未經過整體平差缺點

4）參考橢球面與大地水準面存在自西向東顯著系統性

傾斜，東部高程異常最大達+65米，全國平均為29米第7頁二、1980年國家大地坐標系2)采取IUGG1975推薦橢球參數（a、J2、GM、ω）3)多點定位，在我國按1o×1o間隔，均勻選取922點，組成弧度測量方程，解得大地原點上：1)屬參心大地坐標系4)定向明確。短軸平行于由地球質心指向JYD1968.0，起始大地子午面平行于格林尼治天平均文臺臺子午面介紹

第8頁二、1980年國家大地坐標系介紹

5）大地原點在我國中部地域，推算坐標精度比較均勻，位于陜西省涇陽縣永樂鎮，在西安市以北60公里，可簡稱西安原點。大地經緯度概略值是：L＝108o55′，B＝34o32′6）1980國家大地坐標系建立后，用它計算了全國天文大地網整體平差近5萬個點結果第9頁二、1980年國家大地坐標系1980國家大地坐標系大陸部分大地水準面圖第10頁三、新1954年北京坐標系新1954北京坐標系是將1980國家大地坐標系采取IUGG1975橢球參數換成克拉索夫斯基橢球參數后，在空間平移后一個參心大地坐標系，其平移量為1980國家大地坐標系按（7.35）式解得定位參數ΔX0、ΔY0、ΔZ0值反號：第11頁三、新1954年北京坐標系我國三種參心坐標系關系第12頁四、1978年地心坐標系1978年地心坐標系是將1954北京坐標系經過地心一號《DX－1》坐標轉換參數轉換得到地心坐標系。《DX－1》只有三個平移參數。1978年地心坐標系與1954北京坐標系關系為：精度：1978地心坐標系坐標分量中誤差約為±10m第13頁五、1988年地心坐標系定義：1988地心坐標系原點是地球質心，Z軸指向國際協議原點CIO(BIH1968)，X軸指向國際經度原點(BIH1968)，Y軸和Z、X軸組成右手坐標系。長度單位為m。用大地坐標形式表示時，橢球參數是：a＝6378140m，α＝1:298.257轉換參數：《DX－2》有7個轉換參數組成。地心二號有兩套轉換參數，即《DX－2》1954和《DX－2》1980，所得地心坐標結果完全相同精度：由《DX－2》得地心坐標任一分量中誤差優于±5m第14頁六、國家大地坐標系ChinaGeodeticCoordinateSystem

定義與協議地球參考系定義一致，即原點：包含海洋和大氣整個地球質量中心；定向：初始定向由1984.0時BIH（國際時間局）定向給定；定向時間演化：定向時間演化使得地殼無整體旋轉

長度單位為引力相對論意義下局部地球框架中米。

參考歷元為.0。

橢球參數為參考橢球：

a＝6378137m

GM＝3.986004418×10-14m3?s-2

f＝1/298.257222101

ω＝7.292115×10-5rad?s-1

正常橢球與參考橢球一致第15頁詳細實現：三個層次站網坐標和速度，即：第一層次：連續運行參考站，組成CGCS基本骨架，其坐標精度為mm級，速度精度為1mm/a。連續運行參考站還為靜態、動態定位和導航提供坐標基準。第二層次：空間大地網，包含中國全部領土和領海內GPS網點，三維地心坐標精度為cm級，速度精度為2～3mm/a。空間大地網和連續運行參考站共同組成CGCS框架。第三層次：天文大地網，包含經空間網與地面網聯合平差約5萬個天文大地點，其大地經緯度誤差不超出0.3m，大地高誤差不超出0.5m。六、國家大地坐標系ChinaGeodeticCoordinateSystem第16頁與ITRS關系：①從定義上看，CGCS與ITRS屬同一坐標系；②基準站坐標屬于ITRF框架，所以，CGCS與ITRF應屬同一參考框架；③經過合理觀察和計算，能夠盡可能使CGCS與ITRF一致性保持在2cm以內。

CGCS相當于ITRF在中國加密，在厘米量級上可忽略CGCS與ITRF差異。啟用CGCS影響及應對策略六、國家大地坐標系ChinaGeodeticCoordinateSystem第17頁1）舊坐標系下大地點結果（約20多萬）；2）舊坐標系下地形圖、海圖、航空圖和地籍圖；3）地方坐標系結果（控制點坐標和地形圖）；4）已建成地理空間數據基礎設施和地理信息系統。啟用CGCS影響六、國家大地坐標系ChinaGeodeticCoordinateSystem啟用CGCS對策1）實施空間網與地面聯合平差，將各等級大地網點嚴密納入CGCS，沒有條件進行聯合平差大地網點，經過精密坐標轉換將其改算到CGCS；第18頁2）準確求定1954北京坐標系、1980西安坐標系及各地方坐標系到CGCS轉換參數，并編制對應坐標軟件，提供公眾使用；3）對已出版舊坐標系下紙質地形圖、海圖、航空圖和地籍圖，采取適當方式更正到CGCS；4）對數字化地形圖、海圖、航空圖和地籍圖，采取軟件進行坐標系變換；5）對基于其它橢球重力異常，