54和80以及2000坐标系分析PPT课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,一、大地坐标系统简介,坐标系简介,北京,54,坐标系,西安,80,坐标系,2000,国家坐标系,二、坐标系间的转换方法,1,大地坐标系,用来表述地球上点的位置的一种,地区坐标系统,。它采用一个十分近似于地球自然形状的参考椭球作为,描述和推算地面点位置和相互关系,的基准面。它包括地心大地坐标系（,CGCS2000,）和参心大地坐标系（西安,80,、北京,54,）。,一个形状、大小和定位、定向都已确定的地球椭球叫参考椭球。参考椭球一旦确定，则标志着大地坐标系已经建立。,若使,参考椭球中心,与地球平均,质心,重合则定义和建立了地心大地坐标系。它是航天与远程武器和空间科学中各种定位测控测轨的依据。,若,椭球表面,与一个或几个国家的,局部大地水准面,吻合最好，则建立了一个国家或区域的局部大地坐标系。,2,椭球面上一点的位置，通常用,大地经度,和,大地纬度,来,表示，某点的大地经纬度称为该点的,大地坐标,。,如图示，,NS,为椭球旋转轴，,S,称南极，,N,称北极。包括旋转轴,NS,的平面称为子午面，子午面与椭球面的交线称为子午线，也称为经线。垂直于旋转,NS,的平面与椭球面的交线称为纬线。圆心为椭球中心,O,的平行圈称为赤道。,3,建立大地坐标系，规定以椭球的赤道为基圈，以起始子午线（经过英国格林威治天文台的子午线）为主圈。对于图中椭球面上任一点而言，其大地坐标为：,大地经度,L,：过,P,点的子午面与起始子午面间的夹角。由格林威治子午线起算，向东为正，向西为负。,大地纬度,B,：在,P,点的子午面上，,P,点的法线,PK,与赤道面的夹角。由赤道起算，向北为正，向南为负。,大地高,H,：是指从一地面点沿过此点的地球椭球面的法线到地球椭球面的距离。,4,基本情况,北京,54,坐标系为参心大地坐标系，大地上的一点可用经度,L54,、纬度,M54,和大地高,H54,定位，它是以克拉索夫斯基椭球为基础，经局部平差后产生的坐标系,椭球坐标参数：,长半轴,a=6378245m,；,短半轴,=6356863.0188m,；,扁率,=1/298.3,。,1954,年北京坐标系,统,5,它是,1942,普尔柯夫坐标系在中国的延伸。,20,世纪,50,年代开始使用。,未根据我国情况，进行椭球定位，由前苏联西伯利亚地区的一等锁，经我国的东北地区的呼玛、吉拉林、东宁三个基准网传算；基于,1954,年北京坐标系的我国天文大地网未进行整体平差；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。,1954,年北京坐标系,统,6,存在问题,椭球参数有较大误差。克拉索夫斯基椭球差数与现代精确的椭球参数相比，长半轴约大,109m,。,椭球参数与现代精确的椭球参数的差异较大，不包含表示地球物理特性的参数，给理论研究和实际工作带来不便；,椭球定向不十分明确，既不是指向,CIO,极，也不是指向我过的目前使用的,JYD,；,通过局部分区平差得到，致使参考椭球面与我国大地水准面呈西高东低的系统性倾斜，东部高程异常最大达,67,米,。,1954,年北京坐标系,统,7,1980,年西安坐标系,基本情况,:,1978,年决定对我国天文大地网进行整体平差,重新选定椭球，采用国际地理联合会（,IGU,）第十六届大会推荐的椭球参数，大地坐标原点在陕西省泾阳县永乐镇的大地坐标系，又称西安坐标系。并进行椭球的定位、定向。,8基本参数,长半轴,a=6378140,5,（,m,）,短半轴,b=6356755.2882m,扁 率,=1/298.257,第一偏心率平方,=0.00669438499959,第二偏心率平方,=0.00673950181947,定位、定向,起始子午面平行于格林尼治平均天文子午面，椭球面与大地水准面在我国境内符合最好，高程系统采用,1956,年黄海平均海水面为高程起算基准。,9,特点：,采用多点定位原理建立，理论严密，定义明确；,椭球参数为现代精确的地球总椭球参数；,椭球面与我国大地水准面吻合得较好；,椭球短半轴指向明确；,经过了整体平差，点位精度高。,10,2000,国家大地坐标系,基本参数2000,国家大地坐标系是全球,地心坐标系,在我国的具体体现，其原点为包括海洋和大气的整个地球的,质量中心,。,Z,轴指向,BIH1984.0,定义的协议极地方向（,BIH,国际时间局），,X,轴指向,BIH1984.0,定义的零子午面与协议赤道的交点，,Y,轴按右手坐标系确定。,2000,国家大地坐标系采用的地球椭球参数如下：,长半轴,a=6378137m,扁率,f=1/298.257222101,地心引力常数,GM=3.986004418,1014m3s-2,自转角速度,=7.292l15,10-5rad s-1,11,必要性,北京,54,坐标系与西安,80,坐标系都是参心坐标系，即局部坐标系，坐标系的原点与地心有较大偏差，因此造成了以下问题：,首先，自上世纪,50,年代卫星上天，人类进入空间时代，大地测量也进入空间时代，现在大地测量是以,GPS,为代表的空间时代。时代变了，,测量手段,也变了。以前用经纬仪和测距仪；现在则用,GPS,，角度测量和距离测量与坐标系没有关系，而,GPS,测量与坐标系有直接关系。用,GPS,进行控制测量时，地面点坐标应参考于地心坐标系，不可参考于局部坐标系。,12,必要性,北京,54,坐标系与西安,80,坐标系都是参心坐标系，即局部坐标系，坐标系的原点与地心有较大偏差，因此造成了以下问题：,首先，自上世纪,50,年代卫星上天，人类进入空间时代，大地测量也进入空间时代，现在大地测量是以,GPS,为代表的空间时代。时代变了，,测量手段,也变了。以前用经纬仪和测距仪；现在则用,GPS,，角度测量和距离测量与坐标系没有关系，而,GPS,测量与坐标系有直接关系。用,GPS,进行控制测量时，地面点坐标应参考于地心坐标系，不可参考于局部坐标系。,13,首先，自上世纪,50,年代卫星上天，人类进入空间时代，大地测量也进入空间时代，现在大地测量是以,GPS,为代表的空间时代。时代变了，测量手段也变了。以前用经纬仪和测距仪；现在则用,GPS,，角度测量和距离测量与坐标系没有关系，而,GPS,测量与坐标系有直接关系。用,GPS,进行控制测量时，地面点坐标应参考于地心坐标系，不可参考于局部坐标系。,14,其次，在卫星导航日益普及的今天，与导航配套使用的地图也应采用同卫星导航一致的坐标系。否则，卫星导航的有效性将受到严重影响。以,1954,年北京坐标系的地形图为例，导航位置与图上位置之差可以达到,100,多米，这样大的误差是不允许的。,再次，航天器测控和武器制导一定在地心坐标系进行。使用局部坐标系，将会引入很大测控误差。局部坐标系不支持空间科学和远程武器对大地测量的要求。,15,现代大地坐标系应满足下列基本要求：,地心,；,三维,；,高精度,；,定义符合,IERS,（国际地球自转和参考系服务）协议,。,这四点也是现代大地坐标系的基本特征，体现了现代大地坐标系的科学性、先进性和统一性。,1954,年北京坐标系与,1980,西安坐标系，显然不具备这些特性，因而都算不上现代大地基准了。,我们的结论是,：为了,适应空间时代,我国经济社会发展以及测绘科技本身的发展，适应大地坐标系的发展趋势，我国大地坐标系应当更新换代，应当现代化。,16,为了适应空间时代我国经济社会发展以及测绘科技本身的发展，适应大地坐标系的发展趋势，我国大地坐标系应当更新换代，应当现代化。,因此,2000,国家坐标系应运而生,17,意义,第一、采用地心坐标系有助于充分享用空间技术的成果，具体而言，能方便使用,GPS,。,第二、采用地心坐标系有助于推动大地测量以至整个测绘科技的发展。,第三、采用地心坐标系有利于地球空间信息产业的发展。,第四、采用地心坐标系有利于航天技术与武器的发展,。,18,第五、采用地心坐标系有助于推动卫星导航产业，进而推动陆、海、空交通运输业的发展。,第六、采用地心坐标系，有利于世界大地坐标系的统一，进而有利于我国参与全球化，有利于社会的可持续发展,19,