大地测量学论文CGCS坐标系对现有测绘成果的影响及坐标转换方法的探讨.pptxVIP

CGCS2000坐标系对现有测绘成果的影响及坐标转换方法的探讨 孟涣，戴明松，冯发杰， 王新安，朱进 1.1 现行大地坐标系缺点 无法全面满足当今地震、水利、气象、交通等部门对高精度测绘地理信息服务的要求。现行的1954北京坐标系和1980西安坐标系均为参心坐标系，所采用的坐标系原点、坐标轴方向等由于当时科技水平的限制，均与采用现代科技手段测定的结果存在较大差异，从而导致先进的空间观测技术所获取的测绘成果在使用时的精度损失。 并行使用两个国家大地坐标系给实际应用带来很多问题。如：坐标系之间转换测绘成果的精度损失，不同坐标系下相邻地形图的拼接误差较大，无法充分利用先进的空问观测手段的观测成果，等等。 因此，现行参心大地坐标系已不适用我国经济社会发展的需要。 1.2 地心坐标系 随着空间技术的快速发展，地心坐标系的应用日益流行，它可以大幅度提高测量精度，快速获取精确地三维地心坐标。目前利用空间技术所得到的定位和影像等成果，都是以地心坐标系为参照系。空间技术发展成熟与广泛应用迫切要求国家提供高精度、地心、动态、实用、统一的大地坐标系作为各项社会经济活动的基础性保障。 1.3 本文梗概 大地坐标系是测绘的基础，大地坐标系的改变势必引起测绘成果的变化，测绘成果主要包括控制点成果、基本比例尺地形图、基础地图数据库、航空摄影和卫星遥感成果等。如何将各种成果转换到CGCS2000坐标系是此次坐标系换代的重要难题。 本文首先分析了CGCS2000坐标系对测绘成果的影响，尤其是对CORS网、地形图成果的影响，继而对现有测绘成果转换至CGCS2000坐标系的主要模型和方法进行了分析探讨，针对了不同方法分别进行了可行性和精确性分析，并得出了重要结论，为全国各级测绘部门、勘测部门的测绘成果的转换工作提供了一定的参考。 2.1 符合国际地球参考系(ITRS)的下列条件 CGCS2000为右手地固正交坐标系 2.2 CGCS2000定义方法 02 03 04 05 原点在地球的质量中心 Z轴指向IERS参考极(IRP)方向 X轴为IERS参考了子午面(IRM)与 通过原点且同Z轴正交的赤道面的交线 Y轴与Z,X轴构成右手正交坐标系 01 2.3CGCS2000的参考椭球 CGCS2000的参考椭球为一旋转椭球，其几何中心与坐标系的原点重合，其旋转轴与坐标系的Z轴一致。参考椭球面在几何上代表地球表面的数学形状。CGCS2000的参考椭球在物理上代表一个等位椭球(水准椭球)，其椭球面是地球正常重力位的等位面。 参考椭球四个参数 扁率 f=1 /298. 257 222 101 地心引力常数 3 986 004. 418 X 108 m3s-2 地球自转角速度 7 292 115. 0 X 10-1 rads/s 长半轴a=6 378 137.0 m 3.1 大地坐标系换代对测绘成果的影响 测绘成果 大地点成果 地方坐标系的成果 (控制点坐标和地形图) 地球空间数据基础数据 高程异常和 垂线偏差 跟踪站、测控站、 设备点、发射阵地的坐标 参考于椭球面的观测数据 (如方向观测值、方位角、 基线、物理测距边等) 本文对地形图、 控制点坐标、 连续运行参考站系统 (CORS）等三个方面的影 响予以重点分析。 地形图、海图、 航空图和地籍 3.3对地形图的影响 3.3 对地形图的影响 CGCS2000通过2000国家GPS大地控制网的坐标和速度具体实现。采用ITRF97框架，参考历元为2000.0, 2000国家GPS大地控制网是在测绘、地震和科学院等部门布设的4个GPS网联合平差的基础上得到的一个全国规模的GPS大地控制网，共包括2518点。天文大地网有20余万点，其中一、二等点和部分三等点(约48000个)已通过与空间网联合平差纳入了CGCS2000，对于未参与联合平差的低等大地网点(10余万点)，应通过低等网平差改算到或通过精密坐标转换变换到CGCS2000坐标系。 各省市级的控制网大都是以国家高精度GPS B级网为基准建立起来的，而B级网其参考框架为ITRF93，历元为1996.365，与前述的CGCS2000参考框架不同，因此各省市建立GPS C级网、城市基础控制网成果必须转换到CGCS2000坐标系，具体的转换方法将在下文中予以探讨。 对控制网的影响 3.4对控制网的影响 3.5对CORS系统的影响 1 2 3 4 4.1控制点坐标转换 4.2 城市GPS平面控制网转换至CGCS2000坐标系的三种方法 城市相对独立的平面坐标系统，城市所用的各种测绘成果也大都采用这一坐标系，在建立与2000国家大地坐标系联系时，可通过19