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1、19541954北京坐标系简介北京坐标系简介19801980西安坐标系简介西安坐标系简介WGS1984WGS1984坐标系简介坐标系简介CGCS2000CGCS2000坐标系简介坐标系简介ITRF2005ITRF2005坐标系简介坐标系简介第1页/共22页坐标系的建立：坐标系的建立：u将我国大地控制网与前苏联1942年普尔科沃大地坐标系相联结后建立的我国过渡性大地坐标系u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l属参心大地坐标系；l采用苏联克拉索夫斯基椭圆体；l大地原点在原苏联的普尔科沃 l
2、采用多点定位法进行椭球定位；l高程基准为 1956年青岛验潮站求出的黄海平均海水面；l高程异常以原苏联 1955年大地水准面重新平差结果为起算数据 按我 国天文水准路线推算而得。19541954北京坐标系北京坐标系第2页/共22页 长半轴a6378245m 短半轴b6356863.0188m 扁率1/298.3 第一偏心率平方 0.006693421622966 第二偏心率平方 0.006738525414683 19541954北京坐标系北京坐标系-参数参数第3页/共22页椭球参数有较大误差。与现代精确的椭球参数相比，长半轴约大109m；参考椭球面与我国大地水准面存在着自西向东明显的系统性的
3、倾斜，东部地区大地水准面差距最大+68m。使得大比例尺地图反映地面的精度受到影响，也对观测元素的归算提出了严格要求；几何大地测量和物理大地测量应用的参考面不统一。我国在处理重力数据时采用赫尔默特1900年1909年正常重力公式，与这个公式相应的赫尔默特扁球不是旋转椭球，它与克拉索夫斯基椭球不一致，给实际工作带来麻烦；定向不明确。椭球短轴的指向既不是国际上较普遍采用的国际协议（习用）原点CIO（Conventional International Origin）,也不是我国地极原点；起始大地子午面也不是国际时间局BIH所定义的格林尼治平均天文台子午面，从而给坐标换算带来一些不便和误差。另外，该坐
4、标系是按局部平差逐步提供大地点成果的，因而不可避免地出现一些矛盾和不够合理的地方。19541954北京坐标系北京坐标系-缺点缺点第4页/共22页建立：采用1975国际椭球，以JYD 1968.0系统为椭球定向基准，大地原点设在陕西省泾阳县永乐镇，采用多点定位所建立的大地坐标系大地原点在我国中部，具体地点是陕西省径阳县永乐镇；是参心坐标系，椭球短轴Z轴平行于地球质心指向地极原点方向，大地起始子午面平行于格林尼治平均天文台子午面；X轴在大地起始子午面内与 Z轴垂直指向经度 0方向；Y轴与 Z、X轴成右手坐标系；多点定位；大地高程以1956年青岛验潮站求出的黄海平均水面为基准 19801980西安坐
5、标系西安坐标系 Xian Geodetic Coordinate System 1980 第5页/共22页 椭球参数采用IUG 1975年大会推荐的参数长半轴a=63781405（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 19801980西安坐标系西安坐标系 第6页/共22页WGS-84是为GPS全球定位系统使用而建立的坐标系统 WGS-84WGS-84坐标系坐标系 World Geodetic System 1984 WGS-84（G730）WGS（G873）USN
6、O站和北京站的改正；东部方向加入了31-39cm 的改正 G表示由GPS测量得到730表示为GPS时间第730个周 第7页/共22页 坐标系的原点位于地球质心，z轴指向（国际时间局）BIH1984.0定义的协议地球极(CTP)方向，x轴指向BIH1984.0的零度子午面和CTP赤道的交点，y轴通过右手规则确定。WGS-84WGS-84坐标系坐标系第8页/共22页WGS-84WGS-84坐标系坐标系-参数参数几何参数：长半轴a=6378137.000 m 短半轴b=6356752.314 m 扁 率=1/298.257223563 第一偏心率平方 0.00669437999013 第二偏心率平方
7、 0.00673949674223 第9页/共22页CGCS2000 CGCS2000（China Geodetic Coordinate System China Geodetic Coordinate System 20002000，20002000国家大地坐标系）国家大地坐标系）随着时间的推移，1954年北京坐标系和1980年西安坐标系这两个以经典测量技术为基础的局部大地坐标系，已经不能适应科学技术特别是空间技术发展，不能适应我国经济建设和国防建设需要。我国从2008 年7 月1 日起正式启用中国大地坐标系统2000(CGCS 2000)作为国家法定的坐标系,作为我国新一代的平面基准。第
8、10页/共22页CGCS2000CGCS2000简介简介-原点在包括海洋和大气的整个地球的质量中心；长度单位为米(sI)，这一尺度同地心局部框架的TCG(地心坐标时)时间坐标一致；定向在 19840时与 BIH(国际时间局)的定向一致；定向随时间的演变由整个地球的水平构造运动无净旋转条件保证。第11页/共22页CGCS2000CGCS2000简介简介-坐标系原点和轴定义：1)原点：地球的质量中心 2)Z轴：指向IERS参考极方向；3)X轴：IERS参考子午面与通过原点且同z 轴正交的赤道面的交线；4)Y轴：完成右手地心地固直角坐标系。第12页/共22页CGCS2000CGCS2000简介简介-
9、基本参数基本参数 我国采用的3 维地心坐标系统CGCS 2000的定义应和迄今为止比较符合客观实际的国际通用地面参考系(ITRS)的定义在原则上保持一致。CGCS 2000 的大地测量基本常数值为:长半轴a=6378137.0 m扁率f=1/298257 222 101地球的地心引力常数(包含大气层)GM=3.986 004 418 1014 m3 s-2地球角速度w=7 292 115010-11 rad S-1第13页/共22页CGCS2000CGCS2000简介简介-坐标框架坐标框架 包括两个部分：第一部分是全球导航卫星系统(GNSS)国家级连续运行站网(以下简称国家CORS 系统),第
10、二部分是国家高精度大地控制网。国家CORS 系统 的主要任务是:通过GNSS 数据和信息的接收、传输、处理、整合、发播和服务,向国内用户提供主要在中国陆海国土范围内的分米级或米级的实时动态空间位置服务,提供从cm 级到mm 级的高精度、3 维单点事后精密定位服务,以维持中国国家3 维地心坐标框架的统一、高精度、和现势性,是实现CGCS 2000 的基础。第14页/共22页CGCS2000CGCS2000简介简介-坐标框架坐标框架 我国高精度2000 国家GPS 大地网,它的国内GPS 网点为2 542 个。平差后该网点的地心坐标在ITRF97 坐标框架内,历元为2000.0 时的点位中误差在3
11、 cm 以内。通过它和具有近5 万大地点的全国天文大地网进行两网联合平差,将后者纳入3 维地心坐标系,并提高它的全国天文大地网的精度和现势性。第15页/共22页CGCS2000CGCS2000简介简介 -由西安由西安8080坐标到坐标到CGCS2000CGCS2000转换转换 中国若由西安80 坐标系更换为CGCS 2000地心3 维坐标系,则地面点大地纬度和大地经度的变动区间分别为-1.6+0.7和-6.4-3.0。二者变动绝对值的平均值分别为0.57和4.4。地面点高斯平面坐标X 值和Y 值的变动区间分别为-48.6 m+22.7 m 和-115.7 m-75.7 m。二者变动绝对值的平均
12、值分别为16.31 m和106.9 m。因此由于坐标系的这一更换,在1 5 万比例尺地图(含)及更大比例尺地图中点(含图廓点)的地理位置会有1 cm 以下的位移,而在同一幅地图中各点的位移差别是不同的,但其差别在制图精度以内,因此坐标系的更换只须对一幅图的图廓点给予新的坐标注记后,该图即可视为在新坐标系内的地图。在中国境内各种比例尺的地图中,由于坐标系更换所导致的两点连线(包括图廓线)的长度和方位变动都在制图精度以内,可以忽略不计。第16页/共22页ITRF2005ITRF2005简介简介ITRF 国际地球参考框架（International Terrestrial Reference Fra
13、me）ITRF（International Terrestrial Reference Frame）是由IERS（International Earth Rotation Service）提供的国际协议地球参考框架，是IERS 的实现。其构成是基于甚长基线干涉VLBI、激光测月LLR、激光测卫SLR、GPS 和卫星轨道跟踪和定位DORIS 等空间大地测量技术的观测数据。这些观测数据首先由不同技术各自的分析中心进行处理，最后由IERS 中心局（IERS CB）根据各分析中心的处理结果进行综合分析，得出ITRF 的最终结果，并由IERS 年度报告和技术备忘录向世界发布，提供各方面的应用。第17页/
14、共22页ITRF2005ITRF2005简介简介建立建立 2006年10月，IERS发布了继ITRF2000以后最新版本的国际地球参考框架ITRF2005。ITRF2005的实现是基于多种空间技术解时间序列的联合处理而得到的，这在ITRF的实现历史中还是第一次。ITRF2005除了包含作为参考框架体现的站点坐标和速率之外，还包含一起参与联合处理的地球定向参数：极移，极移速率，日长，UT1的时间序列 第18页/共22页ITRF2005ITRF2005简介简介特点特点 第一次，使用测站位置的时间系列:每日(VLBI);每周(GPS,SLR&DORIS)地球定向参数:极移(xp,yp);世界时(UT
15、1)(从 VLBI);日长(LOD)联合了各种技术时间系列的组合:VLBI 1984 2005;SLR 1993 2005;GPS 1996-2005 独立技术的结果 DORIS 1993 2005 VLBI，SLR,GPS:一些获得的数据 并置测量的基线矢量第19页/共22页ITRF2005ITRF2005简介简介基准定义基准定义 原点:在2000.0历元，ITRF2005和ILRS提供的SLR时间序列之间平移 参数和平移速率为零。尺度:在2000.0历元，ITRF2005和IVS提供的VLBI时间序列之间尺度因子和尺度速率为零。定向:在2000.0历元，ITRF2005和ITRF2000之间无旋转参数和无旋转速率。这两个条件施加在选定的70个核心站上。第20页/共22页参考文献参考文献许才军.地球参考系与参考框架-地壳形变.武汉大学陈俊勇.改善和更新我国大地坐标系统的思考.测绘通报.1999陈俊勇.中国现代大地基准中国大地坐标系统2000(CGCS 2000)及其框架J测绘学报,2008,(03)魏子卿.2000中国大地坐标系J大地测量与地球动力学,2008,(06)朱耀文，熊福文，宋淑丽.ITRF2005简介和评析.天文学进展.2008，26（1）张西光，李志平.ITRF2005的实现与改进.测绘通报.2007第21页/共22页感谢您的观看。第22页/共22页