北京54坐标系与西安80坐标系及常用坐标系参数精.doc

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1、北京54坐标系与西安80坐标系及常用坐标系参数西安80坐标系与北京54坐标系其实是一种椭球参数的转换,作为这种转,在同一个椭球里的转换都是严密的,而在不同的椭球之间的转换是不严密,因此不存在一套转换参数可以全国通用的,在每个地方会不一样,因为它们是两个不同的椭球基准。那么,两个椭球间的坐标转换,一般而言比较严密的是用七参数布尔莎模型,即X平移, Y平移,Z平移,X旋转(WX,Y旋转(WY,Z旋转(WZ,尺度变化(DM。要求得七参数就需要在一个地区需要3个以上的已知点。如果区域范围不大,最远点间的距离不大于30Km(经验值,这可以用三参数,即X平移,Y平移,Z平移,而将X旋转,Y旋转, Z旋转,

2、尺度变化面DM视为0。方法如下:第一步:向地方测绘局(或其它地方找本区域三个公共点坐标对;第二步:求公共点的操作系数。第三步:利用相关软件进行投影变换。54国家坐标系:建国初期,为了迅速开展我国的测绘事业,鉴于当时的实际情况,将我国一等锁与原苏联远东一等锁相连接,然后以连接处呼玛、吉拉宁、东宁基线网扩大边端点的原苏联1942年普尔科沃坐标系的坐标为起算数据,平差我国东北及东部区一等锁,这样传算过来的坐标系就定名为1954年北京坐标系。因此,P54可归结为:a.属参心大地坐标系;b.采用克拉索夫斯基椭球的两个几何参数;c.大地原点在原苏联的普尔科沃;d.采用多点定位法进行椭球定位;e.高程基准为

3、1956年青岛验潮站求出的黄海平均海水面;f.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。自P54建立以来,在该坐标系内进行了许多地区的局部平差,其成果得到了广泛的应用。1954北京坐标系参考椭球基本几何参数长半轴a=6378245m短半轴b=6356863.0188m扁率=1/298.3第一偏心率平方=0.2966第二偏心率平方=0.468380国家坐标系: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和县永乐镇的大地坐标系,又称西安坐标系。C80是为了进行全国天文大地网整体平差而建立的。根据椭球定位的基本原理,在建立

4、C80坐标系时有以下先决条件:(1大地原点在我国中部,具体地点是陕西省径阳县永乐镇;(2C80坐标系是参心坐标系,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;(3椭球参数采用IUG1975年大会推荐的参数因而可得C80椭球两个最常用的几何参数为:长半轴a=63781405(m短半轴b=6356755.2882m扁率=1/298.257第一偏心率平方=0.959第二偏心率平方=0.947椭球定位时按我国范围内高程异常值平方和最小为原则求解参数。(4多点定位;(5大地高程以19

5、56年青岛验潮站求出的黄海平均水面为基准。WGS-84大地坐标系WGS-84(World Geodetic System,1984年是美国国防部研制确定的大地坐标系,其坐标系的几何定义是:原点在地球质心,z轴指向BIH1984.0定义的协议地球极(CTP方向,X轴指向BIH1984.0的零子午面和CTP赤道的交点。Y轴与Z、X轴构成右手坐标系。WGs-84椭球及有关常数:对应于WGS-84大地坐标系有一个WGS-84椭球,其常数采用IUGG 第17届大会大地测量常数的推荐值。下面给出WGS-84椭球两个最常用的几何常数:长半轴:63781372(m短半轴b:6356752.3142m扁率:1/

6、298.257223563第一偏心率平方:0.013第二偏心率平方:0.223常用的一些椭球及参数海福特椭球(1910我国52年以前基准椭球a=6378388mb=6356911.9461279m=0.33670033670北京54坐标系基准椭球a=6378245mb=6356863.018773m=0.335232986921975年I.U.G.G推荐椭球(国际大地测量协会1975西安80坐标系基准椭球a=6378140mb=6356755.2881575m=0.78WGS-84椭球(GPS全球定位系统椭球、17届国际大地测量协会 WGS-84GPS基准椭球a=6378137mb=63567

7、52.3142451m=0.247.地理坐标系与投影坐标系的区别1、首先理解地理坐标系(Geographic coordinate system, Geographic coordinatesystem直译为地理坐标系统,是以经纬度为地图的存储单位的。很明显,Geographic coordinate system是球面坐标系统。我们要将地球上的数字化信息存放到球面坐标系统上,如何进行操作呢?地球是一个不规则的椭球,如何将数据信息以科学的方法存放到椭球上?这必然要求我们找到这样的一个椭球体。这样的椭球体具有特点:可以量化计算的。具有长半轴,短半轴,偏心率。以下几行便是Krasovsky_194

8、0椭球及其相应参数。Spheroid:Krasovsky_1940SemimajorAxis:6378245.0000000SemiminorAxis:6356863.000000InverseFlattening(扁率:298.3010000然而有了这个椭球体以后还不够,还需要一个大地基准面将这个椭球定位。在坐标系统描述中,可以看到有这么一行:Datum:D_Beijing_1954 表示，大地基准面是 D_Beijing_1954。 有了 Spheroid 和 Datum 两个基本条件， 地理坐标系统便可以使用。 完整参数： Alias: Abbreviation: Remarks: An

9、gularUnit:Degree(0.9943299 PrimeMeridian（起始经度）:Greenwich(0.0000000 Datum（大地基准面）:D_Beijing_1954 Spheroid（参考椭球体）:Krasovsky_1940 SemimajorAxis:6378245.0000000 SemiminorAxis:6356863.000000 InverseFlattening:298.3010000 2、接下来便是 Projectioncoordinatesystem（投影坐标系统），首 先看看投影坐标系统中的一参数。 Projection:Gauss_Kruger

10、Parameters: False_Easting:500000.000000 False_Northing:0.000000 Central_Meridian:117.000000 Scale_Factor:1.000000 Latitude_Of_Origin:0.000000 LinearUnit:Meter(1.000000 GeographicCoordinateSystem: Name:GCS_Beijing_1954 Alias: Abbreviation: Remarks: AngularUnit:Degree(0.9943299 PrimeMeridian:Greenwich

11、(0.0000000 Datum:D_Beijing_1954 Spheroid:Krasovsky_1940 SemimajorAxis:6378245.0000000 SemiminorAxis:6356863.000000 InverseFlattening:298.3010000 从参数中可以看出，每一个投影坐标系统都必定会有 GeographicCoordinateSystem。 投影坐标系统， 实质上便是平面坐标系 统，其地图单位通常为米。那么为什么投影坐标系统中要存在坐标系 统的参数呢？这时候，又要说明一下投影的意义：将球面坐标转化为 平面坐标的过程便称为投影。好了，投影的条件就

12、出来了： a、球面坐标 b、转化过程（也就是算法）也就是说，要得到投影坐标就必须得 有一个“拿来”投影的球面坐标，然后才能使用算法去投影！即每一 个投影坐标系统都必须要求有 GeographicCoordinateSystem 参数。 3、我们现在看到的很多教材上的对坐标系统的称呼很多，都可以 归结为上述两种投影。 其中包括我们常见的 “非地球投影坐标系统” ） 。 大地坐标（GeodeticCoordinate）:大地测量中以参考椭球面为基准 面的坐标。地面点 P 的位置用大地经度 L、大地纬度 B 和大地高 H 表 示。当点在参考椭球面上时，仅用大地经度和大地纬度表示。大地经 度是通过该点

13、的大地子午面与起始大地子午面之间的夹角， 大地纬度 是通过该点的法线与赤道面的夹角， 大地高是地面点沿法线到参考椭 球面的距离。 方里网:是由平行于投影坐标轴的两组平行线所构成的方格网。因 为是每隔整公里绘出坐标纵线和坐标横线，所以称之为方里网，由于 方里线同时又是平行于直角坐标轴的坐标网线，故又称直角坐标网。 在 1：1 万1：20 万比例尺的地形图上，经纬线只以图廓线的形 式直接表现出来， 并在图角处注出相应度数。 为了在用图时加密成网， 在内外图廓间还绘有加密经纬网的加密分划短线(图式中称“分度 带”，必要时对应短线相连就可以构成加密的经纬线网。1：25 万地 形图上，除内图廓上绘有经纬

14、网的加密分划外，图内还有加密用的十 字线。 我国的 1：50 万1：100 万地形图，在图面上直接绘出经纬线 网，内图廓上也有供加密经纬线网的加密分划短线。 直角坐标网的坐标系以中央经线投影后的直线为 X 轴，以赤道投 影后的直线为 Y 轴，它们的交点为坐标原点。这样，坐标系中就出现 了四个象限。纵坐标从赤道算起向北为正、向南为负；横坐标从中央 经线算起，向东为正、向西为负。 虽然我们可以认为方里网是直角坐标，大地坐标就是球面坐标。 但是我们在一副地形图上经常见到方里网和经纬度网， 我们很习惯的 称经纬度网为大地坐标，这个时候的大地坐标不是球面坐标，她与方 里网的投影是一样的（一般为高斯），也是平面坐标 第 8 页