(3.10)--10第十章 参心坐标系及坐标换算.ppt

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1、公司公司徽标徽标 工工 程程 控控 制制 测测 量量 第十章第十章 参心坐标系及坐标换算参心坐标系及坐标换算 第十章第十章 参心坐标系及坐标换算参心坐标系及坐标换算地心坐标系和参心坐标系地心坐标系和参心坐标系 地心坐标系是以总地球椭球为基准建立起来的，是一种全球性的坐标系，如WGS-84世界大地坐标系。参心坐标系是以参考椭球为基准建立起来的，是一种区域性的坐标系，如1954年北京坐标系。（差异：椭球参数以及椭球的定位与定向）大地坐标系和空间直角坐标系大地坐标系和空间直角坐标系 高斯平面直角坐标系和平面直角坐标系高斯平面直角坐标系和平面直角坐标系10.1 参心坐标系的建立参心坐标系的建立10.1

2、.1参心坐标系建立原理参心坐标系建立原理参考椭球是具有确定参数参考椭球是具有确定参数(长半径和扁率长半径和扁率)，经过局部定位和定向，与经过局部定位和定向，与某地区大地水准面最佳密合的地球椭球。某地区大地水准面最佳密合的地球椭球。第十章第十章 参心坐标系及坐标换算参心坐标系及坐标换算建立参心坐标系需要建立参心坐标系需要选择或求定椭球几何参数选择或求定椭球几何参数、确定椭球中心位置（、确定椭球中心位置（椭球定椭球定位位）、确定椭球短轴指向（）、确定椭球短轴指向（椭球定向椭球定向）、建立大地原点。根据广义的垂线）、建立大地原点。根据广义的垂线偏差公式和拉普拉斯方程式偏差公式和拉普拉斯方程式分别为大

3、地经度、大地纬度、大地方位角、大地高定位参数估计两个平行条件第十章第十章 参心坐标系及坐标换算参心坐标系及坐标换算单点定位单点定位 在大地原点在大地原点K处处,椭球的法线方向和铅垂线方向重合椭球的法线方向和铅垂线方向重合,椭球面和大地水准面相切。椭球面和大地水准面相切。多点定位多点定位 根据椭球面与当地大地水准面最佳密合条件根据椭球面与当地大地水准面最佳密合条件,采用最小二乘法求得椭球定位参采用最小二乘法求得椭球定位参数、旋转参数及新椭球几何参数数、旋转参数及新椭球几何参数,再根据式（再根据式（10-1）和式（）和式（10-2）求得大地原）求得大地原点的点的垂线偏差分量垂线偏差分量。利用新的大

4、地原点数据和新的椭球参数进行新的定位和。利用新的大地原点数据和新的椭球参数进行新的定位和定向，建立新的参心大地坐标系定向，建立新的参心大地坐标系。第十章第十章 参心坐标系及坐标换算参心坐标系及坐标换算第十章第十章 参心坐标系及坐标换算参心坐标系及坐标换算大地原点和大地起算数据大地原点和大地起算数据大地原点：也称为大地基准点或大地起算点，该点的大地坐标是大地测量基准数据或大地测量起算数据第十章第十章 参心坐标系及坐标换算参心坐标系及坐标换算10.1.2 1954年北京坐标系年北京坐标系建国初期，采用克拉索夫斯基椭球参数，并与前苏联1942年坐标系进行联测，通过测量与计算建立了我国大地坐标系，命名

5、为1954年北京坐标系。依据该坐标系，我国建成了全国天文大地网，完成了大量的测绘任务，但是该坐标系存在如下缺点：参考椭球长半轴偏长（相差约参考椭球长半轴偏长（相差约109m）;参考椭球面普遍低于大地水准面，且存在着自西向东的系统性倾斜，在东南沿参考椭球面普遍低于大地水准面，且存在着自西向东的系统性倾斜，在东南沿海地区大地水准面差距最大达海地区大地水准面差距最大达+68m;几何、物理大地测量参考面不统几何、物理大地测量参考面不统;椭球短轴的指向不明确椭球短轴的指向不明确;大地网局部平差，大地网局部平差，存在一些不严密和不合理的问题存在一些不严密和不合理的问题。第十章第十章 参心坐标系及坐标换算参

6、心坐标系及坐标换算10.1.3 1980年国家大地坐标系年国家大地坐标系采用采用IUGG1975年推荐的年推荐的4个椭球基本参数个椭球基本参数;采用多点定位采用多点定位,椭球面与似大地水准面在我国境内最为密合椭球面与似大地水准面在我国境内最为密合;椭球短轴平行于地球质心指向地极原点椭球短轴平行于地球质心指向地极原点JYD1968.0的方向的方向,起始大地子午面平行于我国起起始大地子午面平行于我国起始天文子午面始天文子午面;大地原点地处我国中部大地原点地处我国中部;大地网整体平差。大地网整体平差。在在1954年北京坐标系基础上，按参考椭球面与大地水准面的最佳密合条件建立。年北京坐标系基础上，按参

7、考椭球面与大地水准面的最佳密合条件建立。第十章第十章 参心坐标系及坐标换算参心坐标系及坐标换算第十章第十章 参心坐标系及坐标换算参心坐标系及坐标换算10.2 相同参心坐标系下的坐标换算相同参心坐标系下的坐标换算 10.2.1常用的参心坐标系常用的参心坐标系 第十章第十章 参心坐标系及坐标换算参心坐标系及坐标换算对于许多经常性地测量工作来说，在椭球面上进行各种计算是件烦琐的事，表示椭球面上点、线位置的大地坐标和空间直角坐标也不适用于经常性地测量工作，因此，为便于计算和满足测量工作的需要，采用地图投影方法，将椭球面上的元素投影到平面上，从而获得平面直角坐标系下的坐标。我国采用高斯克吕格投影方法。第

8、十章第十章 参心坐标系及坐标换算参心坐标系及坐标换算10.2.2大地坐标与空间直角坐标的换算大地坐标与空间直角坐标的换算 P点在椭球面上点在椭球面上P点点不不在椭球面上在椭球面上，大地高为，大地高为HP点点的坐标转换的坐标转换第十章第十章 参心坐标系及坐标换算参心坐标系及坐标换算10.2.3大地坐标与高斯平面直角坐标的换算大地坐标与高斯平面直角坐标的换算高斯投影正算高斯投影正算 第十章第十章 参心坐标系及坐标换算参心坐标系及坐标换算高斯投影反算高斯投影反算 第十章第十章 参心坐标系及坐标换算参心坐标系及坐标换算10.3不同参心坐标系下的坐标换算不同参心坐标系下的坐标换算10.3.1空间直角坐标之间的换算空间直角坐标之间的换算第十章第十章 参心坐标系及坐标换算参心坐标系及坐标换算10.3.2大地坐标之间的换算大地坐标之间的换算 第十章第十章 参心坐标系及坐标换算参心坐标系及坐标换算10.3.3高斯平面直角坐标之间的换算高斯平面直角坐标之间的换算 谢谢！谢谢！