常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂

1、常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂 常用坐标转换方法常用坐标转换方法 常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂 坐标系基本概念坐标系基本概念 一一 框架间的关系与比较框架间的关系与比较 二二 软件功能与界面软件功能与界面 五五 框架转换实例框架转换实例 六六 内内 容容 常用坐标系之间的转换常用坐标系之间的转换 三三 转换模型及适用范围转换模型及适用范围 四四 常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂 一一 框架间的关系与比较框架间的关系与比较 二二 软件功能与界面软件功能与界面 五五 框架转换实例框架转换实例 六六

2、 内内 容容 常用坐标系之间的转换常用坐标系之间的转换 三三 转换模型及适用范围转换模型及适用范围 四四 常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂 1、地球的形状 地球的大地水准面地球的大地水准面 地球看做球形地球看做球形 地球看做椭球地球看做椭球 常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂 地球为椭球 大地水准面大地水准面 全球一致的总椭球全球一致的总椭球 参考椭球参考椭球 常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂 v 地心坐标系地心坐标系坐标原点位于地球质心坐标原点位于地球质心 2、地心坐标系与参心坐标系、地心坐标系与参

3、心坐标系 v 参心坐标系参心坐标系坐标原点不位于地球质心坐标原点不位于地球质心 v 地心坐标系和参心坐标系的特点地心坐标系和参心坐标系的特点 n 地心坐标系适合于全球用途的应用地心坐标系适合于全球用途的应用 n 参心坐标系适合于局部用途的应用参心坐标系适合于局部用途的应用 o 有利于使局部大地水准面与参考椭球面符合更好有利于使局部大地水准面与参考椭球面符合更好 o 保持国家坐标系的稳定保持国家坐标系的稳定 o 有利于坐标系的保密有利于坐标系的保密 常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂 参心坐标系 原点与轴指向由给定点定义原点与轴指向由给定点定义 基于国家或局部参考椭

4、球基于国家或局部参考椭球 在国家内部进行平差在国家内部进行平差 参考系为水平坐标系参考系为水平坐标系 Local ellipsoid Geoid Local area of interest 常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂 原点原点 地球质量中心地球质量中心 Z-轴轴 地球平均旋转轴地球平均旋转轴 X-轴轴 平均格林尼治子午面平均格林尼治子午面, 垂直于垂直于 Z轴轴 P (X, Y, Z) 格林尼治格林尼治 平均旋转平均旋转 轴轴 平均赤道面平均赤道面 O 平均格林尼治子午面平均格林尼治子午面 全球椭球全球椭球 大地水准面大地水准面 常用坐标系转换分析透彻、

5、浅显易懂常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂 vWGS-84WGS-84坐标系坐标系 3 3、常用坐标系、常用坐标系 v国际地球参考框架国际地球参考框架(ITRF)(ITRF) *1954年北京坐标系年北京坐标系 *1980西安坐标系西安坐标系 *新新1954北京坐标系北京坐标系 *2000国家大地坐标系国家大地坐标系 我国大地基准我国大地基准 参心坐标系参心坐标系 地心坐标系地心坐标系 常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂 存在的问题：存在的问题： （1 1）椭球参数有较大误差。）椭球参数有较大误差。 （2 2）参考椭球面与我国大地水准面存在着自西）参考椭球面与我国大

6、地水准面存在着自西 向东明显的系统性倾斜。向东明显的系统性倾斜。 （3 3）几何大地测量和物理大地测量应用的参考）几何大地测量和物理大地测量应用的参考 面不统一。面不统一。 （4 4）定向不明确。）定向不明确。 3.1 19543.1 1954年北京坐标系年北京坐标系 1. 19541. 1954年北京坐标系（年北京坐标系（BJ54BJ54旧）旧） 坐标原点：前苏联的普尔科沃。坐标原点：前苏联的普尔科沃。 参考椭球：克拉索夫斯基椭球。参考椭球：克拉索夫斯基椭球。 平差方法：分区分期局部平差。平差方法：分区分期局部平差。 常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂 坐标原点

7、：陕西省泾阳县永乐镇。坐标原点：陕西省泾阳县永乐镇。 参考椭球：参考椭球：19751975年国际椭球。年国际椭球。 平差方法：天文大地网整体平差。平差方法：天文大地网整体平差。 3.2 19803.2 1980年国家大地坐标系（年国家大地坐标系（GDZ80GDZ80） 特点：特点： （1 1）采用）采用19751975年国际椭球。年国际椭球。 （2 2）椭球面同似大地水准面在我国境内最为密合，）椭球面同似大地水准面在我国境内最为密合， 是多点定位。是多点定位。 （3 3）定向明确。）定向明确。 （4 4）大地原点地处我国中部。）大地原点地处我国中部。 （5 5）大地高程基准采用）大地高程基准采

8、用19561956年黄海高程。年黄海高程。 常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂 新新19541954年北京坐标系（年北京坐标系（BJ54BJ54新）是由新）是由19801980国国 家大地坐标（家大地坐标（GDZ80GDZ80）转换得来的。）转换得来的。 坐标原点：陕西省泾阳县永乐镇。坐标原点：陕西省泾阳县永乐镇。 参考椭球：克拉索夫斯基椭球。参考椭球：克拉索夫斯基椭球。 平差方法：天文大地网整体平差。平差方法：天文大地网整体平差。 3.3 3.3 新新19541954年北京坐标系（年北京坐标系（BJ54BJ54新）新） BJ54BJ54新的特点新的特点 ： （1

9、 1）采用克拉索夫斯基椭球。）采用克拉索夫斯基椭球。 （2 2）是综合）是综合GDZ80GDZ80和和BJ54BJ54旧旧 建立起来的参心坐标系。建立起来的参心坐标系。 常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂 3.33.3 新新19541954年北京坐标系（年北京坐标系（BJ54BJ54新）新） （3 3）采用多点定位。但椭球面与大地水准面在）采用多点定位。但椭球面与大地水准面在 我国境内不是最佳拟合。我国境内不是最佳拟合。 （4 4）定向明确。）定向明确。 （5 5）大地原点与）大地原点与GDZ80GDZ80相同，但大地起算数据不同。相同，但大地起算数据不同。 （6

10、 6）大地高程基准采用）大地高程基准采用19561956年黄海高程。年黄海高程。 （7 7）与）与BJ54BJ54旧旧 相比，所采用的椭球参数相同，相比，所采用的椭球参数相同， 其定位相近，但定向不同。其定位相近，但定向不同。 （8 8）BJ54BJ54旧旧 与与BJ54BJ54新新 无全国统一的转换参无全国统一的转换参 数，只能进行局部转换。数，只能进行局部转换。 常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂 WGS-84WGS-84椭球及其有关常数椭球及其有关常数：WGS-84WGS-84采用的椭球是国采用的椭球是国 际大地测量与地球物理联合会第际大地测量与地球物理联合

11、会第1717届大会大地测量常数届大会大地测量常数 推荐值，其四个基本参数推荐值，其四个基本参数 3.4 WGS-843.4 WGS-84坐标系坐标系 WGS-84WGS-84的定义的定义：原点在地球质心：原点在地球质心 Z Z轴指向轴指向BIH1984.0BIH1984.0定义的协定地球极（定义的协定地球极（CTPCTP）方向）方向 X X轴指向轴指向BIH1984.0BIH1984.0的零度子午面和的零度子午面和CTPCTP赤道的交点赤道的交点 Y Y轴和轴和Z Z、X X轴构成右手坐标系轴构成右手坐标系. . 它是一个地固坐标系。它是一个地固坐标系。 常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂常用坐

12、标系转换分析透彻、浅显易懂 长半径：长半径： a=6378137a=63781372 2（m m）；）； 地球引力常数：地球引力常数： GM=3986005GM=398600510108 8m m3 3s s-2 -2 0.60.610108 8m m3 3s s-2 -2； ； 正常化二阶带谐系数：正常化二阶带谐系数： C20= -484.16685C20= -484.166851010-6 -6 1.31.31010-9 -9； ； J2=108263J2=1082631010-8 -8 地球自转角速度：地球自转角速度： =7292115=72921151010-11 -11rads ra

13、ds-1 -1 0.1500.1501010-11 -11rads rads-1 -1 3.4 WGS-84坐标系坐标系 常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂 o国务院批准，国务院批准，20082008年年7 7月月1 1日起正式实施日起正式实施 o 地心坐标系，原点为包括海洋和大气的整个地球的质量地心坐标系，原点为包括海洋和大气的整个地球的质量 中心中心 nZ Z轴由原点指向历元轴由原点指向历元2000.02000.0的地球参考极的方向的地球参考极的方向 nX X轴由原点指向格林尼治参考子午线与地球赤道面（历轴由原点指向格林尼治参考子午线与地球赤道面（历 元元20

14、00.02000.0）的交点）的交点, ,该历元的指向由国际时间局给定的该历元的指向由国际时间局给定的 历元历元1984.01984.0推算得到推算得到 nY Y轴与轴与Z Z轴、轴、X X轴构成右手正交坐标系。轴构成右手正交坐标系。 2000国家大地坐标系采用的地球椭球的参数为：国家大地坐标系采用的地球椭球的参数为： n长半轴长半轴a=6378137m，扁率，扁率f=1/298.257222101 3.5 2000国家大地坐标系国家大地坐标系 常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂 3.6独立坐标系统独立坐标系统 o 大多数建立在上个世纪五六十年代大多数建立在上个世

15、纪五六十年代 o 控制网普遍采用传统的三角导线测量方法布控制网普遍采用传统的三角导线测量方法布 测测 o 以城市或测区中心设立中央子午线，为了满以城市或测区中心设立中央子午线，为了满 足每公里长度变形小于足每公里长度变形小于2.5厘米限差要求；厘米限差要求； o 基于基于2000国家大地坐标系建立的独立坐标国家大地坐标系建立的独立坐标 系统，称为系统，称为2000独立坐标系。独立坐标系。 o 建立方法与常用独立坐标系建立方法基本相建立方法与常用独立坐标系建立方法基本相 同。同。 常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂 3.7坐标系各参数比较坐标系各参数比较 坐标系统坐

16、标系统坐标系类型坐标系类型椭椭 球球a长半轴长半轴 （米）（米） 扁率扁率 1954年北京坐标系年北京坐标系参心坐标系参心坐标系克拉索夫斯基克拉索夫斯基6378245 1/298.3 1980西安坐标系西安坐标系参心坐标系参心坐标系IAG-756378140 1/298.257 WGS-84世界坐标系世界坐标系地心坐标系地心坐标系WGS-841/298.257223563 2000国家大地坐标系国家大地坐标系地心坐标系地心坐标系CGCS20001/298.257222101 独立坐标系独立坐标系参心坐标系参心坐标系 同国家或自定义同国家或自定义 常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂常用坐标系转换分

17、析透彻、浅显易懂 3.8国际地球参考架国际地球参考架 （ITRF） 国际地球参考架国际地球参考架 (ITRF)(ITRF)是是IERS IERS (International Earth Rotation (International Earth Rotation Service)Service)制定，由全球数百个制定，由全球数百个SLRSLR、 VLBIVLBI和和GPSGPS站所构成站所构成 IGSIGS精密星历精密星历 Z Z轴指向轴指向CIO CIO ，利用，利用SLRSLR、VLBIVLBI和和GPSGPS等等 技术维持技术维持. . 提供站坐标及速度场信息提供站坐标及速度场信息 常

18、用坐标系转换分析透彻、浅显易懂常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂 ITRF序列观测技术及板块运动模型序列观测技术及板块运动模型 序列序列ITRF观测技术观测技术参考历元参考历元启用时间启用时间板块运动模型板块运动模型 88VLBI,SLR,LLR1988.01989AM0-2,AM1-2 89VLBI,SLR,LLR1988.01990AM0-2,AM1-2 90VLBI,SLR,LLR1988.01991AM0-2,AM1-2 91VLBI,SLR,LLR,GPS1988.01992AM0-2,NNR- NUVEL1 92VLBI,SLR,LLR,GPS1988.01994AM0-2,NNR-

19、 NUVEL1 93VLBI,SLR,GPS1993.01995NNR-NUVEL1A 94VLBI,SLR,GPS1993.01996NNR-NUVEL1A 96VLBI,SLR,GPS,DORIS1997.01998NNR-NUVEL1A 97VLBI,SLR,GPS,DORIS1997.01999NNR-NUVEL1A 2000VLBI,SLR,GPS,DORIS,LLR1997.02001NNR-NUVEL1A 最新的是最新的是ITRF2005 常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂 坐标系基本概念坐标系基本概念 一一 二二 软件功能与界面软件功能与界面 五五

20、 框架转换实例框架转换实例 六六 内内 容容 常用坐标系之间的转换常用坐标系之间的转换 三三 转换模型及适用范围转换模型及适用范围 四四 常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂 ITRF 和和IGS(卫星轨道卫星轨道) 的关系的关系 o ITRF911992年至年至1993年底年底; o ITRF921994年期间年期间; o ITRF931995年初至年初至1996年中期年中期; o ITRF941996年中期至年中期至1998年年3 月月; o ITRF961998年年3月至月至1999年年7月月 o ITRF97 1999年年8月至月至2000年年6月月 o I

21、GS97 2000年年6月至月至2001年年12月月 o IGS00 2001年年12月至月至2004年年1月月 o IGS00b 2004年年1月至月至2006年年10月月 o IGS05 2006年年11月至今月至今 常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂 ITRF 和和IGS 的关系的关系 o IGSIGS精密星历精密星历, , 轨道约束，则测站坐标与轨道约束，则测站坐标与IGSIGS精精 密星历所采用的密星历所采用的ITRFITRF框架一致。框架一致。 o 采用采用ITRFITRF中的测站坐标中的测站坐标, , 并对测站进行约束，并对测站进行约束， 则必需采用

22、最新的参考框架并将它转换至观测则必需采用最新的参考框架并将它转换至观测 历元。历元。 o 如果测站框架如果测站框架ITRFzzITRFzz比比IGSIGS星历框架星历框架ITRFyyITRFyy新。新。 修正过程为修正过程为, , 在自由网或最小约束分析方案中在自由网或最小约束分析方案中 利用星历轨道计算利用星历轨道计算; ;在观测历元采用近似转换在观测历元采用近似转换 参数将测站坐标从参数将测站坐标从ITRFyyITRFyy转换至转换至ITRFzz; ITRFzz; 在在 ITRFzz ITRFzz 中加测站约束中加测站约束; ; 常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂常用坐标系转换分析透彻、浅显

23、易懂 ITRF 和和IGS 的关系的关系 o ) ) 如果采用如果采用GPSGPS广播星历（广播星历（WGS84WGS84）, , 则测则测 站坐标同任一站坐标同任一ITRFyyITRFyy的一致性在的一致性在1 1米以内米以内, , 利用精化了的利用精化了的WGS84(G1150)WGS84(G1150)星历星历, , 则两者的则两者的 一致性在一致性在1 1厘米以内。厘米以内。 常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂 最初最初WGS84WGS84与与ITRFITRF的关系的关系 o WGS84WGS84地面站坐标精度为地面站坐标精度为1m1m到到2m2m的精度，的

24、精度， ITRFITRF则为厘米级精度则为厘米级精度 o 引力常数不同引力常数不同 WGS-84WGS-84与与ITRFITRF的关系的关系 WGS84WGS84与与ITRFITRF的转换关系的转换关系 常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂 WGS-84WGS-84与与ITRFITRF的关系的关系 精化后差别越来越小，最新实现差别在毫米量级精化后差别越来越小，最新实现差别在毫米量级 常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂 WGS84与与CGCS2000的比较的比较 常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂 WGS84

25、与与CGCS2000的比较的比较 从定义上从定义上 CGCS2000与与 WGS 84是一致的，是一致的， 即关于坐标系原点、即关于坐标系原点、 尺度、定向及定向演尺度、定向及定向演 变的定义都是相同的。变的定义都是相同的。 参考椭球非常相近，参考椭球非常相近， 在在4个椭球常数、个椭球常数、 、GM、中，唯中，唯 有扁率有微小差异：有扁率有微小差异： df = 常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂 WGS84与与CGCS2000的比较的比较 o ）dfdf不引起大地经度变化；不引起大地经度变化； o ）dfdf引起大地纬度的变化范围为引起大地纬度的变化范围为0 0

26、0.105mm0.105mm； o ）dfdf引起大地高的变化范围为引起大地高的变化范围为0 00.105mm0.105mm； o 在当前的测量精度水平在当前的测量精度水平, ,即坐标测量精度即坐标测量精度1mm1mm，由，由 两个坐标系的参考椭球的扁率差异引起同一点在两个坐标系的参考椭球的扁率差异引起同一点在 WGS 84WGS 84和和CGCS2000CGCS2000坐标系内的坐标变化可以忽略。坐标系内的坐标变化可以忽略。 o 结论结论:CGCS2000:CGCS2000和和WGS 84WGS 84（G1150G1150）在坐标系的实）在坐标系的实 现精度范围内，两者的坐标是一致的。现精度

27、范围内，两者的坐标是一致的。 常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂 坐标系基本概念坐标系基本概念 一一 框架间的关系与比较框架间的关系与比较 二二 软件功能与界面软件功能与界面 五五 框架转换实例框架转换实例 六六 内内 容容 三三 转换模型及适用范围转换模型及适用范围 四四 常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂 坐标类型坐标类型 空间直角坐标空间直角坐标 -XYZ 大地坐标大地坐标BLH 常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂 对同一空间点，直角坐标系与大地坐对同一空间点，直角坐标系与大地坐 标系参数间有如下转

28、换关系：标系参数间有如下转换关系： 直角坐标系与大地坐标系参数间的转换直角坐标系与大地坐标系参数间的转换 22 2222 / 1sin ()/, NaeBN eabaa e 式中， 为该点的卯酉圈半径； ，分别为该大地坐标系对应椭球的长半径和第一扁心率。 2 1 ()coscos ()cossin ()sin XNHBL YNHBL ZNeHB 222 2 1 1 arctan(/) arctan ()/() /sin() LYX BZ NHXYNeH HZBNe 直接算法直接算法 常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂 大地坐标系与空间直角坐标系变换大地坐标系与空间

29、直角坐标系变换 o 由空间直角坐标系变换至大地坐标系采用迭由空间直角坐标系变换至大地坐标系采用迭 代法代法 2 2222 22 1 11 a r c ta n ta n ta n () ta n c o s Y L X a eB BZ XYeB XY HN B 常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂 两个坐标系三个平两个坐标系三个平 移参数、三个旋转移参数、三个旋转 参数、一个尺度参参数、一个尺度参 数数 , AAAABBBB OX Y ZOX Y Z 国家大地坐标系之间及与国际上坐标系之间的转换国家大地坐标系之间及与国际上坐标系之间的转换 布尔莎七参数模型布尔莎七参

30、数模型 常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂 布尔莎七参数模型布尔莎七参数模型 A,B A,B A,B X Y Z BAAAA BAAAA AAABA T T T XX1000ZX YY+ 010Z0-X 001X0ZZZ m , , , , A B A B A B X Y Z A B Y Y Y A,B A,B A,B X BA BY321A BA Z T XX Y= T+ 1+mY ZZ T , , A BA BA B A BZYX RRR 常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂 大地微分公式大地微分公式椭球面上的转换椭球面上的转换 三

31、维七参数坐标转换模型三维七参数坐标转换模型 22 22 0 11 1 sincos ()cos()cos sincossinsincos ()()() coscossinsinsin ()() cossin ()sin LL XLNHBNHB YBBLBLB MHMHMHZH BLBLB NeHNeH tgBLtgBL NHNH NHNeB 22 22 2 22 22 2 22 0 0 0 00 2 1 1 1 1 ()sin sincos sincossinsincoscos sincos ()sin (sin) sincossincos (sin) ( x y z B NHNeB LL M

32、HMH NeBBLNeBBL N meBB M NHNe eBN BBeBB fMa N M eB a a 222 sin)sin a f eBB 常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂 大地微分公式大地微分公式椭球面上的转换椭球面上的转换 二维七参数转换模型二维七参数转换模型 用于大地高的精度较低的转换用于大地高的精度较低的转换 常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂 三维四参数转换三维四参数转换 若不考虑两者尺度的差异若不考虑两者尺度的差异 只顾及两个坐标系原点及起始定向的差异只顾及两个坐标系原点及起始定向的差异 进行空间坐标转换时这进行

33、空间坐标转换时这4 4个参数可以是个参数可以是3 3个坐标平移参数和个坐标平移参数和1 1个旋转参数个旋转参数 常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂 平面四参数转换模型平面四参数转换模型 21 21 XXXcos sin =+M* YYsin cos Y 11 1222 ,OX Y OX Y 常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂 平面相似变换模型平面相似变换模型 o考虑两个方向不同尺度考虑两个方向不同尺度Sx，Sy 00 00 cossin sincos Nxy Nxy xas xs y ybs xs y 常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂

34、常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂 地方独立坐标系测绘成果向地心坐标系转换的方法地方独立坐标系测绘成果向地心坐标系转换的方法 城市独立坐标系一般是以国家坐标系坐标为基础建立的，独城市独立坐标系一般是以国家坐标系坐标为基础建立的，独 立坐标系建立方法大致归类为以下三种类型或它们的组合：立坐标系建立方法大致归类为以下三种类型或它们的组合： （1）高斯正形投影于参考椭球面上任意带平面直角坐标系；）高斯正形投影于参考椭球面上任意带平面直角坐标系； （2）高斯正形投影于低偿高程面的任意带平面直角坐标系；）高斯正形投影于低偿高程面的任意带平面直角坐标系； （3）以中心点坐标平移或者坐标加常数和旋转。）以中心

35、点坐标平移或者坐标加常数和旋转。 常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂 建立城市独立坐标系模型建立城市独立坐标系模型 1）椭球膨缩法）椭球膨缩法 o 独立坐标系投影面即可高出独立坐标系投影面即可高出CGCS2000椭椭 球面，也可降低。球面，也可降低。 o 建立高斯投影于抵偿高程面上任意带平面直建立高斯投影于抵偿高程面上任意带平面直 角坐标系，可采用椭球膨缩法。角坐标系，可采用椭球膨缩法。 2）椭球平移法）椭球平移法 地方独立坐标系测绘成果向地心坐标系转换的方法地方独立坐标系测绘成果向地心坐标系转换的方法 常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂常用坐标系转换分析透彻、浅显

36、易懂 地方独立坐标系测绘成果向地心坐标系转换的方法地方独立坐标系测绘成果向地心坐标系转换的方法 （1 1）高斯正形投影于参考椭球面上任意带平面直角坐标系）高斯正形投影于参考椭球面上任意带平面直角坐标系 这种类型通常采用用高斯投影计算方法，将独立坐标变换到相应椭球这种类型通常采用用高斯投影计算方法，将独立坐标变换到相应椭球 的国家平面坐标。的国家平面坐标。 （2 2）高斯正形投影于低偿高程面的任意带平面直角坐标系）高斯正形投影于低偿高程面的任意带平面直角坐标系 这种类型通常采用椭球变换法或比例缩放法进行变换。这种类型通常采用椭球变换法或比例缩放法进行变换。 椭球变换法椭球变换法 在不改变扁率（偏

37、心率）的前提下，改变椭球的长半轴，使改变后的在不改变扁率（偏心率）的前提下，改变椭球的长半轴，使改变后的 椭球面与区域平均高程面重合，然后在改变参数后的椭球基础上进行椭球面与区域平均高程面重合，然后在改变参数后的椭球基础上进行 投影。投影。 常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂 地方独立坐标系测绘成果向地心坐标系转换的方法地方独立坐标系测绘成果向地心坐标系转换的方法 转转 换换 步步 骤骤 常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂 地方独立坐标系测绘成果向地心坐标系转换的方法地方独立坐标系测绘成果向地心坐标系转换的方法 比例缩放法比例缩放法

38、比例缩放法比例缩放法1 1：通常在一定的精度和范围内进行不同投影归算面的坐标：通常在一定的精度和范围内进行不同投影归算面的坐标 换算，可视为是长度元素进行一次按比例的缩放。换算，可视为是长度元素进行一次按比例的缩放。 转转 换换 步步 骤骤 常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂 地方独立坐标系测绘成果向地心坐标系转换的方法地方独立坐标系测绘成果向地心坐标系转换的方法 比例缩放法比例缩放法2 2：在测区中央选择一个中心点，保持其它各点与中心点的：在测区中央选择一个中心点，保持其它各点与中心点的 方位不变，对各点与中心点的距离乘以一个变形系数方位不变，对各点与中心点的距

39、离乘以一个变形系数K K后得到零变形距离，后得到零变形距离， 然后根据零变形距离与方位角计算各点的坐标改正量，从而得到各点的然后根据零变形距离与方位角计算各点的坐标改正量，从而得到各点的 新坐标（地方坐标）。新坐标（地方坐标）。 转转 换换 步步 骤骤 常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂 地方独立坐标系测绘成果向地心坐标系转换的方法地方独立坐标系测绘成果向地心坐标系转换的方法 算法比较算法比较 比例缩放法：适用在小区域范围，算法上只考虑两个投影归算面简比例缩放法：适用在小区域范围，算法上只考虑两个投影归算面简 单近似的平面缩放关系，没有考虑由于归算面的变化而产生的

40、椭球单近似的平面缩放关系，没有考虑由于归算面的变化而产生的椭球 面变化问题。而且需要选择一个重合点，选择不同重合点换算后坐面变化问题。而且需要选择一个重合点，选择不同重合点换算后坐 标也会有差异，其优点换算后坐标值与原坐标值较接近，便于展到标也会有差异，其优点换算后坐标值与原坐标值较接近，便于展到 原地形图上。原地形图上。 椭球变换法：通过改变椭球参数来确定新椭球面，换算后坐标值具椭球变换法：通过改变椭球参数来确定新椭球面，换算后坐标值具 有唯一值，适用换算区域范围更大，精度较高，但是，换算后坐标有唯一值，适用换算区域范围更大，精度较高，但是，换算后坐标 值与原坐标值相差较大，不便于展到原坐标

41、地形图上。值与原坐标值相差较大，不便于展到原坐标地形图上。 常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂 地方独立坐标系测绘成果向地心坐标系转换的方法地方独立坐标系测绘成果向地心坐标系转换的方法 （3 3）以中心点坐标平移或者坐标加常数和旋转以中心点坐标平移或者坐标加常数和旋转 以中心点进行平移以中心点进行平移 以城市或测区中央某个控制点为中心点，将所有原控制点坐标以中心以城市或测区中央某个控制点为中心点，将所有原控制点坐标以中心 点进行平移，从而获得独立坐标系坐标。点进行平移，从而获得独立坐标系坐标。 常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂 地方

42、独立坐标系测绘成果向地心坐标系转换的方法地方独立坐标系测绘成果向地心坐标系转换的方法 （3 3）以中心点坐标平移或者坐标加常数和旋转（续）以中心点坐标平移或者坐标加常数和旋转（续） 以中心点进行平移，再按某角度进行旋转以中心点进行平移，再按某角度进行旋转 以城市或测区中央某个控制点为中心点，将先所有原控制点坐标以中以城市或测区中央某个控制点为中心点，将先所有原控制点坐标以中 心点基准进行平移，然后按某角度进行旋转，最后获得独立坐标系坐心点基准进行平移，然后按某角度进行旋转，最后获得独立坐标系坐 标。标。 常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂 地方独立坐标系测绘成果向

43、地心坐标系转换的方法地方独立坐标系测绘成果向地心坐标系转换的方法 原独立坐标系成果转换到原独立坐标系成果转换到20002000系独立坐标系，通过选择覆盖整个转换系独立坐标系，通过选择覆盖整个转换 区域，且分布均匀，具有一定密度的高精度重合点，采用二维坐标区域，且分布均匀，具有一定密度的高精度重合点，采用二维坐标 转换模型（二维四参数模型或二维多项式模型）求解转换参数，根转换模型（二维四参数模型或二维多项式模型）求解转换参数，根 据转换参数通过转换获得据转换参数通过转换获得20002000系独立系坐标。系独立系坐标。 常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂 转换模型转换

44、模型 常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂 ITRF框架间的相互转换框架间的相互转换 框架转换步骤框架转换步骤 o 框架转换关系建立框架转换关系建立 o 进行板块运动改正进行板块运动改正 o 进行框架点坐标计算进行框架点坐标计算 常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂 ITRF框架相互转换框架相互转换 o 第一步第一步:框架转换关系建立框架转换关系建立 若已给定转换参数若已给定转换参数P P，任一历元，任一历元t t的坐标值可从下式中得到的坐标值可从下式中得到 t0t0是表中指定的历元，是表中指定的历元，t t为需转到的目标历元为需转到的目

45、标历元, ,P P为参数的速率为参数的速率 00 ( )( ) ()P tP tPtt 框架转换关系框架转换关系 转换参数转换参数 T1(cm) T2(cm) T3(cm)S ppb R1 .001 R2 .001 R3 .001 ITRF970.600.56-2.011.400.04-0.0010.043 转换参数转换参数 (cm/y) (cm/y) (cm/y)ppb.001/ y .001/y.001/y 速率速率-0.04-0.08-0.150.012-0.0040.0010.03 从从ITRF2005到到 ITRF2000的转换参数及它们的速率（历元的转换参数及它们的速率（历元 20

46、00.0） 转换转换 参数参数 T1 (mm) T2 (mm) T3 (mm) S ppb R1 (mas) R2 (mas) R3 (mas) ITRF20000.1-0.8-5.80.400.0000.0000.000 转换参数转换参数 (cm/y) (cm/y) (cm/y) ppb/y .001/y.001/y.001/y 速率速率-0.20.1-1.8 0.080.0000.000 0.000 从从ITRF2000转换到以前框架的转换参数与速率（历元转换到以前框架的转换参数与速率（历元1998. 0） 常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂常用坐标系转换分析透彻、浅显易懂 ITRF框架相互转换框架相互转换 o 具体的公式为具体的公式为 (2000.0)(1998.0)(2000.0 1998.0) (2000.0)(1998.0)(2000.0 1998.0) (2000.0)(1998.0)(2000.0 1998.0) xxx yyy zzz T tTT T tTT T tTT (2000.0)(1998.0)(2000.0 1998.0) (2000.0)(1998.0)(2000.0 1998.0) (2000.0)(1998.