武大控制测量学 第10章常用大地测量坐标系及其变换

第十章常用大地测量坐标系及其变换 本章提要 10 1地球的运转10 2参考系的定义及类型10 3地心坐标系10 4参心坐标系10 5坐标系间的换算 习题 本章提要 本章讲述建立大地测量坐标系的基本原理和常用测量坐标系及其变换 坐标系的建立是一切测量计算与地形图测绘的基础 1 地球的公转和自转 2 大地测量参考框架及椭球的定位和定向 3 地心系的建立和国际地球参考框架 4 参心系的建立和我的参考系 5 坐标系间的换算 知识点及学习要求 难点 各种坐标系统的建立与相互转换 参考框架与椭球的定位定向 我国的参心系 10 1地球的运转 1 地球绕太阳公转 开普勒三大行星运动定律 黄道 2 地球的自转 岁差与章动 极移 日常变化 转速 10 2参考系的定义及类型 一 基本概念 1 大地基准 用以代表地球形体的旋转椭球 建立大地基准就是球顶旋转椭球的参数及其定向和定位 2 天球 天轴与天极天球赤道面与天球赤道天球子午面与子午圈时圈黄道黄极春分点 二 大地测量参考系及大地测量参考框架 三维空间坐标系和一维时间系 空固系或天球坐标系 地固系或地球坐标系 参心系和地心系 笛卡尔 直角 坐标系和曲线坐标系 平面直角坐标系 大地测量参考框架 是大地测量参考系的具体实现 是通过大地测量手段确定的固定在地面上的控制网 点 所构建的 分为坐标参考框架 高程参考框架 重力参考框架 10 3地心坐标系 地心空间直角坐标系 地质心 地球北极 格林尼治平均子午线 右手系 地心大地坐标系 地球椭球中心重合与地质心 椭球面与大地水准面在全球范围内最佳符合 椭球的短轴与地球自转轴重合 2 WGS 84世界大地坐标系 直接法 通过一定的观测资料直接求得点的地心坐标的方法 间接法 通过一定的资料求得地心坐标系和参心坐标系之间的转换参数 而后按其转换参数和参心坐标 间接求得点的地心坐标的方法 1 地心坐标系的建立方法 地质心 BIH1984 0定义的协议地球参考系 CTP协议地极 CTP赤道 WGS 84 WorldGeodeticSystem1984 由美国国防部研制确定 其原点在地球质心 Z轴指向BIH1984 0定义的协议地球极 CTP X轴指向BIH1984 0的零子午面与CTP赤道的交点 Y轴与Z X轴构成右手系 椭球采用IUGG在第17届大会给出的推荐值 长半轴为6378137 扁率为1 298 257223563 大地水准面模型采用EGM 10 4参心坐标系 1 参心坐标系的建立 1 选择或求定椭球的几何参数 a和 2 椭球定位 3 椭球定向 4 建立大地原点 椭球的定位定向方法 一点定位和多点定位 2 我国的参心坐标系 1 1954年北京坐标系 2 1980年国家大地坐标系 1980西安坐标系 3 新1954年北京坐标系 我国目前广泛采用的大地测量坐标系 该坐标系源自于原苏联采用过的1942年普尔科夫坐标系 该坐标系采用的参考椭球是克拉索夫斯基椭球 缺点 椭球参数不精确 椭球定向不明确 局部分区平差结果 1954年北京坐标系 1978年我国决定重新对全国天文大地网施行整体平差 并且建立新的国家大地坐标系统 整体平差在新大地坐标系统中进行 这个坐标系统就是1980年西安大地坐标系统 1980年西安大地坐标系统所采用的地球椭球参数的四个几何和物理参数采用了IAG1975年的推荐值特点 多点定位原理建立 理论严密 定义明确 采用现代精确椭球参数 椭球面与我国大地水准面吻合较好 椭球短轴指向明确 1968 0JYD地极原点方向 整体平差结果 点位精度高 1980年西安大地坐标系 10 5坐标系间的换算 布尔沙 沃尔夫模型又称七参数转换 7 ParameterTransformation