测量坐标系相关知识PPT课件

.第1，2章测量的坐标系及其坐标转换，2，常用于测量坐标变换种类的坐标系1:北京54坐标系，西安80坐标系，地方独立坐标系，WGS84坐标系，大地坐标系，高斯-克鲁格平面直角坐标系，1956和1985黄海高程系统，3，北京54坐标系的起源和特征是一种参数化坐标系，采用克拉索夫斯基椭球参数，与前苏联1942年的坐标系相联系测量，可以认为是前苏联1942年坐标系的延长，其原点不是北京，而是前苏联的普科波。这个坐标系起到了很大的作用，但也有不可避免的缺点。1:椭球参数存在大错误；2:参考椭球体和我国大地水准面差距较大，由西向东有明显的系统梯度；3:方向不明确。4:几何大地测量和物理大地测量用途的参考面不统一；5:椭球上只有两个几何参数缺乏物理意义。6:此坐标系按分区控制，分区的连接误差更大。4、西安80坐标系的起源和特点也是申新坐标系，地球原点在我们陕西省景阳县永乐镇。1:采用的国际大地测量和地球物理联合会1975年建议的椭球参数1975年旋转椭球。有四个基本参数：地球椭球长半径a=6378140mG是重力常数地球的重力场二次谐波系数地球自转角速度2:椭球和大地水准面在我国最合适。3:椭球方向明确，其缩短指向我国地极的原点JYD1968.0方向，大地起点子午线平行于格林威治平均天文台的子午线。4:大地测量基准使用1956年黄海高程系统。5，新北京1954北京坐标系新北京1954坐标系从1980西安坐标系转换而来，仍基于1980西安坐标系的采用，将克拉索夫斯基椭球作为基准椭球体，将椭球中心平行于80西安坐标系的坐标轴转换。特性包括：1:使用克拉索夫斯基椭球体；2:使用多点定位，但椭球体与大地水准面在我国不是最佳拟合；3:椭球方向明确，其缩短方向与我国地极与原点JYD1968.0方向平行，大地起始子午线与我国起始天文子午线面平行。4: 1956使用黄海高程系统的大地测量高程基准；5:大地坐标系原点与1980西安坐标系相同，但起始数据不同；6，区域独立坐标系的由来和特点是基于变形限制、便利性、实用性和科学目的，在许多城市和工程调查中，通常建立适合该地区的区域独立坐标系，建立区域独立坐标系，实际上通过一些参数确定区域参考椭球和投影面。区域参考椭球体选择通常与区域平均高程相对应的参考椭球体。此椭球体的中心、轴和扁平度与国家参考椭球体相同，椭球体半径a按如下方式递增：表达式中，在确定区域平均高程、区域平均高程以上的区域投影面时，通过区域中心的子午线必须选择独立的中央子午线和区域平均高程面作为投影面。7，大地坐标系的由来和特性大地坐标系是地球椭圆的中心与地球中心匹配，椭球短轴与地球自转轴匹配，大地纬度b是通过地面点的椭球法线与椭球赤道之间，大地经度l是通过地面点的椭球子午线与格林威治子午线之间，大地h是地面点沿椭球法线与椭球之间的距离。8，位于WGS84坐标系之前的是基准坐标系，对于整个地球空间有以下缺点：(1)不适合构建全球统一的坐标系；(2)全球重力场；(3)水平控制网和高度控制网的分离破坏了空间三维坐标的完整性。WGS84坐标系是可以解决此问题的全球中心坐标系。，9，高斯-克投影平面直角座标系统的起源和性质为了建立各种比例尺地形图的控制和工程测量控制，椭球上每个点的大地座标通常必须按照一定的定律投影到平面上，并以相应的平面直角座标表示。当前国家经常使用高斯投影和UTM投影，这些投影(1)从椭球上的任意角度投影到平面上，长度投影后发生变形，但是变形比是常量。(2)中央子午线投影到纵轴，投影点的对称轴，中央子午线投影后没有变形，但其他长度都产生变形，与中央子午线距离越远，变形越大。(3)高斯平面直角座标系统的座标轴与直角直角直角直角座标轴相反。通常，y值加500km，y值前面加符号。(4)波段编号与中央子午线经度的关系，10，高程系统的起源和特征是在测量中分别从大高度、正高度、正常高度、我国高程系统的日常测量中，从普通高度和GPS测量中遵循大高度。高程基准是地面点高程的统一起始面，通常使用大地水准面作为高程基准。大地水准面是当虚拟的海洋处于完全静止的平衡状态时，延伸到海洋水面下大陆地面的封闭表面。我国的高空系统目前采用1956黄解雇制度和1985黄解雇制度。11，坐标系变换的种类1大地坐标系和空间正交坐标系之间的变换(例如大地坐标系和北京54坐标系之间的变换，变换关系如下：其中n是椭球毛尤尼环的曲率半径，e是椭球的第一部分心率，a，b是椭球的长度半径。12，2大地坐标系与高斯投影平面笛卡尔坐标系之间的转换由沉降公式和逆算公式计算大地坐标中的高斯坐标作为正计算公式，而逆算公式分为两个公式。正方程式如下：在样式中，b是投影点的大地测量纬度，l=l-L0，l是投影点的大地测量经度，L0是轴子午线的大地测量经度，n是投影点处的单个圆曲率半径。b的函数基础。13，3笛卡尔坐标系之间的变换分为三维空间笛卡尔坐标系之间的变换，例如北京54坐标系和WGS84坐标系之间的变换。平面直角座标系统之间的转换，例如数位板座标与测量座标系统之间的转换。坐标变换通常使用布尔模型，也称为7参数。14，3.1平面直角坐标系之间的变换包括不同投影带之间的坐标变换和不同平面直角坐标系之间的变换。例如，屏幕坐标系和数字化仪坐标系之间的转换通常使用四种参数方法、相似的转换和仿射转换。不同投影区带的座标转换，也称为相邻区带转换，表示一个区带的平面座标转换为相邻区带的平面座标。使用高斯投影正负计算公式进行相邻坐标变换的本质是使用椭球上的大地坐标作为变换坐标。此方法必须首先使用高斯投影逆计算公式将(x1，y1)转换为椭球大地坐标(B，l1)，然后获取点经度，最后从大地坐标(B，l2)变为经度差L2。然后，使用高斯投影坐标正计算公式计算相邻标注栏中点的平面笛卡尔坐标(x2，y2)。15，1)平面直角座标系统之间的转换有三种变化：原点为，转换后为，P表示平面中未转换的旧点，P 表示特定转换后的新点，则平面直角座标系统之间的转换、缩放转换和旋转转换。对于平移变换，假定沿y方向的平移量，表示点p沿x方向的平移量。其矩阵形式如下：(1)对于比例转换，定点p相对于座标原点x方向的比例系数，y方向的比例系数，转换后的矩阵。(2)、16，对于旋转变换，首先讨论绕原点的旋转，当点p绕原点逆时针旋转角度时，转换坐标的数学上容易得到的矩阵可以表示为：这里的旋转角度通常称为欧元。称为旋转矩阵。17，地理信息系统中经常发生平面笛卡尔坐标系的坐标变换，其中包括以上三种变换，例如高斯坐标系和数字化仪坐标系之间的变换。数位板座标系统下的座标，设定为高斯座标系统下的座标。有5个参数，即5个未知，因此需要至少3个相互匹配的已知坐标的公共点。18，2:对于空间笛卡尔坐标系之间的变换，类似于空间笛卡尔坐标系之间的变换。原点(1)轴旋转角度、旋转角度(2)轴旋转角度、旋转角度(3)轴旋转角度、旋转角度(3)轴中心旋转角度、旋转角度(3)空间直角坐标系坐标变换的三个旋转角度、奥利角(对应的矩阵分别称为、是20。也就是说，如果大小通常很小。21，R0通常称为旋转矩阵。22，测量经常发生两个空间正交坐标系的坐标变换，这两个空间正交坐标系具有三个变换参数和三个旋转参数，这两个坐标系之间不一致。通常，在三个