坐标系统的建立汇报

1、LOGO汇报人汇报人 ：矿区独立坐标系的建立矿区独立坐标系的建立及坐标转换模型及坐标转换模型汇报的主要内容汇报的主要内容v一、背景v二、建立独立坐标系统要解决的主要问题v三、建立矿区适用坐标系的技术途经及原则三、建立矿区适用坐标系的技术途经及原则v四、投影综合变形的限制四、投影综合变形的限制v五、独立坐标系统的建立任意带坐标系v六、平朔1200椭球的计算一、背景及意义一、背景及意义平朔公司所属矿区目前的坐标系统系安太堡坐标系的延伸拓展，参考椭球为克拉索夫斯基椭球，中央子午线为11230，按1.5度分带进行高斯坐标投影，投影面为参考椭球面，控制网坐标系统为1954年北京坐标系，中央子午线为112

2、30，系1.5度分带坐标。高程系统为1985年国家高程基准。平朔矿区的坐标体系在矿山发展过程中几经变迁，矿区现采用坐标系统是在原安太堡矿独立坐标系基础上延伸过来的，随着开采范围不断扩大点位误差的累积会越来越大，以及开采方式的复杂化，现代化，现采用的坐标系统已经不能满足现代大矿区生产需求，急需建立适合矿区发展要求的新的独立坐标系二、建立矿区独立坐标系统二、建立矿区独立坐标系统v 基准选择：即进行选择椭球，独立坐标系统的椭球基准也要与国家椭球统一或接近。v 投影方法：通常我们国家选用的是高斯投影将大地坐标转换成平面直角坐标。v 投影面和中央子午线：在椭球基准下选择合适的投影面和中央子午线就可以减少

3、长度变形的综合影响，这是建立必须遵循的一条原则。v 起始点数据：投影面及中央子午线位置的确定主要是限定由空间边长到高斯平面上边长的尺度变化。为了确定高斯平面直角坐标系，至少必须获得一个点的纵横坐标，一条边坐标方位角、一条边的平面边长，从而分别确定坐标系的原点、坐标轴指向及尺度。RealityIdentity1）直接利用国家3带坐标系：如果在国家是坐标系统下能保证长度变形符合规范要求，那是最理想的方法。2）改变中央子午线，成为任意带：以测区的平均高程面为投影面的任意带高斯平面直角坐标系（简称为任意带坐标系），其中央子午线经过测区东西向的中心附近，或是经过某一控制点，或是其经度取某一整度、整分值。

4、任意带坐标系在中央子午线的东西两侧都允许有45km的宽度、对测区面积的限制要小得多。3）改变投影面，建立抵偿高程面：以抵偿高程面为投影面的3度带高斯平面直角坐标系（简称为抵偿坐标坐标系），其中央子午线仍取最靠近的统一3度带的中央子午线。当测区远离3度带中央子午线，只有较小的测区才能选用抵偿坐标系。三、三、建立矿区适用坐标系的技术途建立矿区适用坐标系的技术途经及原则经及原则 1、研究确定合理的参数（中央子午线位置、投影面的高程），减小高程归化与投影变形的影响，主要是选择和对比多种投影高度和中央子午线的组合方案，确定一组最适合平朔矿区的参数，建立新的平朔矿区坐标系统。2、建立矿区独立坐标系统遵循的

5、原测：1）与国家坐标系建立解析联系；2）一个矿区最好采用统一的坐标系统；3）两项投影改正产生的长度变形比符合规范要求。D为经倾斜改正后的平距，Hm为测距两端点对于投影面的平均高程，ym为测距边的平均横坐标。)2(22RHRyDDmm四、投影综合变形的限制四、投影综合变形的限制五、独立坐标系的建立五、独立坐标系的建立任意带坐标系任意带坐标系1、选择平均高程面作投影面，通过测区中心的子午线作为中央子午线，按高斯投影计算平面直角坐标 。2、投影面=1200m，中央子午线= 11230 。3、椭球基准：克氏椭球。4、起算数据：1)利用高斯投影坐标正反算的方法，将国家点的平面坐标换算成大地坐标(B,L)

6、；并由大地坐标计算这些点在选定的中央子午线投影带内的平面直角坐标(x,y)。2)选择其中一个国家点作为“原点”，保持该点在选定的投影带内的坐标(设为x0,y0)不变，其它国家点坐标换算到选定的坐标系中去，均可作为控制网的起算数据。KyyyyKxxxx)()(00六、区域性椭球六、区域性椭球平朔平朔12001200椭球的计算椭球的计算不管是用那种方法建立的独立坐标系，独立坐标系所对应的参考椭球不是国家参考椭球，而是对应于一个区域性椭球，研究了矿区对应的区域性椭球。采用椭球膨胀法计算得到平朔1200椭球元素：矿区椭球半径=6379445.806m，扁率=1/298.3采用椭球膨胀法计算了：一、坐标

7、基准的多样性二、相同基准下的坐标转换三、不同基准下的坐标转换四、软件系统的设计与开发一、基准的多样性一、基准的多样性1 1、我国的参心坐标系、我国的参心坐标系 19541954年北京坐标系年北京坐标系是前苏联是前苏联19421942年普尔科夫坐标系的延伸。它是依照年普尔科夫坐标系的延伸。它是依照19531953年我国东北边境内三角点与前苏联天文大地网年我国东北边境内三角点与前苏联天文大地网联测形成一等三角锁经局部平差后确定的、随后扩联测形成一等三角锁经局部平差后确定的、随后扩展、加密而遍及全国。展、加密而遍及全国。2 2、我国的参心坐标系、我国的参心坐标系19801980年国家大地坐标系年国家

8、大地坐标系3 3、我国的地心坐标系、我国的地心坐标系CGCS2000CGCS2000为适应新世纪的发展和建设的需要国务院批准自为适应新世纪的发展和建设的需要国务院批准自20082008年年7 7月月1 1日启用我国的地心坐标系日启用我国的地心坐标系20002000国家国家大地坐标系（大地坐标系（China Geodetic Coordinate System China Geodetic Coordinate System 2000,CGCS 20002000,CGCS 2000）, ,作为全国统一采用的大地基准。作为全国统一采用的大地基准。4 4、世界地心坐标系、世界地心坐标系WGS84WG

9、S84坐标系坐标系 二、相同基准下的坐标转换二、相同基准下的坐标转换1、大地坐标与空间直角坐标的互换NBYXHHeNYXHNZacrBXYacrLcos)1 ()(tantan222222()coscos()cossin(1)sinXNHBLYNHBLZNeHB2、大地坐标与平面直角坐标的互换模型二、相同基准下的坐标转换二、相同基准下的坐标转换2322442452466sincossincos(594)224sincos(6158)720NNxXBBlBBtlNBBttl232232352422 255coscos(5)26cos(5 181458)120NNyBlBtlNBtttl2222

10、2432465(539)2cos24(619045 )720fffffffffffffffffttBByttyM NBM NtttyM N22332422 25511(12)cos6cos1(5282468)120cosffffffffffffflytyNBNBtttyNB二、相同基准下的坐标转换二、相同基准下的坐标转换3、空间坐标与平面直角坐标的互换模型 将空间坐标先转换为大地坐标，然后将大地坐标转换为平面坐标。 将平面坐标先转换为大地坐标，然后将大地坐标转换为空间坐标。三、三、不同基准下的坐标转换1、在空间坐标系下进行转换布尔莎-沃尔夫(Bursa-Wolf)模型其转换参数分别是3个平移参

11、数(x0,y0,z0)、3个旋转参数(x,y,z)和一个尺度参数m。2110211021100(1)00ZYZXYXXXXXYmYYYZZZZ 三、三、不同基准下的坐标转换OOZXYZYXoldiiixyxzyzNewiiiZYXkZYXZYX000111)1 (010000100001000izyxiiiiiiiiiiiiiiiAkZYXZXYYXZXYZZZYYXXv通过3个以上的公共点由最小二乘法拟合出相应的转换参数,然后由求得的转换参数进行坐标转换。v其误差的来源主要为两组坐标本身的误差及转换模型的误差。2、在平面坐标系下进行转换 （1） 在平面内采用平面四参数相似变换的方法进行两个坐

12、标系的转换。三、三、不同基准下的坐标转换11cossinsincos22yxaaaaKdydxyxv其中：dx,dy为平移参数，a为旋转参数，k尺度参数，x2,y2为输出平面直角坐标。v根据重合点位分布情况，选择有代表性的高精度控制点作为重合点和检验点。v用最小二乘法求解相似变换参数。（2） 带参考点的平面四参数转换。三、三、不同基准下的坐标转换0101cossinsincos0202yyxxaaaaKdydxyyxxv其中：dx,dy为平移参数，x0,y0为参考点，a为旋转参数，k尺度参数，x2,y2为输出平面直角坐标。v根据重合点位分布情况，选择有代表性的高精度控制点作为重合点和检验点。v

13、用最小二乘法求解相似变换参数。（3）多项式拟合模型。39282736242321039282736242321055ybxybyxbxbybyxbxbybxbbyyaxyayxaxayayxaxayaxaaxOiOiOiOiOiOiiOiOiOiOiOiOiiiOiNiiOiNiyyyxxx三、三、不同基准下的坐标转换由最小二参求解a0,a1,a2.b0,b1,b2.系数 （4）平面三参数（5）仿射变换大地坐标系参心空间直角坐标系参心坐标系地心坐标系参心大地坐标 系地心大地坐标 系地心空间直角坐标系高斯平面直角坐标系高斯正反算高斯平面直角坐标系平面三参、四参、多项式同一椭球同一椭球不同椭球（布莎尔七参数）高斯正反算v研究适合于本矿区的转换模型，运用面象对象的程序设计方法实现软件系统的全部功能。v软件设计采用层次化和模块化的软件架构设计访求；软件具有较好的灵活性，当提出新的需求时，能够在不影响体系结构的情况下，快速加入新的功能，或改进已有的功能。v运用VS2008开发平台下的C#语言进行开发，软件系统的界面美观、操作简单。v全部数据均在Access数据库下管理，主要由四个子库组成。v软件的结构主要分l四个大的模块