2000国家大地坐标系

2020-04-17 20:53

空间基准:2000国家大地坐标系(CGCS2000)

一、2000国家大地坐标系

2000坐标系采用的地球椭球参数: 长半轴 a=6378137m

扁率 f=1/298.257222101

地心引力常数 GM=3.986004418×1014m3s-2 自转角速度 ω=7.292l15×10-5rad s-1 采用地心坐标系,有利于采用现代空间技术 对坐标系进行维护和快速更新,测定高精度大地 控制点三维坐标,并提高测图工作效率。 优点 :

与对地观测数据结合紧密,使用方便,提供 高精度、地心、动态、实用、统一的大地坐标系。

参考椭球体 坐标系类型 坐标原点 长半轴 扁率 1954年北京坐标系 Krassovsky 1940 参心大地坐标系 原苏联的普尔科沃 6378245m 1/298.3 1980西安坐标系 IAG 75 参心大地坐标系 陕西省泾阳县 6378140m 1/298.257 2000国家坐标系 旋转椭球,几何中心与坐标系原点重合 地心坐标系 包括海洋和大气的整个地球的质量中心 6378137m 1/298.257222101 2000系:CGCS2000,6378137.0,1/298.257222101 2000国家大地坐标系

国务院批准,2008年7月1日起正式实施

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

Z轴由原点指向历元2000.0的地球参考极的方向

X轴由原点指向格林尼治参考子午线与地球赤道面(历元2000.0)的交点 Y轴与Z轴、X轴构成右手正交坐标系。该历元的指向由国际时间局给定的历元1984.0

2000国家大地坐标系采用的地球椭球的参数为:

长半轴a=6378137m,扁率f=1/298.257222101

2000国家大地控制网

? 2000国家大地控制网点是2000国家大地坐标系的框架点,是2000国家大地坐标系的具体实现。 2000国家大地控制网构成:

? 2000国家GPS大地控制网

? 2000国家GPS大地控制网的基础上完成的天文大地网联合平差获得的在ITRF97框架下的近5万个一、二等天文大地网点

? ITRF97框架下平差后获得的近10万个三、四等天文大地网点。

按精度不同可划分为三个层次:

? (1)2000国家GPS大地控制网中的连续运行基准站,其坐标精度为毫米

级。

? (2) 2000国家GPS大地控制网除了CORS站以外的所有站。

2000国家GPS大地控制网提供的地心坐标的精度平均优于±3 cm。

? (3)2000国家大地坐标系下天文大地网成果,地心坐标的精度平均为±10cm。

2000国家GPS大地控制网

共2542个点,包括:

? 国家测绘局GPS A、B级网, ? 总参测绘局GPS一、二级网

? 中国地震局、总参测绘局、中国科学院、国家测绘局共建的中国地壳运动观测网

? 还有其他地壳形变GPS监测网等 ? 由国内2542个GPS点(其中CORS站25个)参加了2000国家GPS大地控制网的数据处理

? 参考框架为ITRF97,参考历元为2000.0 ? 处理后网点相对精度优于10-7 ? 地心坐标的精度平均优于±3 cm。

国家测绘局GPS A、B级网

? GPS A级网,由30个主点和22个副点组成,点间距离平均约650km。 ? 从1992年7月25日至8月5日进行初测,从1996年5月8日至5月17日进行复测。

? GPS B级网于1991~1997年组织建立,由818个点组成。其中沿海经济发达地区平均点间距为50~70km,中部地区为l00km,西部地区为150km。

? A 、B级网平差中采用的坐标框架和历元分别为ITRF93和1996.365 。 ? A、B 级网平差后的点位地心坐标精度为10-7量级。

中国地壳运动GPS观测网络工程

? 中国地壳运动GPS观测网络工程包括基准网、基本网和区域网,共1222个点,于1998~2002年间布测。

? 其中基准网点25个;基本网点56个

? 采用的坐标框架和历元分别为ITRF96和1998.680。

? 网络工程平差后的点位地心坐标精度总体优于10-8量级。

GPS 一、二级网

GPS一、二级网由总参测绘局于1991~1997年实测,共553个GPS站均匀地分布于全国(除台湾省以外)的陆地、海域和南沙重要岛礁,总体结构为全面连续网。

? 其中一级网44个站,相邻点间距离最大为1667km,最小为86km,平均约680km。

? 二级网由534个点组成,相邻点间距离全国平均为164.8km。 ? 采用的坐标框架和历元分别为ITRF96 和1997.0。 ? 一、二级网平差后的点位地心坐标精度为10-8量级

海洋测量大地控制网

? 由285个国家B 级GPS点组成,主要集中在沿岸200km的带宽内,包括多普勒点、水准点、形变点、海岛点和验潮站点等,其中海岛点21个。

? 海洋测量大地控制网为海图所属坐标系的框架点,主要用于海图的测量,获得海上地物在2000国家大地坐标系下的坐标。

? 由于海图所用的投影不同于陆地所用的高斯投影,所以地物在图上表示的平面位置与陆地有差异。 各基准的参数比较 坐标系统 地球椭球 椭球名称 基 建成年代 椭球类型 a(m) J2或C20 (f) 50年代 参考椭球 6378245 1954年 北京坐标系 克拉索夫斯1980 西安坐标系 IUGG1975 1979 参考椭球 6378140 WGS 84 WGS-84 1984 总地球椭球 6378137 2000国家 大地坐标系 CGCS2000 2008 总地球椭球 6378137 C20: J2: J2: 1.08263-484.16685×1.082629832258 - ×10-3 10-6 ×10-3 (1:298.3) (1:(1:1:298.257) 298.257223563) /298.257222101 - - 3.986005×3.986005×3.986004418×1014 1014 1014 7.292115×7.292115×10-5 10-5 7.292l15×10-5 GM(m3s-2) ω(rad/s) 实际应用 ? 利用GNSS进行气象预报,遥感地球大气,测定大气温度及水汽含量,监测

气候变化等,由于现势性较强,无须进行转换,实测结果可认为是CGCS2000下的成果。

? GNSS用于陆海空定位导航,进行海上船位和平台的高精度定位,海洋测绘任务、飞机导航,要求精度一般在cm级甚至米级,因此无须顾及框架间的差的差异,WGS84下的成果可视作CGCS2000下的成果。

? 地质、土地利用调查、精细农业和精细林业以及旅游考古、海事部门的成果都可直接利用WGS 84下的成果。

?

平差的方法

? 选择C级网基于的B级网点,获得这些B级网点在2000国家大地坐标系下的坐标

? 固定B级网点的坐标或进行强约束,对C级网点原始观测数据用高精度数据处理软件(如GAMIT或Bernese软件)进行重新处理

? 或对C级网点的基线向量用网平差软件进行处理,得到C级网点在2000国家大地坐标系下的坐标.

? 如果有原始观测数据,建议采用这种方法

相对独立的平面坐标系的建立

地方独立坐标系都是在北京54或西安80及2000国家大地坐标系的基础上进行三

项改化,

? ? ?

将统一编号的投影带中央子午线移至测区中央; 将投影面由参考椭球面改为测区平均高程面;

高斯投影后将独立坐标系原点的纵横坐标加一个常数。

? 转换时,参考椭球参数除长半径加H+Δε外,其它参数均不改变。 ? 确定相对独立的平面坐标系的中央子午线一般有三种情况: ? ①尽量取国家坐标系三度带的中央子午线作为它的中央子午线; ? ②当测区离3°带中央子午线较远时,应取过测区中心的经线或取过某个起算点的经线作为中央子午线;

? ③若已有的相对独立的平面坐标系没有明确给定中央子午线,则应该根据实际情况进行分析,找出该相对独立的平面坐标系的中央子午线。

国家测绘局公告2008年第2号:

根据《中华人民共和国测绘法》,经国务院批准,我国自2008年7月1日起,启用2000国家大地坐标系。2000国家大地坐标系与现行国家大地坐标系转换、衔接的过渡期为8~10年。

? 现有各类测绘成果,

? 过渡期内,可沿用现行国家大地坐标系;

? 2008年7月1日后,新生产的应采用2000国家大地坐标系。

? 现有地理信息系统,

? 过渡期内,逐步转换到2000国家大地坐标系;

? 2008年7月1日后,新建设的应采用2000国家大地坐标系。

? 国家测绘局

? 负责启用工作的统一领导; ? 制定启用工作的实施方案;

? 为地方、各部门现有测绘成果坐标系转换提供技术支持和服务; ? 负责完成国家级基础测绘成果向2000国家大地坐标系转换,并向社会提供使用。 ? 国务院有关部门

? 负责本部门启用工作的组织实施和本部门测绘成果的转换。

? 县级以上地方人民政府测绘行政主管部门

? 负责本地区启用工作的组织实施和监督管理,提供坐标系转换技术支持和服务;

? 完成本级基础测绘成果向2000国家大地坐标系的转换,并向社会提供使用。

启用2000国家大地坐标系的实施进程

? 总体技术准备阶段

(2008年底前)

? 具体实施与成果验证阶段

(2009年1月~2010年12月)

? 成果推广应用与技术服务阶段

(2011年1月~过渡期结束)

2000国家大地坐标系与现行坐标系有何不同

坐标系类型 2000国家大地坐标系 地心坐标系 现行坐标系 (54北京系、西安80系) 参心坐标系 椭球定位方式 原点位置 坐标系维数 相对精度 实现技术 定 与全球大地水准面最密合 包括海洋和大气的整个地球的质量中心 三维坐标系统 10-7~10-8 通过现代空间大地测量观测技术确局部大地水准面最吻合 与地球质量中心有较大偏差 二维坐标系统 10-6 传统的大地测量方式确定

采用2000国家大地坐标系后 投影方式有无改变

? 平面坐标投影仍采用高斯-克吕格投影 ? 海图仍采用横轴墨卡托投影(UTM)。


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