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簡介：CGCS2000坐標(biāo)系對(duì)現(xiàn)有測(cè)繪成果的影響及坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法的探討孟渙，戴明松，馮發(fā)杰，王新安，朱進(jìn)11現(xiàn)行大地坐標(biāo)系缺點(diǎn)無法全面滿足當(dāng)今地震、水利、氣象、交通等部門對(duì)高精度測(cè)繪地理信息服務(wù)的要求?，F(xiàn)行的1954北京坐標(biāo)系和1980西安坐標(biāo)系均為參心坐標(biāo)系，所采用的坐標(biāo)系原點(diǎn)、坐標(biāo)軸方向等由于當(dāng)時(shí)科技水平的限制，均與采用現(xiàn)代科技手段測(cè)定的結(jié)果存在較大差異，從而導(dǎo)致先進(jìn)的空間觀測(cè)技術(shù)所獲取的測(cè)繪成果在使用時(shí)的精度損失。并行使用兩個(gè)國家大地坐標(biāo)系給實(shí)際應(yīng)用帶來很多問題。如坐標(biāo)系之間轉(zhuǎn)換測(cè)繪成果的精度損失，不同坐標(biāo)系下相鄰地形圖的拼接誤差較大，無法充分利用先進(jìn)的空問觀測(cè)手段的觀測(cè)成果，等等。因此，現(xiàn)行參心大地坐標(biāo)系已不適用我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需要。12地心坐標(biāo)系隨著空間技術(shù)的快速發(fā)展，地心坐標(biāo)系的應(yīng)用日益流行，它可以大幅度提高測(cè)量精度，快速獲取精確地三維地心坐標(biāo)。目前利用空間技術(shù)所得到的定位和影像等成果，都是以地心坐標(biāo)系為參照系。空間技術(shù)發(fā)展成熟與廣泛應(yīng)用迫切要求國家提供高精度、地心、動(dòng)態(tài)、實(shí)用、統(tǒng)一的大地坐標(biāo)系作為各項(xiàng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的基礎(chǔ)性保障。13本文梗概大地坐標(biāo)系是測(cè)繪的基礎(chǔ)，大地坐標(biāo)系的改變勢(shì)必引起測(cè)繪成果的變化，測(cè)繪成果主要包括控制點(diǎn)成果、基本比例尺地形圖、基礎(chǔ)地圖數(shù)據(jù)庫、航空攝影和衛(wèi)星遙感成果等。如何將各種成果轉(zhuǎn)換到CGCS2000坐標(biāo)系是此次坐標(biāo)系換代的重要難題。本文首先分析了CGCS2000坐標(biāo)系對(duì)測(cè)繪成果的影響，尤其是對(duì)CS網(wǎng)、地形圖成果的影響，繼而對(duì)現(xiàn)有測(cè)繪成果轉(zhuǎn)換至CGCS2000坐標(biāo)系的主要模型和方法進(jìn)行了分析探討，針對(duì)了不同方法分別進(jìn)行了可行性和精確性分析，并得出了重要結(jié)論，為全國各級(jí)測(cè)繪部門、勘測(cè)部門的測(cè)繪成果的轉(zhuǎn)換工作提供了一定的參考。21符合國際地球參考系ITRS的下列條件CGCS2000為右手地固正交坐標(biāo)系22CGCS2000定義方法02030405原點(diǎn)在地球的質(zhì)量中心Z軸指向IERS參考極IRP方向X軸為IERS參考了子午面IRM與通過原點(diǎn)且同Z軸正交的赤道面的交線Y軸與ZX軸構(gòu)成右手正交坐標(biāo)系0123CGCS2000的參考橢球CGCS2000的參考橢球?yàn)橐恍D(zhuǎn)橢球，其幾何中心與坐標(biāo)系的原點(diǎn)重合，其旋轉(zhuǎn)軸與坐標(biāo)系的Z軸一致。參考橢球面在幾何上代表地球表面的數(shù)學(xué)形狀。CGCS2000的參考橢球在物理上代表一個(gè)等位橢球水準(zhǔn)橢球，其橢球面是地球正常重力位的等位面。參考橢球四個(gè)參數(shù)扁率F1298257222101地心引力常數(shù)3986004418X108M3S2地球自轉(zhuǎn)角速度72921150X101RADSS長半軸A63781370M31大地坐標(biāo)系換代對(duì)測(cè)繪成果的影響測(cè)繪成果大地點(diǎn)成果地方坐標(biāo)系的成果控制點(diǎn)坐標(biāo)和地形圖地球空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)高程異常和垂線偏差跟蹤站、測(cè)控站、設(shè)備點(diǎn)、發(fā)射陣地的坐標(biāo)參考于橢球面的觀測(cè)數(shù)據(jù)如方向觀測(cè)值、方位角、基線、物理測(cè)距邊等本文對(duì)地形圖、控制點(diǎn)坐標(biāo)、連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)CS）等三個(gè)方面的影響予以重點(diǎn)分析。地形圖、海圖、航空?qǐng)D和地籍33對(duì)地形圖的影響33對(duì)地形圖的影響CGCS2000通過2000國家GPS大地控制網(wǎng)的坐標(biāo)和速度具體實(shí)現(xiàn)。采用ITRF97框架，參考?xì)v元為200002000國家GPS大地控制網(wǎng)是在測(cè)繪、地震和科學(xué)院等部門布設(shè)的4個(gè)GPS網(wǎng)聯(lián)合平差的基礎(chǔ)上得到的一個(gè)全國規(guī)模的GPS大地控制網(wǎng)，共包括2518點(diǎn)。天文大地網(wǎng)有20余萬點(diǎn)，其中一、二等點(diǎn)和部分三等點(diǎn)約48000個(gè)已通過與空間網(wǎng)聯(lián)合平差納入了CGCS2000，對(duì)于未參與聯(lián)合平差的低等大地網(wǎng)點(diǎn)10余萬點(diǎn)，應(yīng)通過低等網(wǎng)平差改算到或通過精密坐標(biāo)轉(zhuǎn)換變換到CGCS2000坐標(biāo)系。各省市級(jí)的控制網(wǎng)大都是以國家高精度GPSB級(jí)網(wǎng)為基準(zhǔn)建立起來的，而B級(jí)網(wǎng)其參考框架為ITRF93，歷元為1996365，與前述的CGCS2000參考框架不同，因此各省市建立GPSC級(jí)網(wǎng)、城市基礎(chǔ)控制網(wǎng)成果必須轉(zhuǎn)換到CGCS2000坐標(biāo)系，具體的轉(zhuǎn)換方法將在下文中予以探討。對(duì)控制網(wǎng)的影響34對(duì)控制網(wǎng)的影響35對(duì)CS系統(tǒng)的影響123441控制點(diǎn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換42城市GPS平面控制網(wǎng)轉(zhuǎn)換至CGCS2000坐標(biāo)系的三種方法城市相對(duì)獨(dú)立的平面坐標(biāo)系統(tǒng)，城市所用的各種測(cè)繪成果也大都采用這一坐標(biāo)系，在建立與2000國家大地坐標(biāo)系聯(lián)系時(shí)，可通過1980西安坐標(biāo)系或1954年北京坐標(biāo)系與2000國家大地坐標(biāo)系的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系作為過渡，即首先經(jīng)過投影變換將相對(duì)獨(dú)立平面坐標(biāo)系下的坐標(biāo)歸算到現(xiàn)行參心坐標(biāo)系下的平面坐標(biāo)，再經(jīng)過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換獲取2000國家大地坐標(biāo)系下的控制點(diǎn)坐標(biāo)。選取坐標(biāo)模型時(shí)要同時(shí)適用于地方控制點(diǎn)轉(zhuǎn)換和城市數(shù)字地圖的轉(zhuǎn)換，一般采用平面四參數(shù)轉(zhuǎn)換模型，重合點(diǎn)較多時(shí)可采用多元逐步回歸模型。當(dāng)相對(duì)獨(dú)立的平面坐標(biāo)系統(tǒng)控制點(diǎn)和數(shù)字地圖均為三維地心坐標(biāo)時(shí)，采用BURSA七參數(shù)轉(zhuǎn)換模型。坐標(biāo)轉(zhuǎn)換中誤差應(yīng)小于005M。43相對(duì)獨(dú)立的平面坐標(biāo)系統(tǒng)建立CGCS2000聯(lián)系結(jié)語本文簡述了2000中國大地坐標(biāo)系的意義和定義，在分析了CGCS2000坐標(biāo)系對(duì)現(xiàn)有測(cè)繪成果影響的基礎(chǔ)上，針對(duì)城市測(cè)量成果轉(zhuǎn)換至2000國家大地坐標(biāo)系這一問題進(jìn)行了詳細(xì)探討，分別對(duì)各種轉(zhuǎn)換方法進(jìn)行了可行性和精確性分析，為全國各城市測(cè)量成果的轉(zhuǎn)換工作提供了一定的參考。2000國家大地坐標(biāo)系的科學(xué)性、先進(jìn)性和實(shí)用性是顯而易見的。它符合IERS標(biāo)準(zhǔn)，符合大地基準(zhǔn)的發(fā)展趨勢(shì)，同世界大地坐標(biāo)系相容，適宜于衛(wèi)星定位和導(dǎo)航，有利于地球空問信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，能夠滿足當(dāng)前與未來我國測(cè)繪及相關(guān)產(chǎn)業(yè)、經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國防建設(shè)與社會(huì)發(fā)展對(duì)大地坐標(biāo)系的要求。THANKYOU

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