2000国家大地坐标系的相关知识

2000国家大地坐标系相关知识国家测绘局测绘标准化研究所主要内容⏹坐标系统基本知识⏹相关政策法规⏹实用文献地球坐标系地固坐标系参心坐标系地心坐标系大地地理坐标系空间直角坐标系平面直角坐标系大地坐标系空间直角坐标系平面直角坐标系天文地理坐标系1.坐标系统基本知识高程系统大地原点地球自然形体：是一个不规则的几何体。

地球自然表面很不规则，有高山、丘陵、平原和海洋。

其中最高的珠峰高出海水面达8848.13m，最低的马里亚纳海沟低于海水面达11022m。

但是这样的高低起伏，相对于地球半径6371km来说还是很小的。

再顾及到海洋约占整个地球表面的71%，因此，人们把海水面所包围的地球形体视为地球的形状。

水准面：静止的水面，受地球重力影响而形成，是一个处处与重力方向垂直的连续曲面，是一个重力场的等位面。

大地水准面：设想处于完全静止的平均海水面向陆地和岛屿延伸所形成的闭合曲面。

是地球的物理表面，是测量外业的基准面。

大地体：大地水准面所包围的代表地球形状和大小的形体。

地球椭球体:一个非常接近大地体，用数学式表示几何形体，作为地球的参考形状和大小。

它是一个椭圆绕其短轴旋转而形成的形体，故又称旋转椭球体。

地球椭球面:地球椭球体外表面，是地球的数学表面，是球面坐标系/测量内业的基准面。

测量外业工作的基准线—铅垂线(重力方向线)。

测量外业工作的基准面—大地水准面。

测量内业计算的基准线—法线。

测量内业计算的基准面—参考椭球面。

地心坐标系与参心坐标系的区别PP'P P'ababM 铅垂线法线(大地原点）大地水准面总地球椭球体面参考椭球体面地面总地球椭球体参考椭球体赤道赤道（北极）（南极）总地球椭球定位方法：椭球中心与地球中心重合，椭球短轴与地球自转轴重合等条件。

参考椭球定位方法：椭球中心与地球中心不要求重合，要求椭球短轴与地球自转轴平行，使大地起始子午面与天文起始子午面平行，使椭球面与本国大地水准面充分接近。

上述两种椭球大小相同：长半径a=6378140m ，短半径b=6356755.3m ，扁率α=1:298.257用途：全球测图用途：国家测图原点定义以地球质心（总地球椭球体中心）为原点的坐标系以参考椭球体中心为原点的坐标系椭球定位总地球椭球体中心与地球质心重合总地球椭球面与全球大地水准面差距的平方和最小参考椭球体中心与地球质心不重合参考椭球面与区域大地水准面差距的平方和最小椭球定向椭球短轴与地球自转轴重合椭球短轴与地球自转轴平行适用范围全球测图区域（国家）测图实例WGS84坐标系、2000国家大地坐标系1954年北京坐标系、1980西安坐标系天文地理坐标系：用天文经度和天文纬度来表示地面点在大地水准面上投影的球面位置。

P点坐标：(λ，φ，H正高）O地轴赤道SN PHBL P 点坐标：(L ，B ，H 大地高）起始子午线大地经度赤道面大地纬度用大地经度和大地纬度表示地面点投影到地球椭球面的位置。

大地经、纬度是根据起始大地点（又称为大地原点）的大地坐标，按大地测量所得的数据推算而得。

大地地理坐标系（大地坐标）：ZYXPZYXOSNP 点坐标（X,Y,Z ）起始子午面空间直角坐标系：空间直角坐标系与大地坐标系的转换：()()()[]⎪⎭⎪⎬⎫+-=+=+=B H e N L L B H N Y L B H N X sin 1sin cos cos cos 2⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎬⎫-Φ=⎪⎭⎫⎝⎛=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+Φ=N B R H X Y L W B Z ae B cos cos arctan sin 1tan arctan 2N ——法线长度，N=a/W ；e ——地球椭球第一偏心率；Φ——地心纬度，即观测点和地心连线与赤道面的夹角,tanΦ=Z/（X 2+Y 2）1/2；W =(1-e 2sin 2B )1/2;R ——地心向径，R=（X 2+Y 2+Z 2）1/2。

⏹1横轴椭圆柱面等角投影：中央经线投影后为直线，长度不变形，纵轴—x 轴。

两侧其他经线投影后呈向两极收敛的曲线，与中央经线对称，距中央经线越远长度变形越大。

赤道投影后为直线横轴—y 轴，长度有变形。

南北纬线投影后呈凹向两极的曲线，与赤道投影对称。

⏹2与数学上的平面直角系有区别；⏹3为保证y 为正值，y 加500km ；⏹4区分各带，加代号；⏹5地面点位用（x,y,h)来表示；⏹6投影带的选择。

高斯投影：高程系统：O BZ BX BY BO AY AZ AX AωxωYωZCX CAX CB∆X0⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡++⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡∆∆∆=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡AAABBBZYXRmZYXZYX)()1(ω⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---=⋅⋅=111)()()()(XYXZYZXYZRRRRωωωωωωωωωω七参数法需已知三个点在两个坐标系中的坐标。

空间直角坐标系间转换：)cos sin sin cos )(1(80/5484⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+⎥⎦⎤⎢⎣⎡∆∆+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡y x y x m y x αααα四参数法需已知两个点在两个坐标系中的坐标。

高斯平面角坐标系间转换：地面上选一点P ，由P 点投影到大地水准面P 0点,使P 0上的参考椭球面与大地水准面相切，此时过P 0点的铅垂线与P 0点的参考椭球面法线重合，切点P 0称为大地原点。

同时要使参考椭球短轴与地球短轴相平行（不要求重合），达到本国范围内的大地水准面与参考椭球面十分接近。

NSWEP地球表面大地水准面P 0垂线与法线重合参考椭球体⏹一点定位的结果在较大范围内往往难以使椭球面与大地水准面有较好的密合。

所以在国家或地区的天文大地测量工作进行到一定的时候或基本完成后，利用许多拉普拉斯点（即测定了天文经度、天文纬度和天文方位角的大地点）的测量成果和已有的椭球参数，按照广义弧度测量方程垂线偏差平方和最小或高程异常值平方和最小这一条件，通过计算进行新的定位和定向，从而建立新的参心大地坐标系。

按这种方法进行参考椭球的定位和定向，由于包含了许多拉普拉斯点，因此通常称为多点定位法。

我国大地原点选在我国中部陕西省泾阳县永乐镇。

⏹多点定位的结果使椭球面在大地原点不再同大地水准面相切，但在所使用的天文大地网资料的范围内，椭球面与大地水准面有最佳的密合。

2.相关政策法规•为什么要采用2000国家大地坐标系•什么时候开始采用2000国家大地坐标系•2000国家大地坐标系如何组织实施•2000国家大地坐标系的实施进程•采用2000国家大地坐标系对现有地形图有什么影响•2000国家大地坐标系与现行参心坐标系有什么不同•2000国家大地坐标系与WGS坐标系的关系•坐标转换采用什么模型•投影（方式、参数）、分带、分幅编号有无改变•保密规定有无变化为什么要采用2000国家大地坐标系什么时候开始采用2000国家大地坐标系2000国家大地坐标系如何组织实施2000国家大地坐标系的实施进程采用2000国家大地坐标系对现有地形图有什么影响2000国家大地坐标系与现行参心坐标系有什么不同2000国家大地坐标系与WGS坐标系的关系坐标转换采用什么模型投影（方式、参数）、分带、分幅编号有无改变投影方式、分带、分幅编号延用已有方法，无变化；投影参数中的椭球参数应使用2000国家大地坐标系的椭球参数。

保密规定有无变化现有的保密规定依然适用，没有变化。

3.实用文献•启用2000国家大地坐标系实施方案•2000国家大地坐标系实用宝典•现有测绘成果转换到2000国家大地坐标系技术指南•2000中国大地坐标系及其与WGS84的比较谢谢！。