11、我国大地坐标系的发展及趋势解析
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测绘技术中的大地坐标系统解读测绘技术在现代化建设中扮演着重要的角色,它为我们提供了精准的地图和空间数据,帮助我们了解和利用地球表面的各种资源。
大地坐标系统作为测绘技术的基础,是测量和定位的重要手段。
本文将对大地坐标系统进行解读,介绍其原理、应用以及未来的发展趋势。
一、大地坐标系统的原理大地坐标系统是通过对地球进行测量和建模,确定地面上各点的位置、方向和距离。
它的基本原理是以地球为基准,将地球表面看作一个球体,在球体上建立起一套坐标系。
这个坐标系由经度、纬度和高程三个要素组成,分别用于表示地点的东西方向、北南方向和高度。
经度是指地球上一个点与本初子午线之间的夹角,以东经和西经来表示。
纬度是指地球上一个点与赤道之间的夹角,以北纬和南纬来表示。
高程是指一个点与海平面之间的垂直距离。
经纬度和高程的组合,可以精确地定位地球上的任意一个点。
二、大地坐标系统的应用大地坐标系统在实际应用中具有广泛的应用价值。
首先,它是建立地图的基础。
通过对地球表面各点进行测量和定位,可以绘制出精确的地图,为人们的生活和工作提供方便。
其次,它在导航和定位领域有着重要的应用。
无论是GPS导航还是手机定位,都离不开大地坐标系统的支持。
此外,在资源勘探、城市规划、国土管理等领域,大地坐标系统也发挥着重要作用。
三、大地坐标系统的发展趋势随着科技的进步和应用需求的不断增加,大地坐标系统也在不断发展和演进。
未来,大地坐标系统的发展趋势有以下几个方面:1. 高精度定位技术的发展。
目前的大地坐标系统已经实现了米级的定位精度,但随着需求的增加,对更高精度的定位要求也在不断提升。
未来的发展方向是实现亚米级甚至厘米级的定位精度,为更多应用场景提供支持。
2. 多元化数据融合。
大地坐标系统需要获取各种地球表面数据,包括地形、地貌、气象等信息。
未来的发展将更加注重数据的融合和整合,实现更全面、精确的地球表面模型,为各种应用场景提供更详细的数据支持。
3. 跨领域合作推进。
文章编号:049420911(2003)0320001204中图分类号:P22 文献标识码:B我国大地坐标系发展目标顾旦生,张 莉,程鹏飞,王 权,李夕银,成英燕,秘金钟(中国测绘科学研究院,北京100039)Objectives of the G eodetic Datum in ChinaGU Dan 2sheng ,ZHAN G Li ,CHEN G Peng 2fei ,WAN G Quan ,L I Xi 2yin ,CHEN G Y ing 2yan ,BI Jin 2zhong摘要:详细论述我国大地坐标系的发展过程及目前存在的问题,提出现阶段我国大地坐标系应满足的条件和建立新的坐标系的必要性,最后对改善和更新我国现有大地坐标系提出具体措施。
关键词:大地坐标系;联合平差 收稿日期:2002209210;修回日期:2002211207基金项目:国家测绘局测绘科技基金资助项目(98029)作者简介:顾旦生(19352),男,江苏海门人,研究员,从事大地测量数据处理研究工作。
一、引 言大地坐标系一直是大地测量中最基本的问题。
我国大地坐标系从建立至今,经历了从参心坐标系到地心坐标系的发展过程,为国民经济建设和国防建设提供了有效保证。
随着国家空间数据基础设施建设的不断完善和数字地球战略的提出,我国大地坐标系必将发生新的变化。
我国大地坐标系的建立始于20世纪50年代从前苏联引入的1954年北京坐标系(简称54坐标系)。
20世纪80年代初,通过天文大地网平差,建立了1980西安大地坐标系(简称80坐标系)和新54坐标系。
20世纪80年代末,随着空间技术的发展,我国实现了多种高精度地心坐标框架,同时对大地坐标系提出了新的要求,如何在维持坐标系的连续性和相对稳定性的基础上,保持坐标系的先进性、科学性和实用性,是我国大地测量工作者面临的任务,成为我们必须解决的问题。
二、我国大地坐标系现状及存在的问题我国目前主要存在以下4类坐标系。
我国大地坐标系的变迁史英文回答:The geodetic coordinate system of China has undergone several changes throughout history to improve the accuracy and precision of geodetic surveying and mapping. Here is an overview of the major changes:1. Beijing 1954 Coordinate System (BJ54)。
Adopted in 1954 as the first unified national geodetic coordinate system in China.Based on the Krasovsky ellipsoid, which is centered approximately 200 meters south and 30 meters west of the Beijing Astronomical Observatory.Used for mapping and surveying purposes until the 1980s.2. Xi'an 1980 Coordinate System (西安1980)。
Adopted in 1980 to replace the BJ54 system.Based on the Beijing 1954 ellipsoid, which is the same ellipsoid used for the BJ54 system.Adjusted the origin to be at the Xi'an Satellite Tracking Station.Improved the accuracy of geodetic surveying and mapping in China.3. China Geodetic Coordinate System 2000 (CGCS2000)。
我国三大常用坐标系区别(北京54、西安80和WGS-84)我国三大常用坐标系区别(北京54、西安80和WGS-84)1、北京54坐标系(BJZ54)北京54坐标系为参心大地坐标系,大地上的一点可用经度L54、纬度M54和大地高H54定位,它是以克拉索夫斯基椭球为基础,经局部平差后产生的坐标系。
1954年北京坐标系的历史:新中国成立以后,我国大地测量进入了全面发展时期,再全国范围内开展了正规的,全面的大地测量和测图工作,迫切需要建立一个参心大地坐标系。
由于当时的“一边倒”政治趋向,故我国采用了前苏联的克拉索夫斯基椭球参数,并与前苏联1942年坐标系进行联测,通过计算建立了我国大地坐标系,定名为1954年北京坐标系。
因此,1954年北京坐标系可以认为是前苏联1942年坐标系的延伸。
它的原点不在北京而是在前苏联的普尔科沃。
北京54坐标系,属三心坐标系,长轴6378245m,短轴6356863,扁率1/298.3;2、西安80坐标系1978年4月在西安召开全国天文大地网平差会议,确定重新定位,建立我国新的坐标系。
为此有了1980年国家大地坐标系。
1980年国家大地坐标系采用地球椭球基本参数为1975年国际大地测量与地球物理联合会第十六届大会推荐的数据,即IAG 75地球椭球体。
该坐标系的大地原点设在我国中部的陕西省泾阳县永乐镇,位于西安市西北方向约60公里,故称1980年西安坐标系,又简称西安大地原点。
基准面采用青岛大港验潮站1952-1979年确定的黄海平均海水面(即1985国家高程基准)。
西安80坐标系,属三心坐标系,长轴6378140m,短轴6356755,扁率1/298.257221013、WGS-84坐标系WGS-84坐标系(World Geodetic System)是一种国际上采用的地心坐标系。
坐标原点为地球质心,其地心空间直角坐标系的Z轴指向国际时间局(BIH)1984.0定义的协议地极(CTP)方向,X轴指向BIH1984.0的协议子午面和CTP赤道的交点,Y轴与Z轴、X轴垂直构成右手坐标系,称为1984年世界大地坐标系。
浅谈我国大地坐标系统靳璐岩,山西省科学技术情报研究所,,张琳雁,德州市水利局,摘要:本文首先介绍我国目前使用的各种坐标系统:1954北京坐标系、1980西安坐标系、CGCS2000坐标系、WGS-84坐标系以及地方独立坐标系;对CGCS2000与WGS—84坐标系进行了比较;然后详细阐述了WGS—84坐标到1954北京坐标,再到地方独立坐标的转换过程。
最后得出结论。
关键字:坐标系;坐标转化20世纪50年代和80年代,我国分别建立了国家大地坐标系统,称为“1954北京坐标系”和“1980西安坐标系”,并以此为基础,进行各项测绘工作,测制了各种比例尺地形图,形成了种类较多的测绘成果,为国民经济和社会发展提供了基础的测绘保障。
随着社会的进步,国民经济建设、国防建设和社会发展、科学研究等对国家大地坐标系提出了新的要求,迫切需要采用原点位于地球质量中心的坐标系统(以下简称地心坐标系)作为国家大地坐标系。
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。
经国务院批准自2008年7月1日启用我国的地心坐标系—2000国家大地坐标系,即CGCS2000.20世纪80年代,GPS卫星定位在我国在测量中得到应用,WGS—84世界大地坐标系开始在测量中应用。
1我国目前使用的坐标系统1。
11954北京坐标系解放初期,我国测绘技术水平相当落后,新中国建设又急切需要一个稳定的大地坐标系。
北京54坐标系正是在这样的环境下产生,它可以看成是前苏联1942坐标系在我国的延伸。
54北京坐标系首先是从我国东北地区联测传入我国,随后扩展、加密而遍及全国。
其坐标原点不在我国境域内,参考椭球选择与定位也是不最优于我国疆域。
1954北京坐标系的特点:1.参心大地坐标系.坐标系的原点在所选参考椭球的中心,它只是局部与某区域地球表面相似。
2.大地原点在原苏联的普尔科沃。
北京54是利用前苏联的坐标框架,所以它的大地原点在前苏联境内.3。
我国国家坐标系的发展研究国家坐标系是一种地理空间参考框架,用于确定和描述地球上的位置信息。
我国国家坐标系的发展经历了多个阶段,包括地方坐标系统的建立、国家坐标系的制定以及发展至今的精细化调整和应用。
本文将对我国国家坐标系的发展进行详细研究。
首先,我国国家坐标系的发展可以追溯到20世纪50年代和60年代。
在那个时候,我国的地理测量工作还处于起步阶段,主要是基于国外资料和方法进行的。
根据国外技术的发展和应用需要,我国相继采用了位于北京的北京坐标以及位于西安的西安坐标。
然而,这些地方坐标系的应用面临着一些问题,主要是由于大地测量技术的限制,导致了大地坐标系的不统一,不连续和精度不高。
为此,我国决定制定国家坐标系,以提高我国地理信息的质量和应用水平。
1974年,我国制定并发布了第一次国家坐标系,称为1974年国家1970标准大地坐标系统。
该坐标系采用了西安附近一个大地测量基准点作为原点,并基于大地测量数据建立了数学地理模型,精度得到了显著提高。
然而,随着测量技术和计算机技术的进步,国家坐标系的精度还有待提高。
1980年,我国正式制定了1980年国家1980坐标系统,采用了更加精确的大地测量参数和解算方法,提高了坐标系统的精度和一致性。
尽管1980年的国家坐标系已经具备了较高的精度和一致性,但随着我国地理信息和测绘需求的不断增长,还是存在一些问题,如高程一致性和区域性差异。
为此,我国在20世纪90年代启动了现代国家坐标系的研究。
2000年,我国正式制定并发布了2000年国家坐标系。
该坐标系是一种集全球导航卫星系统和大地测量技术为一体的坐标系统,能够满足现代地理信息和测绘的需求。
此后,我国陆续对2000年国家坐标系进行了多次的改进和调整,以保持坐标系统的精度和一致性。
当前,我国正致力于建设现代化的国家坐标系。
在技术方面,我国将采用全球导航卫星系统、大地测量技术以及数字地球等新兴技术,进一步提高坐标系统的精度和应用水平。
我国常用大地坐标系的发展现状及其相互转换
许家琨;黄漠涛;曹永和;林有财;缪峰
【期刊名称】《浙江测绘》
【年(卷),期】2004(000)001
【摘要】本文简要论述了我国常用大地坐标系的发展与现状,罗列了几个常用大地坐标系的主要椭球参数以及各坐标系统相互转换的数学模型,编制了相应的转换软件,其中也包括世界大地坐标与国家坐标、国家坐标与地方坐标相互闻的转换,因基准选择、模型选择、方法选择以及转换参数选择等原因,转换精度只供参考。
大地坐标与空间直角坐标互换、高斯投影正反算与换带、墨卡托投影正反算以及高斯与墨卡托相互转换等计算,精度能满足要求。
【总页数】7页(P5-11)
【作者】许家琨;黄漠涛;曹永和;林有财;缪峰
【作者单位】92899部队宁波315200;海军海洋测绘研究所天津300061
【正文语种】中文
【中图分类】P226.3
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地理坐标系及我国大地坐标系和高程系地理坐标系及我国大地坐标系和高程系地理坐标系是指用经纬度表示地面点位的球面坐标系。
在大地测量学中,对于地理坐标系统中的经纬度有三种描述:即天文经纬度、大地经纬度和地心经纬度。
大地控制的主要任务是确定地面点在地球椭球体上的位置。
这种位置包括两个方面:一是点在地球椭球面上的平面位置,即经度和纬度;二是确定点到大地水准面的高度,即高程。
为此,必须首先了解确定点位的坐标系。
1.地理坐标系对地球椭球体而言,其围绕旋转的轴叫地轴。
地轴的北端称为地球的北极,南端称为南极;过地心与地轴垂直的平面与椭球面的交线是一个圆,这就是地球的赤道;过英国格林威治天文台旧址和地轴的平面与椭球面的交线称为本初子午线。
以地球的北极、南极、赤道和本初子午线等作为基本要素,即可构成地球椭球面的地理坐标系统(图2-3)。
其以本初子午线为基准,向东,向西各分了1800,之东为东经,之西为西经;以赤道为基准,向南、向北各分了900,之北为北纬,之南为南纬。
地理坐标系是指用经纬度表示地面点位的球面坐标系。
在大地测量学中,对于地理坐标系统中的经纬度有三种描述:即天文经纬度、大地经纬度和地心经纬度。
(1)天文经纬度天文经度在地球上的定义,即本初子午面与过观测点的子午面所夹的二面角;天文纬度在地球上的定义,即为过某点的铅垂线与赤道平面之间的夹角。
天文经纬度是通过地面天文测量的方法得到的,其以大地水准面和铅垂线为依据,精确的天文测量成果可作为大地测量中定向控制及校核数据之用。
(2)大地经纬度地面上任意一点的位置,也可以用大地经度L、大地纬度B表示。
大地经度是指过参考椭球面上某一点的大地子午面与本初子午面之间的二面角,大地纬度是指过参考椭球面上某一点的法线与赤道面的夹角(图2-3)。
大地经纬度是以地球椭球面和法线为依据,在大地测量中得到广泛采用。
(3)地心经纬度地心,即地球椭球体的质量中心。
地心经度等同于大地经度,地心纬度是指参考椭球体面上的任意一点和椭球体中心连线与赤道面之间的夹角。
我国三大常用坐标系区别(北京54、西安80和WGS-84)我国三大常用坐标系区别(北京54、西安80和WGS-84)1、北京54坐标系(BJZ54)北京54坐标系为参心大地坐标系,大地上的一点可用经度L54、纬度M54和大地高H54定位,它是以克拉索夫斯基椭球为基础,经局部平差后产生的坐标系。
1954年北京坐标系的历史:新中国成立以后,我国大地测量进入了全面发展时期,再全国范围内开展了正规的,全面的大地测量和测图工作,迫切需要建立一个参心大地坐标系。
由于当时的“一边倒”政治趋向,故我国采用了前苏联的克拉索夫斯基椭球参数,并与前苏联1942年坐标系进行联测,通过计算建立了我国大地坐标系,定名为1954年北京坐标系。
因此,1954年北京坐标系可以认为是前苏联1942年坐标系的延伸。
它的原点不在北京而是在前苏联的普尔科沃。
北京54坐标系,属三心坐标系,长轴6378245m,短轴6356863,扁率1/298.3;2、西安80坐标系1978年4月在西安召开全国天文大地网平差会议,确定重新定位,建立我国新的坐标系。
为此有了1980年国家大地坐标系。
1980年国家大地坐标系采用地球椭球基本参数为1975年国际大地测量与地球物理联合会第十六届大会推荐的数据,即IAG 75地球椭球体。
该坐标系的大地原点设在我国中部的陕西省泾阳县永乐镇,位于西安市西北方向约60公里,故称1980年西安坐标系,又简称西安大地原点。
基准面采用青岛大港验潮站1952-1979年确定的黄海平均海水面(即1985国家高程基准)。
西安80坐标系,属三心坐标系,长轴6378140m,短轴6356755,扁率1/298.257221013、WGS-84坐标系WGS-84坐标系(World Geodetic System)是一种国际上采用的地心坐标系。
坐标原点为地球质心,其地心空间直角坐标系的Z轴指向国际时间局(BIH)1984.0定义的协议地极(CTP)方向,X轴指向BIH1984.0的协议子午面和CTP赤道的交点,Y轴与Z轴、X轴垂直构成右手坐标系,称为1984年世界大地坐标系。
标题:我国国家2000大地坐标系统简述摘要:国家2000大地坐标系统是我国大地测量的基本测量系统,是基于国际大地参照系建立的新的国家大地坐标系统。
它是我国大地测量基准,为地图测绘、地理信息系统及其它地球空间信息技术应用提供了统一的坐标基准和地球大地测量参考系统。
正文:1. 国家2000大地坐标系统的概念与意义国家2000大地坐标系统,简称国家2000系统,是基于国际大地参照系(ITRF)建立的新的国家大地坐标系统。
它是我国大地测量的基本测量系统,是我国大地测量基准。
国家2000系统为我国地图测绘、地理信息系统及其它地球空间信息技术应用提供了统一的坐标基准和地球大地测量参考系统。
它的建立与实施,对促进我国地球空间信息技术应用、推动地球空间信息产业发展,及保障国家国土空间信息安全具有十分重要意义。
2. 国家2000大地坐标系统的建立与发展历程我国大地坐标系历经数次调整。
1956年和1970年两次大调整,1970年是第一次国家统一测量大地坐标的重大措施,实施后使用时间最长,效果最好。
1998年以来,国家测绘局在其基础上,通过测量改革和科技进步逐步完善国家大地坐标系体系,渐渐形成国家2000大地坐标系统。
国家2000大地坐标系统于2003年全面实施,与全球定位系统(GPS)兼容,已成为我国大地测量的基准体系。
国家2000大地坐标系统的建立也标志着我国大地测量技术水平与国际接轨。
3. 国家2000大地坐标系统的基本原理与结构国家2000大地坐标系统是基于国际大地参照系ITRF的国家大地坐标系统。
它采用地表曲面上的物理点三维坐标作为大地坐标系的基本坐标,以此作为国家大地坐标系的基准。
国家2000大地坐标系统的基本原理包括基准点的选取、坐标系的建立、大地参照系建立及大地坐标的计算等步骤。
这些原理确保了国家2000大地坐标系统的精度与稳定性。
国家2000大地坐标系统的结构包括椭球体、大地基准面、基准点等重要组成部分。
§10.3我国大地坐标系10.3.1 1954年北京坐标系新中国建立后,我国大地测量进入全面发展时期,在全国范围开展了正规的大地测量和测图工作,迫切需要建立一个参心大地坐标系。
鉴于当时的历史条件,暂时采用了克拉索夫斯基椭球参数,并与前苏联1942年坐标系进行联测,通过计算建立了我国大地坐标系,定名为1954年北京坐标系。
其中高程异常是以前苏联1955年大地水准面差距重新平差结果为依据,按我国的天文水准路线传算过来的。
因此1954年北京坐标系可以认为是前苏联1942年坐标系的延伸,它的原点不在北京,而在前苏联的普尔科沃,相应的椭球是克拉索夫斯基椭球。
1954年北京坐标系建立以来,我国依据此坐标系建成了全国天文大地网,完成了大量的测绘任务,但随着测绘新理论、新技术的不断发展,人们发现该坐标系存在如下缺点:①椭球参数有较大误差。
与现代精确的椭球参数相比,长半轴约大109m;②参考椭球面与我国大地水准面存在着自西向东明显的系统性的倾斜,东部地区大地水准面差距最大+68m。
使得大比例尺地图反映地面的精度受到影响,也对观测元素的归算提出了严格要求;③几何大地测量和物理大地测量应用的参考面不统一。
我国在处理重力数据时采用赫尔默特1900年—1909年正常重力公式,与这个公式相应的赫尔默特扁球不是旋转椭球,它与克拉索夫斯基椭球不一致,给实际工作带来麻烦;④定向不明确。
椭球短轴的指向既不是国际上较普遍采用的国际协议(习用)原点CIO (Conventional International Origin ),也不是我国地极原点0.1968JYD ;起始大地子午面也不是国际时间局BIH 所定义的格林尼治平均天文台子午面,从而给坐标换算带来一些不便和误差。
另外,监于该坐标系是按局部平差逐步提供大地点成果的,因而不可避免地出现一些矛盾和不够合理的地方。
10.3.2 1980年国家大地坐标系(1980年西安坐标系)为适应大地测量发展的需要,我国也已经具备条件,1978年4月决定建立我国新的坐标系。
我国大地坐标系发展目标
我国大地坐标系是我们目前表征、开发、利用四维地球数据的全球
唯一的基准系统,日益成为信息资源造就中华大地的重要技术资源。
为全面推进大地坐标系的发展,我国大地坐标系建设的目标包括:\ 一是坚持精准化、数据化的发展目标。
严格检测使大地坐标系应用
全面贴合实际,保障数据精准度,满足不同领域的要求,确保大地坐
标系的精准性。
另外,实现数据资料信息无缝连接,提供便捷、可靠、可操作的数据空间信息以支持建设智慧城市和智慧农业。
二是着重上层可控性。
严格控制各级大地坐标系技术标准,实现技
术可操作性和重复使用性,实现测量数据的标准化、管理化和服务化,大大降低四维地球数据的生产成本,降低地理空间数据调用的成本。
三是推动开放式发展。
大力推动数据共享开放,实行标准化形式,
构建大地坐标系信息共享服务平台,利用云技术实现精准服务,为空
间数据分析与应用提供支撑;推进应用层标准化,形成多种空间数据
应用的解决方案,大大将空间数据的创新和使用效率抬高。
四是注重数据普及应用。
加强与用户群体的交流,深入到社会经济发展的各个领域,建立社会各界了解大地坐标系的渠道,普及大地坐标系的使用技能、掌握专业知识,进一步推动行业应用发展,推动数据资源有效整合与共享,提升大地坐标系在社会经济发展中的应用层次,使更多用户从中受益。
推进我国大地坐标系发展,有助于提高国家基础性资源投入领域的技术创新,保证空间数据的采集、处理、使用质量,从而推动国家发展,是现行战略的重要组成部分。
真正做到实用性的大地坐标系,必将提供更加可靠的空间数据信息,充分有效地支撑国家可持续发展的发展步伐。
文章编号:0494-0911(2005)01-0006-04中图分类号:P228 文献标识码:B中国大地坐标系建设主要进展杨元喜(西安测绘研究所,陕西西安710054)Main Progress of Geodetic Coordinate System in ChinaYA NG Yuan -xi摘要:世界各发达国家及我国周边国家大多启用了新的地心坐标系,而且地心坐标系的精度在不断精化。
我国地心坐标系的建立也已处于重要关头,中国学者除紧跟国际大地坐标系的发展动态外,也认真研究了我国现有法定坐标系存在的问题,探讨了我国新一代地心坐标系发展的目标,及坐标系的定义、建立和维持等种种理论问题和实践问题。
在建立我国的地心坐标系方面,国家测绘局和总参测绘局都已迈出了重要步伐,建立了2000国家GPS 大地控制网,为建立新一代地心坐标系打下了坚实基础;初步完成了全国天文大地网与地面大地网联合平差,平差在地心坐标系中完成,为地心坐标系提供了密集的坐标框架点。
针对1954北京坐标系和1980西安坐标系转换到地心坐标系后地形图的改正问题,学者们也作了翔实的研究,并提出了具体改化方案。
为了维持地心坐标系,地心运动的监测与求解也引起了关注,并获得初步结果。
坐标转换理论与实践也有较丰富的研究成果。
关键词:坐标系;GPS 大地控制网;地形图;地心坐标系;联合平差 收稿日期:2004-07-07作者简介:杨元喜(1956-),男,江苏姜堰人,教授,博导,主要从事动态大地测量研究。
一、概 述大地测量的主要任务之一是测量和绘制地球的表面形状。
为了表示、描绘和分析测量成果,必须建立大地坐标系。
现行的大地坐标系统又分为局部坐标系和地心坐标系。
若以参考椭球和局部地区大地水准面最为密合为原则建立大地坐标系,则由于这些大地坐标系的原点与地球质心不重合,一般称之为局部坐标系或参心坐标系;若依据空间大地测量为主要手段建立大地坐标系,且要求坐标系原点与地球质心重合,则称之为地心大地坐标系。