GPS中的坐标系0.ppt

坐标系统及转换主要内容：一、坐标系统概述2、类别通常坐标系统分两种：地理空间坐标系（大地坐标）与投影坐标系（平面直角坐标）（1）地理空间坐标系(Geographiccoordinatesystem)使用基于经纬度坐标描述地球上某一点所处的位置。某一个地理坐标系是基于一个基准面来定义的。基准面是利用特定椭球体对特定地区地球表面的逼近，因此每个国家或地区均有各自的基准面；也称球面坐标。我国常用的坐标系有WGS1984（GPS点），Xian1980.prj，Beijing1954.prj。（2）投影坐标系统（Projectioncoordinatesystem）在球面上计算角度距离十分麻烦，而且地图是印刷在平面纸张上，要将球面上的物体画到纸上，就必须展平，这种将球面转化为平面的过程，称为“投影”。即平面直角坐标是球面坐标经由投影换算而成的。该坐标系是使用X,Y值来描述地球上某个点所处的位置。这个坐标系是从地球的近似椭球体投影得到的，它对应于某个地理坐标系。平面坐标系统地图单位通常为米，也称非地球投影坐标系统（notearth），或者是平面直角坐标。投影坐标系由以下两项参数确定:地理坐标系（由基准面确定，比如:北京54、西安80、WGS84）投影方法（比如高斯－克吕格投影、Lambert投影）3、常用的坐标系（1）北京54坐标系北京54坐标系是我国目前广泛采用的大地测量坐标系，源自于前苏联1942年普尔科夫坐标系。以克拉索夫斯基椭球为基础，以1956年青岛验潮站的黄海平均海水面为基准，经局部平差后产生的坐标系，其成果得到了广泛的应用。但是随着测绘新理论、新技术的不断发展，人们发现该坐标系存在如下缺点：椭球参数有较大误差；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，在东部地区大地水准面差距最大达+60m。这使得大比例尺地图反映地面的精度受到影响，同时也对观测量元素的归算提出了严格的要求；几何大地测量和物理大地测量应用的参考面不统一，这给实际工作带来了麻烦；定向不明确。为此，我国在1978年在西安召开了“全国天文大地网整体平差会议”，提出了建立属于我国自己的大地坐标系，即后来的1980西安坐标系。（2）西安80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（IUG1975）。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坐标系是在1954北京坐标系的基础上建立起来的，具有以下优点：a.椭球面同似大地水准面在我国境内最为密合，并且是多点定位；b.定向明确；c.大地原点位置居中，比较适当；d.大地高程基准采用1985国家高程基准（3）WGS-84坐标系一种国际上采用的地心坐标系，采用GPS卫星轨道数据。坐标原点为包括海洋和大气在内的整个地球质心，空间直角坐标系的Z轴指向BIH（1984.0）定义的地极（CTP）方向，即国际协议原点CIO，它由IAU和IUGG共同推荐。X轴指向BIH定义的零度子午面和CTP赤道的交点，Y轴和Z,X轴构成右手坐标系。WGS-84椭球采用国际大地测量与地球物理联合会第17届大会测量常数推荐值。建立WGS-84世界大地坐标系的一个重要目的，是在世界上建立一个统一的地心坐标系。目前是世界通用的经纬度坐标系｡（4）2000国家大地坐标系（CGCS2000）现行的大地坐标系由于其成果受技术条件制约，精度偏低、无法满足新技术的要求。空间技术的发展成熟与广泛应用迫切要求国家提供高精度、地心、动态、实用、统一的大地坐标系作为各项社会经济活动的基础性保障。因此，经国务院批准，根据《中华人民共和国测绘法》，我国自2008年7月1日起启用2000国家大地坐标系。现有各类测绘成果，在过渡期内可沿用现行国家大地坐标系；2008年7月1日后新生产的各类测绘成果应采用2000国家大地坐标系。现有地理信息系统，在过渡期内应逐步转换到2000国家大地坐标系。国家大地坐标系的定义包括坐标系的原点、三个坐标轴的指向、尺度以及地球椭球的4个基本参数的定义。2000国家大地坐标系的原点为包括海洋和大气的整个地球的质量中心；2000国家大地坐标系的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。采用广义相对论意义下的尺度。2000国家大地坐标系采用的地球椭球参数的数值为：长半轴a=6378137m扁率f=1/298.257222101地心引力常数GM=3.986004418×1014m3s