GPS坐標(biāo)系統(tǒng)PPT演示文稿

1、第二章坐標(biāo)系統(tǒng)與時(shí)間系統(tǒng)第二章坐標(biāo)系統(tǒng)與時(shí)間系統(tǒng) 測(cè)量的基本任務(wù)就是測(cè)量的基本任務(wù)就是確定物體在空間中的位置、確定物體在空間中的位置、姿態(tài)及其運(yùn)動(dòng)軌跡姿態(tài)及其運(yùn)動(dòng)軌跡。而對(duì)這些特征的描述都是建立。而對(duì)這些特征的描述都是建立在某一個(gè)特定的在某一個(gè)特定的空間框架空間框架和和時(shí)間框架時(shí)間框架之上的。所謂之上的。所謂空間框架就是我們常說(shuō)的坐標(biāo)系統(tǒng)，而時(shí)間框架就空間框架就是我們常說(shuō)的坐標(biāo)系統(tǒng)，而時(shí)間框架就是我們常說(shuō)的時(shí)間系統(tǒng)。是我們常說(shuō)的時(shí)間系統(tǒng)。概述概述 一個(gè)完整的坐標(biāo)系統(tǒng)是由一個(gè)完整的坐標(biāo)系統(tǒng)是由坐標(biāo)系坐標(biāo)系和和基準(zhǔn)基準(zhǔn)兩方面兩方面要素所構(gòu)成的。坐標(biāo)系指的是描述空間位置的要素所構(gòu)成的。坐標(biāo)系指的是描

2、述空間位置的表達(dá)表達(dá)形式形式，而基準(zhǔn)指的是為描述空間位置而，而基準(zhǔn)指的是為描述空間位置而定義的一系定義的一系列點(diǎn)、線、面列點(diǎn)、線、面。在大地測(cè)量中的基準(zhǔn)一般是指為確。在大地測(cè)量中的基準(zhǔn)一般是指為確定點(diǎn)在空間中的位置，而采用的地球橢球或參考橢定點(diǎn)在空間中的位置，而采用的地球橢球或參考橢球的幾何參數(shù)和物理參數(shù)，及其在空間的定位、定球的幾何參數(shù)和物理參數(shù)，及其在空間的定位、定向方式，以及在描述空間位置時(shí)所采用的單位長(zhǎng)度向方式，以及在描述空間位置時(shí)所采用的單位長(zhǎng)度的定義。的定義。 概述概述 確定物體的位置需要一個(gè)確定物體的位置需要一個(gè)參照系參照系，測(cè)量上的參照，測(cè)量上的參照系，就是各類(lèi)系，就是各類(lèi)坐標(biāo)

3、系統(tǒng)坐標(biāo)系統(tǒng)，衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)是在受到地球引，衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)是在受到地球引力情況下的慣性運(yùn)動(dòng)，與地球的自轉(zhuǎn)無(wú)關(guān)，所以要描力情況下的慣性運(yùn)動(dòng)，與地球的自轉(zhuǎn)無(wú)關(guān)，所以要描述衛(wèi)星的位置，應(yīng)該引入一個(gè)不隨地球自轉(zhuǎn)變化的坐述衛(wèi)星的位置，應(yīng)該引入一個(gè)不隨地球自轉(zhuǎn)變化的坐標(biāo)系統(tǒng)（標(biāo)系統(tǒng)（天球坐標(biāo)系統(tǒng)天球坐標(biāo)系統(tǒng)）。另一方面，地球表面的測(cè)）。另一方面，地球表面的測(cè)站點(diǎn)，空間位置隨地球自轉(zhuǎn)而變化，但是在地面的觀站點(diǎn)，空間位置隨地球自轉(zhuǎn)而變化，但是在地面的觀測(cè)者看來(lái)，其位置是固定不動(dòng)的，所以描述其位置，測(cè)者看來(lái)，其位置是固定不動(dòng)的，所以描述其位置，需要一個(gè)隨地球自轉(zhuǎn)而變化的坐標(biāo)系統(tǒng)（需要一個(gè)隨地球自轉(zhuǎn)而變化的坐標(biāo)系統(tǒng)（地球

4、坐標(biāo)地球坐標(biāo)系系）。）。概述概述 需要指出的是，兩種坐標(biāo)系統(tǒng)需要指出的是，兩種坐標(biāo)系統(tǒng)理論上原點(diǎn)理論上原點(diǎn)都是地都是地球的質(zhì)心，球的質(zhì)心，z軸指向地球旋轉(zhuǎn)軸，軸指向地球旋轉(zhuǎn)軸，差別僅在于差別僅在于x（y）軸是否隨地球轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)軸是否隨地球轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。另外從地球公轉(zhuǎn)的角度。另外從地球公轉(zhuǎn)的角度看，兩種坐標(biāo)系均是運(yùn)動(dòng)的?？矗瑑煞N坐標(biāo)系均是運(yùn)動(dòng)的。概述概述 2.1 2.1協(xié)議天球坐標(biāo)系協(xié)議天球坐標(biāo)系 2.22.2協(xié)議地球坐標(biāo)系協(xié)議地球坐標(biāo)系 2.42.4國(guó)家坐標(biāo)系和地方坐標(biāo)系國(guó)家坐標(biāo)系和地方坐標(biāo)系 2.52.5時(shí)間系統(tǒng)時(shí)間系統(tǒng) 天球天球以地心為球心，以任以地心為球心，以任意長(zhǎng)為半徑的球體。意長(zhǎng)為半徑

5、的球體。 天軸天軸地球旋轉(zhuǎn)軸所在直線。地球旋轉(zhuǎn)軸所在直線。 天極天極天軸與天球面的交點(diǎn)。天軸與天球面的交點(diǎn)。pn pn 、psps。 天球赤道面天球赤道面過(guò)球心且與天過(guò)球心且與天軸垂直的平面。軸垂直的平面。黃道面黃道面地球公轉(zhuǎn)軌道所在平地球公轉(zhuǎn)軌道所在平面，與赤道面夾角為面，與赤道面夾角為23.523.5。pp赤道黃道 春分點(diǎn)黃赤交角ssnn天球的基本概念天球的基本概念春分點(diǎn)春分點(diǎn)太陽(yáng)從南半球向北太陽(yáng)從南半球向北半球運(yùn)行時(shí)，黃道與赤道的半球運(yùn)行時(shí)，黃道與赤道的交點(diǎn)。交點(diǎn)。秋分點(diǎn)秋分點(diǎn)太陽(yáng)從北半球向南太陽(yáng)從北半球向南半球運(yùn)行時(shí)，黃道與赤道的半球運(yùn)行時(shí)，黃道與赤道的交點(diǎn)。交點(diǎn)。建立天球坐標(biāo)系的基準(zhǔn)

6、點(diǎn)和基建立天球坐標(biāo)系的基準(zhǔn)點(diǎn)和基準(zhǔn)面準(zhǔn)面pp赤道黃道 春分點(diǎn)黃赤交角ssnn天球的基本概念天球的基本概念地球在自轉(zhuǎn)及公轉(zhuǎn)地球在自轉(zhuǎn)及公轉(zhuǎn)中旋轉(zhuǎn)軸（極軸）中旋轉(zhuǎn)軸（極軸）指向不變，而公轉(zhuǎn)指向不變，而公轉(zhuǎn)的軌道平面也是不的軌道平面也是不變的，所以天球赤變的，所以天球赤道面和黃道面的交道面和黃道面的交點(diǎn)點(diǎn)春分點(diǎn)和秋分春分點(diǎn)和秋分點(diǎn)是固定不變的點(diǎn)是固定不變的。pp赤道黃道 春分點(diǎn)黃赤交角ssnn 1 1）天球空間直角坐標(biāo)系天球空間直角坐標(biāo)系 原點(diǎn)：地球質(zhì)量中心原點(diǎn)：地球質(zhì)量中心z z軸：指向北天極軸：指向北天極p pn nx x軸：指向春分點(diǎn)軸：指向春分點(diǎn)y y軸：與軸：與x x、z z軸構(gòu)成右手坐軸

7、構(gòu)成右手坐標(biāo)系標(biāo)系 xyzxyz天球坐標(biāo)系地心s春分點(diǎn) 2 2）天球球面坐標(biāo)系）天球球面坐標(biāo)系原點(diǎn)：地球質(zhì)量中心原點(diǎn)：地球質(zhì)量中心赤經(jīng)赤經(jīng)：天體子午面與春分：天體子午面與春分點(diǎn)子午面的夾角點(diǎn)子午面的夾角赤緯赤緯：天體與地心連線和：天體與地心連線和天球赤道面的夾角天球赤道面的夾角向徑向徑r r ：天體到地心的距離：天體到地心的距離xyzxyz天球坐標(biāo)系地心s春分點(diǎn)天球球面坐標(biāo)(celestial spheric coordinate): 赤經(jīng)、赤緯 、向徑r天球直角坐標(biāo)(celestial cartesian)：x、y、zorpxyz圖2-4 球面坐標(biāo)系與直角坐標(biāo)系sinsincoscoscos

8、rzyx22222yxzarctanxyarctanzyxr或天球坐標(biāo)系建立是基于下列天球坐標(biāo)系建立是基于下列假設(shè)假設(shè)：1 1地球是一個(gè)質(zhì)量均勻的球體，只受到太陽(yáng)引力作用地球是一個(gè)質(zhì)量均勻的球體，只受到太陽(yáng)引力作用2 2地球旋轉(zhuǎn)軸在空間的方向不變。地球旋轉(zhuǎn)軸在空間的方向不變。實(shí)際上上述兩項(xiàng)假設(shè)并不嚴(yán)格成立，所以實(shí)際上上述兩項(xiàng)假設(shè)并不嚴(yán)格成立，所以地球極軸地球極軸的指向的指向、地球赤道面和黃道面夾角、地球赤道面和黃道面夾角、春分點(diǎn)位置春分點(diǎn)位置并并非絕對(duì)不變，日月對(duì)地球赤道隆起部分的引力作非絕對(duì)不變，日月對(duì)地球赤道隆起部分的引力作用，使地球旋轉(zhuǎn)軸在空間的指向發(fā)生移動(dòng)。極軸的用，使地球旋轉(zhuǎn)軸在空間

9、的指向發(fā)生移動(dòng)。極軸的變化是極其復(fù)雜的，處理這一問(wèn)題目前是采用將其變化是極其復(fù)雜的，處理這一問(wèn)題目前是采用將其分解為有兩種規(guī)律的運(yùn)動(dòng)，稱(chēng)為分解為有兩種規(guī)律的運(yùn)動(dòng)，稱(chēng)為歲差和章動(dòng)歲差和章動(dòng)，極軸，極軸的運(yùn)動(dòng)則被認(rèn)為是兩者的疊加。的運(yùn)動(dòng)則被認(rèn)為是兩者的疊加。 日、月對(duì)地球的引力(gravitation)產(chǎn)生力矩(moment)，使地球自轉(zhuǎn)軸的方向在天球上緩慢地運(yùn)動(dòng)。地球自轉(zhuǎn)軸的變化引起與它垂直的赤道面的傾斜，從而使春分點(diǎn)(vernal equinox)（黃道與赤道的交點(diǎn)intersection of ecliptic plane and equator）變化。這種變化可以分解為一個(gè)長(zhǎng)周期變化和一系

10、列短周期變化的疊加（superposition of a series of long period and short period changes)。iipr歲差與章動(dòng)的疊加地球自轉(zhuǎn)軸的長(zhǎng)周期變化約25800年繞黃極一周。使春分點(diǎn)產(chǎn)生每年約50.2的長(zhǎng)期變化，稱(chēng)之為日月歲差( s u n a n d m o o n precession)。一系列短周期變化中幅值最大的約為9，周期為18.6年，這些短周期變化稱(chēng)之為章動(dòng)(nutation)。春分點(diǎn)除因地球自轉(zhuǎn)軸方向改變引起的變化外，還因黃道的緩慢變化（行星引力對(duì)地球繞日運(yùn)動(dòng)軌道的攝動(dòng)）而 變 化 ， 稱(chēng) 為 行 星 歲 差(planet pr

11、ecession)。iipr歲差與章動(dòng)的疊加在歲差和章動(dòng)影響下，瞬時(shí)天球坐標(biāo)系的軸向是不斷在歲差和章動(dòng)影響下，瞬時(shí)天球坐標(biāo)系的軸向是不斷變化的，這樣的坐標(biāo)系稱(chēng)為變化的，這樣的坐標(biāo)系稱(chēng)為非慣性坐標(biāo)系非慣性坐標(biāo)系，不利于，不利于研究行星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，因此需要建立一種軸向穩(wěn)定研究行星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，因此需要建立一種軸向穩(wěn)定不變的天球坐標(biāo)系統(tǒng)。由于這樣的天球坐標(biāo)系統(tǒng)，不變的天球坐標(biāo)系統(tǒng)。由于這樣的天球坐標(biāo)系統(tǒng)，是通過(guò)是通過(guò)國(guó)家間協(xié)商建立的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系統(tǒng)國(guó)家間協(xié)商建立的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系統(tǒng)，所以稱(chēng)為，所以稱(chēng)為協(xié)議天球坐標(biāo)系統(tǒng)。協(xié)議天球坐標(biāo)系統(tǒng)。1 1）瞬時(shí)天球坐標(biāo)系：）瞬時(shí)天球坐標(biāo)系：z z軸指向瞬時(shí)北天極，軸指向瞬時(shí)

12、北天極，x x軸軸指向瞬時(shí)春分點(diǎn)（真春分點(diǎn)）。指向瞬時(shí)春分點(diǎn)（真春分點(diǎn)）。2 2）平天球坐標(biāo)系：）平天球坐標(biāo)系：z z軸指向平北天極，軸指向平北天極，x x軸指向軸指向平春分點(diǎn)。平春分點(diǎn)。3 3）協(xié)議天球坐標(biāo)系）協(xié)議天球坐標(biāo)系 19841984年年1 1月月1 1日后，取日后，取20002000年年1 1月月1515日的平日的平北天極為協(xié)議北天極，北天極為協(xié)議北天極，z z軸指向協(xié)議北天極的軸指向協(xié)議北天極的天球坐標(biāo)系稱(chēng)為協(xié)議天球坐標(biāo)系，天球坐標(biāo)系稱(chēng)為協(xié)議天球坐標(biāo)系，x x軸指向協(xié)軸指向協(xié)議春分點(diǎn)。議春分點(diǎn)。 歲差旋轉(zhuǎn)變換歲差旋轉(zhuǎn)變換(precession rotation transform

13、)(precession rotation transform)由于歲差導(dǎo)致地球自轉(zhuǎn)軸的運(yùn)動(dòng)使兩坐標(biāo)系由于歲差導(dǎo)致地球自轉(zhuǎn)軸的運(yùn)動(dòng)使兩坐標(biāo)系z(mì) z軸產(chǎn)生夾角軸產(chǎn)生夾角 ；同理，因歲差導(dǎo)致春分點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)使兩坐標(biāo)系；同理，因歲差導(dǎo)致春分點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)使兩坐標(biāo)系 軸、軸、z z軸軸分別產(chǎn)生夾角分別產(chǎn)生夾角 、 。通過(guò)旋轉(zhuǎn)變換得到這樣兩個(gè)坐標(biāo)系的變。通過(guò)旋轉(zhuǎn)變換得到這樣兩個(gè)坐標(biāo)系的變換式：換式： (2-1)(2-1)式中，式中， 為歲差參數(shù)。為歲差參數(shù)。axaaz 0zayazam tm txxyrzrryzz aaaz,xra 章動(dòng)旋轉(zhuǎn)變換章動(dòng)旋轉(zhuǎn)變換(nutation rotation transform

14、)(nutation rotation transform)在已進(jìn)行歲差旋轉(zhuǎn)變換的基礎(chǔ)上，還要進(jìn)行章動(dòng)旋轉(zhuǎn)在已進(jìn)行歲差旋轉(zhuǎn)變換的基礎(chǔ)上，還要進(jìn)行章動(dòng)旋轉(zhuǎn)變換。變換。 (2-2)(2-2)式中，式中， 為所論歷元的為所論歷元的平黃赤交角平黃赤交角(mean angle (mean angle between ecliptic and equator)between ecliptic and equator)。 分別為分別為黃經(jīng)黃經(jīng)章動(dòng)章動(dòng)(nutation in longitude)(nutation in longitude)和交角章動(dòng)和交角章動(dòng)(nutation in (nutation i

15、n obliquity)obliquity)參數(shù)。參數(shù)。 tmxzxtczyxrrrzyx,地面上的點(diǎn)被認(rèn)為是相對(duì)于地球固定不變的，地面上的點(diǎn)被認(rèn)為是相對(duì)于地球固定不變的，所以其參照系統(tǒng)應(yīng)是與地球體固連的坐標(biāo)體系，所以其參照系統(tǒng)應(yīng)是與地球體固連的坐標(biāo)體系，目前普遍采用的就是所謂目前普遍采用的就是所謂大地坐標(biāo)系統(tǒng)大地坐標(biāo)系統(tǒng)。但是由。但是由于地球于地球質(zhì)量不均勻質(zhì)量不均勻，并且存在，并且存在內(nèi)部運(yùn)動(dòng)內(nèi)部運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致了，導(dǎo)致了地球的旋轉(zhuǎn)軸相對(duì)于地球體并不是固定不變的，地球的旋轉(zhuǎn)軸相對(duì)于地球體并不是固定不變的，這種現(xiàn)象稱(chēng)為這種現(xiàn)象稱(chēng)為極移極移。類(lèi)似于協(xié)議天球坐標(biāo)系，國(guó)。類(lèi)似于協(xié)議天球坐標(biāo)系，國(guó)際大地測(cè)

16、量協(xié)會(huì)和國(guó)際天文聯(lián)合會(huì)規(guī)定了一個(gè)所際大地測(cè)量協(xié)會(huì)和國(guó)際天文聯(lián)合會(huì)規(guī)定了一個(gè)所謂的協(xié)議地極（謂的協(xié)議地極（ctp)ctp)，以協(xié)議地極為極點(diǎn)的地球，以協(xié)議地極為極點(diǎn)的地球坐標(biāo)系，就稱(chēng)為坐標(biāo)系，就稱(chēng)為協(xié)議地球坐標(biāo)系協(xié)議地球坐標(biāo)系。 etpxpyemzyxyrxrzyx cio圖2-6 瞬時(shí)極與平極關(guān)系xpypyxp 應(yīng)當(dāng)注意，應(yīng)當(dāng)注意，地極移動(dòng)與歲差和章動(dòng)是不同的地極移動(dòng)與歲差和章動(dòng)是不同的概念概念，歲差和章動(dòng)是指地球自轉(zhuǎn)軸在空間指向的，歲差和章動(dòng)是指地球自轉(zhuǎn)軸在空間指向的移動(dòng)，而地極移動(dòng)則是指地球北極與地面參照物移動(dòng)，而地極移動(dòng)則是指地球北極與地面參照物的相對(duì)移動(dòng)。的相對(duì)移動(dòng)。協(xié)議地球坐標(biāo)系的兩

17、種表達(dá)形式：協(xié)議地球坐標(biāo)系的兩種表達(dá)形式：空間直角坐空間直角坐標(biāo)系和大地坐標(biāo)系標(biāo)系和大地坐標(biāo)系。v空間直角坐標(biāo)系統(tǒng)（空間直角坐標(biāo)系統(tǒng)（x x、y y、z z）和大地坐標(biāo)系）和大地坐標(biāo)系（l l、b b、h h），他們相互之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系如下（），他們相互之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系如下（各參各參數(shù)意義見(jiàn)控制測(cè)量學(xué)）數(shù)意義見(jiàn)控制測(cè)量學(xué)）bhenllbhnylbhnxsin1sincoscoscos2nbyxhxylyxnezbcosarctanarctan2222在在gps衛(wèi)星定位測(cè)量中，通常在協(xié)議天球坐標(biāo)系中研究衛(wèi)星定位測(cè)量中，通常在協(xié)議天球坐標(biāo)系中研究衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)軌道，而在協(xié)議地球坐標(biāo)系中研究地面點(diǎn)坐標(biāo)，衛(wèi)星運(yùn)

18、動(dòng)軌道，而在協(xié)議地球坐標(biāo)系中研究地面點(diǎn)坐標(biāo)，這樣就需要在兩個(gè)坐標(biāo)系中進(jìn)行變換。這樣就需要在兩個(gè)坐標(biāo)系中進(jìn)行變換。由于兩坐標(biāo)系原點(diǎn)相同，瞬時(shí)天球和瞬時(shí)地球坐標(biāo)系由于兩坐標(biāo)系原點(diǎn)相同，瞬時(shí)天球和瞬時(shí)地球坐標(biāo)系z(mì)軸指向相同，所以轉(zhuǎn)換按下列步驟進(jìn)行：軸指向相同，所以轉(zhuǎn)換按下列步驟進(jìn)行：協(xié)議天球坐標(biāo)系協(xié)議天球坐標(biāo)系瞬時(shí)天球坐標(biāo)系瞬時(shí)天球坐標(biāo)系瞬時(shí)地球坐標(biāo)系瞬時(shí)地球坐標(biāo)系協(xié)議地球坐標(biāo)系協(xié)議地球坐標(biāo)系。一、一、地球參心坐標(biāo)系地球參心坐標(biāo)系 坐標(biāo)原點(diǎn)在參考橢球體中心而不在地球質(zhì)心，坐標(biāo)原點(diǎn)在參考橢球體中心而不在地球質(zhì)心，通常在大地水準(zhǔn)面差距平方和為最小的條件下，通常在大地水準(zhǔn)面差距平方和為最小的條件下，得到的

19、坐標(biāo)系統(tǒng)都是得到的坐標(biāo)系統(tǒng)都是參心坐標(biāo)系參心坐標(biāo)系。參心坐標(biāo)系能參心坐標(biāo)系能使大地水準(zhǔn)面和參考橢球面有最好的符合，而地使大地水準(zhǔn)面和參考橢球面有最好的符合，而地心坐標(biāo)系更適合空間大地測(cè)量的需求心坐標(biāo)系更適合空間大地測(cè)量的需求，兩者各有，兩者各有其適應(yīng)范圍。所以，我國(guó)同時(shí)建立了其適應(yīng)范圍。所以，我國(guó)同時(shí)建立了8080參心坐標(biāo)參心坐標(biāo)系和系和8080地心坐標(biāo)系地心坐標(biāo)系。二、站心坐標(biāo)系（了解）二、站心坐標(biāo)系（了解）以測(cè)站處為原點(diǎn)的空間直角坐標(biāo)系統(tǒng)，這是一以測(cè)站處為原點(diǎn)的空間直角坐標(biāo)系統(tǒng)，這是一種常用于公式推導(dǎo)的過(guò)渡性坐標(biāo)系統(tǒng)。種常用于公式推導(dǎo)的過(guò)渡性坐標(biāo)系統(tǒng)。bxyzenuhanue)(0xxrx

20、sl站心坐標(biāo)站心坐標(biāo)（topocentric topocentric coordinate or local-level coordinate or local-level system or east-north-up)system or east-north-up)與地心坐標(biāo)與地心坐標(biāo)(geocenter (geocenter coordinate)coordinate)的關(guān)系為：的關(guān)系為：blblbllblblblrbrrsinsincoscoscos0cossincoscossincossin)90()90(zx 由地心坐標(biāo)求出球面坐標(biāo)后，可計(jì)算旋轉(zhuǎn)矩由地心坐標(biāo)求出球面坐標(biāo)后，可計(jì)算旋

21、轉(zhuǎn)矩(rotation (rotation matrix)matrix)如下：如下：站心地平極坐標(biāo)系與站心地平直角坐標(biāo)系之間的關(guān)系站心地平極坐標(biāo)系與站心地平直角坐標(biāo)系之間的關(guān)系22222arctan/arctanyxzhxyazyxrsinhrzsinacoshrycosacoshrx1954 年北京坐標(biāo)系是我國(guó)目前廣泛采用的大年北京坐標(biāo)系是我國(guó)目前廣泛采用的大地測(cè)量坐標(biāo)系，采用的參考橢球是地測(cè)量坐標(biāo)系，采用的參考橢球是克拉索夫斯基克拉索夫斯基橢橢球，遺憾的是，該橢球并未依據(jù)當(dāng)時(shí)我國(guó)的天文觀球，遺憾的是，該橢球并未依據(jù)當(dāng)時(shí)我國(guó)的天文觀測(cè)資料進(jìn)行重新定位，而是由前蘇聯(lián)西伯利亞地區(qū)測(cè)資料進(jìn)行重新定

22、位，而是由前蘇聯(lián)西伯利亞地區(qū)的一等鎖，經(jīng)我國(guó)的東北地區(qū)傳算過(guò)來(lái)的，該坐標(biāo)的一等鎖，經(jīng)我國(guó)的東北地區(qū)傳算過(guò)來(lái)的，該坐標(biāo)系的高程異常是以前蘇聯(lián)系的高程異常是以前蘇聯(lián)1955 年大地水準(zhǔn)面重新年大地水準(zhǔn)面重新平差的結(jié)果為起算值，按我國(guó)天文水準(zhǔn)路線推算出平差的結(jié)果為起算值，按我國(guó)天文水準(zhǔn)路線推算出來(lái)的，而高程又是以來(lái)的，而高程又是以1956 年青島驗(yàn)潮站的黃海平年青島驗(yàn)潮站的黃海平均海水面為基準(zhǔn)。均海水面為基準(zhǔn)。 1、54北京坐標(biāo)系統(tǒng)北京坐標(biāo)系統(tǒng)克拉索夫斯基橢球參數(shù)同現(xiàn)代精確的克拉索夫斯基橢球參數(shù)同現(xiàn)代精確的橢球參數(shù)的橢球參數(shù)的差異較大差異較大，并且不包含表示，并且不包含表示地球物理特性的參數(shù)地球物理

23、特性的參數(shù)，因，因而給理論和實(shí)際工作帶來(lái)了許多不便。而給理論和實(shí)際工作帶來(lái)了許多不便。橢球定向不十分明確橢球定向不十分明確，橢球的短半軸既不指向國(guó)，橢球的短半軸既不指向國(guó)際通用的際通用的cio cio 極，極， 也不指向目前我國(guó)使用的也不指向目前我國(guó)使用的jyd jyd 極。極。參考橢球面與我國(guó)大地水準(zhǔn)面呈西高東低的系統(tǒng)性?xún)A參考橢球面與我國(guó)大地水準(zhǔn)面呈西高東低的系統(tǒng)性?xún)A斜，東部高程異常達(dá)斜，東部高程異常達(dá)60 60 余米，最大達(dá)余米，最大達(dá)67 67 米。米。 54北京坐標(biāo)系統(tǒng)缺陷北京坐標(biāo)系統(tǒng)缺陷 該坐標(biāo)系統(tǒng)的該坐標(biāo)系統(tǒng)的大地點(diǎn)坐標(biāo)是經(jīng)過(guò)局部分區(qū)平大地點(diǎn)坐標(biāo)是經(jīng)過(guò)局部分區(qū)平差得到的差得到的，因

24、此，全國(guó)的天文大地控制點(diǎn)實(shí)際上不，因此，全國(guó)的天文大地控制點(diǎn)實(shí)際上不能形成一個(gè)整體，區(qū)與區(qū)之間有較大的隙距，如在能形成一個(gè)整體，區(qū)與區(qū)之間有較大的隙距，如在有的接合部中，有的接合部中，同一點(diǎn)在不同區(qū)的坐標(biāo)值相差同一點(diǎn)在不同區(qū)的坐標(biāo)值相差1-2 1-2 米米，不同分區(qū)的尺度差異也很大，而且坐標(biāo)傳遞是，不同分區(qū)的尺度差異也很大，而且坐標(biāo)傳遞是從東北到西北和西南，后一區(qū)是以前一區(qū)的最弱部從東北到西北和西南，后一區(qū)是以前一區(qū)的最弱部作為坐標(biāo)起算點(diǎn)，因而一等鎖具有明顯的坐標(biāo)積累作為坐標(biāo)起算點(diǎn)，因而一等鎖具有明顯的坐標(biāo)積累誤差。誤差。54北京坐標(biāo)系統(tǒng)缺陷北京坐標(biāo)系統(tǒng)缺陷1978 年，我國(guó)決定重新對(duì)全國(guó)天文

25、大地網(wǎng)施行整年，我國(guó)決定重新對(duì)全國(guó)天文大地網(wǎng)施行整體平差，并且建立新的國(guó)家大地坐標(biāo)系統(tǒng)，整體平體平差，并且建立新的國(guó)家大地坐標(biāo)系統(tǒng)，整體平差在新大地坐標(biāo)系統(tǒng)中進(jìn)行，這個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)就是差在新大地坐標(biāo)系統(tǒng)中進(jìn)行，這個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)就是1980 年西安大地坐標(biāo)系統(tǒng)年西安大地坐標(biāo)系統(tǒng)。1980年國(guó)家大地坐標(biāo)系的大地原點(diǎn)設(shè)在我國(guó)中部陜西省涇陽(yáng)縣永樂(lè)鎮(zhèn)。1980 年西安大地坐標(biāo)系統(tǒng)所采用的地球橢球參數(shù)年西安大地坐標(biāo)系統(tǒng)所采用的地球橢球參數(shù)的四個(gè)幾何和物理參數(shù)采用了的四個(gè)幾何和物理參數(shù)采用了iag 1975 年的推薦年的推薦值，橢球的短軸平行于地球的自轉(zhuǎn)軸（由地球質(zhì)心值，橢球的短軸平行于地球的自轉(zhuǎn)軸（由地球質(zhì)心指向

26、指向1968.0 jyd 地極原點(diǎn)方向），起始子午面平地極原點(diǎn)方向），起始子午面平行于格林尼治平均天文子午面，橢球面同似大地水行于格林尼治平均天文子午面，橢球面同似大地水準(zhǔn)面在我國(guó)境內(nèi)符合最好，高程系統(tǒng)以準(zhǔn)面在我國(guó)境內(nèi)符合最好，高程系統(tǒng)以1956 年黃年黃海平均海水面為高程起算基準(zhǔn)。海平均海水面為高程起算基準(zhǔn)。兩坐標(biāo)系應(yīng)用現(xiàn)狀兩坐標(biāo)系應(yīng)用現(xiàn)狀兩坐標(biāo)系統(tǒng)不僅僅是橢球參數(shù)不同，原兩坐標(biāo)系統(tǒng)不僅僅是橢球參數(shù)不同，原點(diǎn)位置與坐標(biāo)軸軸向均有所不同，國(guó)家并未點(diǎn)位置與坐標(biāo)軸軸向均有所不同，國(guó)家并未公開(kāi)轉(zhuǎn)換參數(shù)，因此轉(zhuǎn)換并不容易。鑒于現(xiàn)公開(kāi)轉(zhuǎn)換參數(shù)，因此轉(zhuǎn)換并不容易。鑒于現(xiàn)有的大部分測(cè)繪資料均是基于有的大部分測(cè)繪資料均是基于5454北京坐標(biāo)系北京坐標(biāo)系統(tǒng)的，所以目前各地測(cè)繪工作仍在廣泛使用統(tǒng)的，所以目前各地測(cè)繪工作仍在廣泛使用5454北京坐標(biāo)系統(tǒng)。北京坐標(biāo)系統(tǒng)。wgs84wgs84坐標(biāo)系統(tǒng)是坐標(biāo)系統(tǒng)是gpsgps定位系統(tǒng)采用定位系統(tǒng)采用的協(xié)議地球坐的協(xié)議地球坐標(biāo)系統(tǒng)，是目前精度最高的全球性大地測(cè)量坐標(biāo)系標(biāo)系統(tǒng)，是目前精度最高的全球性大地測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)，統(tǒng)， gps gps 所發(fā)布的所發(fā)布的星歷參數(shù)星歷參數(shù)就是基于此坐標(biāo)系統(tǒng)的就是基于此坐標(biāo)系統(tǒng)的。wgs84wgs84屬于地心坐標(biāo)系統(tǒng)，原