淺議對(duì)常用坐標(biāo)系幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)

1、淺議對(duì)常用坐標(biāo)系幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)摘要簡述測量中常用的坐標(biāo)系的名稱和參數(shù)， 我國坐標(biāo)系發(fā)展的現(xiàn)狀。作為測繪工作者要清楚知道我們常 用坐標(biāo)系的發(fā)展歷史。關(guān)鍵詞地心坐標(biāo)參心坐標(biāo)坐標(biāo)系中圖分類號(hào)p226+. 3 文獻(xiàn)碼b 文章編號(hào) 1000-405x (2013) -7-255-20引言在準(zhǔn)備注冊(cè)測繪師考試的過程中，發(fā)現(xiàn)有些規(guī)范和教科 書使用坐標(biāo)系名稱有點(diǎn)混亂。作為一名測繪工作者應(yīng)清楚了 解國家大地坐標(biāo)系的來龍去脈。后查閱了幾本國家規(guī)范和圖 式，也不相同，看來大家對(duì)這個(gè)問題有不一樣的看法。下面 通過一些例子在這里和大家一起學(xué)習(xí)，探討，有不正確的地 方歡迎批評(píng)指正。1參心坐標(biāo)系測量的主要任務(wù)之一就是測量和繪制地

2、球的表面形狀。 為了表示、描繪和分析測量成果，必須建立大地坐標(biāo)系。參 心坐標(biāo)系：以參考橢球的中心為坐標(biāo)原點(diǎn)的坐標(biāo)系為參心坐 標(biāo)系。坐標(biāo)系的建立必須有承載坐標(biāo)系的載體，平面或是橢 球。我們常用的參心坐標(biāo)系有：1954年北京坐標(biāo)系，新1954 年北京坐標(biāo)系，1980西安坐標(biāo)系。先看一下下面這個(gè)表格，這幾個(gè)有國家規(guī)范，有行業(yè)規(guī) 范，但是坐標(biāo)名稱確不是一樣的。到底哪個(gè)叫法是正確的呢？我認(rèn)為應(yīng)該是1954年北京 坐標(biāo)系。下面分別對(duì)這三個(gè)坐標(biāo)系的歷史。1. 11954年北京坐標(biāo)系1954年北京坐標(biāo)系是我國目前廣泛采用的大地測量坐 標(biāo)系。建國初期，為了迅速開展我國的測繪事業(yè)，鑒于當(dāng)時(shí) 的實(shí)際情況，將我國一等

3、鎖與原蘇聯(lián)遠(yuǎn)東一等鎖相連接，然 后以連接呼瑪、吉拉寧、東寧基線網(wǎng)擴(kuò)大邊端點(diǎn)的原蘇聯(lián) 1942年普爾科沃坐標(biāo)系的坐標(biāo)為起算數(shù)據(jù)，平差我國東北及 東部區(qū)一等鎖，這樣傳算過來的坐標(biāo)系就定名為1954年北 京坐標(biāo)系。高程：以1956年青島驗(yàn)潮站的黃海平均海水面為基準(zhǔn) （以1950年1956年7年的潮汐記錄資料推算出的大地水 準(zhǔn)面為基準(zhǔn)引測出水準(zhǔn)原點(diǎn)的高程為72.289m,以這個(gè)大地 水準(zhǔn)面為高程基準(zhǔn)建立的高程系稱為“1956年黃海髙程 系”）。1.2新1954年北京坐標(biāo)系因1980年國家大地坐標(biāo)系天文大地網(wǎng)整體平差，而1954 年北京大地坐標(biāo)系屬局部平差，使兩系統(tǒng)的坐標(biāo)值存在偶然 差（也包括局部性系統(tǒng)

4、差）。兩系統(tǒng)間的差異，使地形圖圈 廓線位置發(fā)生變化，按1980國家大地坐標(biāo)系測的圖與按1954 年北京坐標(biāo)系測的圖，在接邊處會(huì)產(chǎn)生裂隙，這給實(shí)際工作 帶來不便。經(jīng)分析，差值主要來自橢球參數(shù)和定位改變而產(chǎn) 生的系統(tǒng)差部分。為此，有關(guān)部門提出，將全國天文大地網(wǎng) 整體平差的結(jié)果，通過1980年國家大地坐標(biāo)系的定位參數(shù) dx、dy、dz （表示克拉索夫斯基橢球中心相對(duì)于1975年國 際橢球中心的三個(gè)坐標(biāo)分量）和與克拉索夫斯基橢球參數(shù) da、da ,整體換算到克拉索夫斯基橢球體上，形成一個(gè)新 的坐標(biāo)系。有稱為54向80過渡坐標(biāo)系，有的稱1954年北 京坐標(biāo)系（整體平差轉(zhuǎn)換值），但習(xí)慣上稱新1954年北京

5、坐 標(biāo)系。橢球的幾何參數(shù)與克氏橢球一樣，而定位與定向的依據(jù) 又完全與80坐標(biāo)系一樣。新54與舊54比較：兩系統(tǒng)同一 點(diǎn)坐標(biāo)的不同主要是由于一個(gè)是全國統(tǒng)一平差的結(jié)果，另一 個(gè)是局部平差的結(jié)果。新54與80坐標(biāo)系比較：兩系統(tǒng)同一 點(diǎn)坐標(biāo)的不同主要是由于兩系統(tǒng)定義不同產(chǎn)生的系統(tǒng)差。1. 31980西安大地坐標(biāo)系1978年4月在西安召開全國天文大地網(wǎng)平差會(huì)議，確定 重新定位，建立我國新的坐標(biāo)系。為此有了 1980年國家大 地坐標(biāo)系。1980年國家大地坐標(biāo)系采用地球橢球基本參數(shù)為 1975年國際大地測量與地球物理聯(lián)合會(huì)第十六屆大會(huì)推薦 的數(shù)據(jù)。該坐標(biāo)系的大地原點(diǎn)設(shè)在我國中部的陜西省涇陽縣 永樂鎮(zhèn)，位于西

6、安市西北方向約60公里，故稱1980西安坐 標(biāo)系，又簡稱西安大地原點(diǎn)?；鶞?zhǔn)面米用青島大港驗(yàn)潮站 1952-1979年確定的黃海平均海水面(即1985國家高程基 準(zhǔn))o 1985國家高程基準(zhǔn)是我國現(xiàn)采用的高程基準(zhǔn)，青島水 準(zhǔn)原點(diǎn)高程為72. 2604m。西安80坐標(biāo)系數(shù)是為了進(jìn)行全國天文大地網(wǎng)整體平差 而建立的。西安80坐標(biāo)系是參心坐標(biāo)系，橢球短軸z軸平 行于地球質(zhì)心指向地極原點(diǎn)方向，大地起始子午面平行于格 林尼治平均天文臺(tái)子午面；x軸在大地起始子午面內(nèi)與z軸 垂直指向經(jīng)度0方向；y軸與z、x軸成右手坐標(biāo)系。2地心坐標(biāo)系地心坐標(biāo)系：以地球的質(zhì)心為坐標(biāo)原點(diǎn)的坐標(biāo)系稱為地 心坐標(biāo)系，包括了大氣和海洋

7、。我們經(jīng)常使用的地心坐標(biāo)系 有wgs-84坐標(biāo)，和2000國家大地坐標(biāo)系。2. 1wgs-84坐標(biāo)系wgs-84 (world geodetic system, 1984 年)是美國國 防部研制確定的大地坐標(biāo)系，是一種國際上采用的地心坐標(biāo) 系。其坐標(biāo)系的幾何定義是：原點(diǎn)在地球質(zhì)心，z軸指向bih 1984. 0定義的協(xié)議地球極(ctp)方向，x軸指向bih 1984. 0 的零子午面和ctp赤道的交點(diǎn)。y軸與z、x軸構(gòu)成右手坐 標(biāo)系。wgs-84橢球及有關(guān)常數(shù)：對(duì)應(yīng)于wgs-8大地坐標(biāo)系有 一個(gè)wgs-84橢球，其常數(shù)采用iugg第17屆大會(huì)大地測量 常數(shù)的推薦值。2. 22000國家大地坐標(biāo)

8、系建國以來，中國于上世紀(jì)50年代和80年代分別建立了 1954年北京坐標(biāo)系和1980西安坐標(biāo)系，測制了各種比例尺 地形圖，在國民經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展和科學(xué)研究中發(fā)揮了重要作 用，限于當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件，中國大地坐標(biāo)系基本上是依賴于 傳統(tǒng)技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)的。隨著社會(huì)的進(jìn)步，國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國防建設(shè)和社會(huì)發(fā)展、 科學(xué)研究等對(duì)國家大地坐標(biāo)系提出了新的要求，迫切需要采 用原點(diǎn)位于地球質(zhì)量中心的坐標(biāo)系統(tǒng)作為國家大地坐標(biāo)系。 采用地心坐標(biāo)系，有利于采用現(xiàn)代空間技術(shù)對(duì)坐標(biāo)系進(jìn)行維 護(hù)和快速更新，測定高精度大地控制點(diǎn)三維坐標(biāo)，并提高測 圖工作效率。2008年3月，由國土資源部正式上報(bào)國務(wù)院關(guān)于中國 采用2000國家大地坐標(biāo)系

9、的請(qǐng)示，并于2008年4月獲得 國務(wù)院批準(zhǔn)。自2008年7月1日起，中國將全面啟用2000 國家大地坐標(biāo)系，國家測繪局受權(quán)組織實(shí)施。國務(wù)院批準(zhǔn)自2008年7月1日啟用我國的地心坐標(biāo)系 一2000國家大地坐標(biāo)系，英文名稱為china geodetic coordinate system 2000,英文縮寫為 cgcs2000。2000國家大地坐標(biāo)系的原點(diǎn)為包括海洋和大氣的整個(gè) 地球的質(zhì)量中心；2000國家大地坐標(biāo)系的z軸由原點(diǎn)指向歷 元2000. 0的地球參考極的方向，該歷元的指向由國際時(shí)間 局給定的歷元為1984.0的初始指向推算，定向的時(shí)間演化 保證相對(duì)于地殼不產(chǎn)生殘余的全球旋轉(zhuǎn)，x軸由原點(diǎn)指向格 林尼治參考子午線與地球赤道面(歷元2000.0)的交點(diǎn)，y 軸與z軸、x軸構(gòu)成右手正交坐標(biāo)系。采用廣義相對(duì)論意義 下的尺度。從對(duì)照表看，我國的2000國家大地坐標(biāo)系與wgs-84坐 標(biāo)系其參數(shù)基本一致，測出的坐標(biāo)也基本相同。3結(jié)束語我們常用的坐標(biāo)