淺議對常用坐標系幾點認識

1、淺議對常用坐標系幾點認識摘要簡述測量中常用的坐標系的名稱和參數(shù)， 我國坐標系發(fā)展的現(xiàn)狀。作為測繪工作者要清楚知道我們常 用坐標系的發(fā)展歷史。關鍵詞地心坐標參心坐標坐標系中圖分類號p226+. 3 文獻碼b 文章編號 1000-405x (2013) -7-255-20引言在準備注冊測繪師考試的過程中，發(fā)現(xiàn)有些規(guī)范和教科 書使用坐標系名稱有點混亂。作為一名測繪工作者應清楚了 解國家大地坐標系的來龍去脈。后查閱了幾本國家規(guī)范和圖 式，也不相同，看來大家對這個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習，探討，有不正確的地 方歡迎批評指正。1參心坐標系測量的主要任務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，必須建立大地坐標系。參 心坐標系：以參考橢球的中心為坐標原點的坐標系為參心坐 標系。坐標系的建立必須有承載坐標系的載體，平面或是橢 球。我們常用的參心坐標系有：1954年北京坐標系，新1954 年北京坐標系，1980西安坐標系。先看一下下面這個表格，這幾個有國家規(guī)范，有行業(yè)規(guī) 范，但是坐標名稱確不是一樣的。到底哪個叫法是正確的呢？我認為應該是1954年北京 坐標系。下面分別對這三個坐標系的歷史。1. 11954年北京坐標系1954年北京坐標系是我國目前廣泛采用的大地測量坐 標系。建國初期，為了迅速開展我國的測繪事業(yè)，鑒于當時 的實際情況，將我國一等

3、鎖與原蘇聯(lián)遠東一等鎖相連接，然 后以連接呼瑪、吉拉寧、東寧基線網(wǎng)擴大邊端點的原蘇聯(lián) 1942年普爾科沃坐標系的坐標為起算數(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系就定名為1954年北 京坐標系。高程：以1956年青島驗潮站的黃海平均海水面為基準 （以1950年1956年7年的潮汐記錄資料推算出的大地水 準面為基準引測出水準原點的高程為72.289m,以這個大地 水準面為高程基準建立的高程系稱為“1956年黃海髙程 系”）。1.2新1954年北京坐標系因1980年國家大地坐標系天文大地網(wǎng)整體平差，而1954 年北京大地坐標系屬局部平差，使兩系統(tǒng)的坐標值存在偶然 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國家大地坐標系測的圖與按1954 年北京坐標系測的圖，在接邊處會產生裂隙，這給實際工作 帶來不便。經分析，差值主要來自橢球參數(shù)和定位改變而產 生的系統(tǒng)差部分。為此，有關部門提出，將全國天文大地網(wǎng) 整體平差的結果，通過1980年國家大地坐標系的定位參數(shù) dx、dy、dz （表示克拉索夫斯基橢球中心相對于1975年國 際橢球中心的三個坐標分量）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，形成一個新 的坐標系。有稱為54向80過渡坐標系，有的稱1954年北 京坐標系（整體平差轉換值），但習慣上稱新1954年北京

5、坐 標系。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坐標系一樣。新54與舊54比較：兩系統(tǒng)同一 點坐標的不同主要是由于一個是全國統(tǒng)一平差的結果，另一 個是局部平差的結果。新54與80坐標系比較：兩系統(tǒng)同一 點坐標的不同主要是由于兩系統(tǒng)定義不同產生的系統(tǒng)差。1. 31980西安大地坐標系1978年4月在西安召開全國天文大地網(wǎng)平差會議，確定 重新定位，建立我國新的坐標系。為此有了 1980年國家大 地坐標系。1980年國家大地坐標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)合會第十六屆大會推薦 的數(shù)據(jù)。該坐標系的大地原點設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 標系，又簡稱西安大地原點?；鶞拭婷子们鄭u大港驗潮站 1952-1979年確定的黃海平均海水面(即1985國家高程基 準)o 1985國家高程基準是我國現(xiàn)采用的高程基準，青島水 準原點高程為72. 2604m。西安80坐標系數(shù)是為了進行全國天文大地網(wǎng)整體平差 而建立的。西安80坐標系是參心坐標系，橢球短軸z軸平 行于地球質心指向地極原點方向，大地起始子午面平行于格 林尼治平均天文臺子午面；x軸在大地起始子午面內與z軸 垂直指向經度0方向；y軸與z、x軸成右手坐標系。2地心坐標系地心坐標系：以地球的質心為坐標原點的坐標系稱為地 心坐標系，包括了大氣和海洋

7、。我們經常使用的地心坐標系 有wgs-84坐標，和2000國家大地坐標系。2. 1wgs-84坐標系wgs-84 (world geodetic system, 1984 年)是美國國 防部研制確定的大地坐標系，是一種國際上采用的地心坐標 系。其坐標系的幾何定義是：原點在地球質心，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。y軸與z、x軸構成右手坐 標系。wgs-84橢球及有關常數(shù)：對應于wgs-8大地坐標系有 一個wgs-84橢球，其常數(shù)采用iugg第17屆大會大地測量 常數(shù)的推薦值。2. 22000國家大地坐標

8、系建國以來，中國于上世紀50年代和80年代分別建立了 1954年北京坐標系和1980西安坐標系，測制了各種比例尺 地形圖，在國民經濟、社會發(fā)展和科學研究中發(fā)揮了重要作 用，限于當時的技術條件，中國大地坐標系基本上是依賴于 傳統(tǒng)技術手段實現(xiàn)的。隨著社會的進步，國民經濟建設、國防建設和社會發(fā)展、 科學研究等對國家大地坐標系提出了新的要求，迫切需要采 用原點位于地球質量中心的坐標系統(tǒng)作為國家大地坐標系。 采用地心坐標系，有利于采用現(xiàn)代空間技術對坐標系進行維 護和快速更新，測定高精度大地控制點三維坐標，并提高測 圖工作效率。2008年3月，由國土資源部正式上報國務院關于中國 采用2000國家大地坐標系

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