Gps測量基礎(chǔ)-課件

GPS測量基礎(chǔ)陳曉巖南方測繪GPS測量基礎(chǔ)陳曉巖1GPS和常規(guī)測量定位的區(qū)別平面定位的區(qū)別宏觀和微觀的區(qū)別概念：橢球、坐標(biāo)系、投影、我國常用的坐標(biāo)系統(tǒng)，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換高程定位的區(qū)別高程基準(zhǔn)、高程異常、我國常用的高程基準(zhǔn)GPS和常規(guī)測量定位的區(qū)別平面定位的區(qū)別2平面投影基準(zhǔn)—參考橢球體平面投影基準(zhǔn)—參考橢球體3空間點(diǎn)位的數(shù)學(xué)描述參考橢球體

地球自然體大地水準(zhǔn)面

旋轉(zhuǎn)橢球體參數(shù)參考橢球的形狀與大?。?/p>

長半徑

a

偏率f參考橢球與地球的相關(guān)性：定位：X、Y、Z

定向：RX、RY、RZ

空間點(diǎn)位的數(shù)學(xué)描述參考橢球體4大地基準(zhǔn)—1、坐標(biāo)與坐標(biāo)系統(tǒng)大地基準(zhǔn)—1、坐標(biāo)與坐標(biāo)系統(tǒng)5大地基準(zhǔn)基準(zhǔn)的概念地球的運(yùn)動(dòng)目前我國常用的坐標(biāo)系統(tǒng)常用坐標(biāo)系間的坐標(biāo)換算國家平面控制網(wǎng)的布設(shè)概況大地基準(zhǔn)基準(zhǔn)的概念6大地基準(zhǔn)—基準(zhǔn)的概念坐標(biāo)：一組有序?qū)崝?shù)，表示n維歐氏空間中的一個(gè)點(diǎn)。坐標(biāo)系：確定地面點(diǎn)或空間目標(biāo)的位置所采用的參考系（參照物）。基準(zhǔn)：將幾何坐標(biāo)系按一定的關(guān)系放入物理坐標(biāo)系中的一組必要參數(shù)。大地基準(zhǔn)—基準(zhǔn)的概念坐標(biāo)：一7日心坐標(biāo)系天球坐標(biāo)系地心坐標(biāo)系站心坐標(biāo)系地心大地坐標(biāo)系地心坐標(biāo)系地心直角坐標(biāo)系地球坐標(biāo)系

參心坐標(biāo)系參心大地坐標(biāo)系參心直角坐標(biāo)系大地測量常用坐標(biāo)系大地測量常用坐標(biāo)系8目前我國常用的坐標(biāo)系統(tǒng)1980西安坐標(biāo)系1954年北京坐標(biāo)系WGS-84大地坐標(biāo)系新1954年北京坐標(biāo)系（新54系）獨(dú)立坐標(biāo)系（地方坐標(biāo)系）目前我國常用的坐標(biāo)系統(tǒng)1980西安坐標(biāo)系9開始定義為“1980國家大地坐標(biāo)系”。1982年，經(jīng)天文大地網(wǎng)整體平差建立，全網(wǎng)共48433點(diǎn)。屬參心坐標(biāo)系,IAG-75橢球（IAG—國際大地測量學(xué)協(xié)會(huì)），長半軸a=6378140m;扁率α=1/298.257，原點(diǎn)在陜西省涇陽縣。

橢球定位：

1.橢球短軸平行于地球地軸（由地球質(zhì)心指向1968.0JYD方向）；

2.起始子午面平行于格林威治天文臺(tái)平均子午面；3.橢球面與似大地水準(zhǔn)面在我國境內(nèi)密合得最佳。1980西安坐標(biāo)系開始定義為“1980國家大地坐標(biāo)系”。1982年，經(jīng)天10大地基準(zhǔn)—

目前我國常用的坐標(biāo)系統(tǒng)大地基準(zhǔn)—目前我國常用的坐標(biāo)系統(tǒng)111954年北京坐標(biāo)系

50年代從前蘇聯(lián)引入（1942年普爾科夫坐標(biāo)系），未進(jìn)行整體平差，屬參心坐標(biāo)系,克拉索夫斯基橢球體，長半軸a=6378245m;扁率α=1/298.3。原點(diǎn)在普爾科夫天文臺(tái)。主要缺點(diǎn)：1.長半軸約大了108m；2.橢球定位西高東低，東部高程異常達(dá)67m；3.不同區(qū)域接邊處大地點(diǎn)坐標(biāo)差達(dá)1～2m。1954年北京坐標(biāo)系12WGS-84大地坐標(biāo)系

美國國防部研制確定的大地坐標(biāo)系，Z軸指向BIH（國際時(shí)間局）1984.0定義的協(xié)議地球極（CTP）方向，X軸指向零子午面與CTP赤道交點(diǎn)，Y軸與X、Z軸構(gòu)成右手坐標(biāo)系。長半軸a=6378137m;扁率α=1/298.257223563。屬地心坐標(biāo)系，原點(diǎn)在地球質(zhì)心。WGS-84大地坐標(biāo)系13新1954年北京坐標(biāo)系（新54系）屬于參心大地坐標(biāo)系橢球的幾何參數(shù)同“54系”

a=6378245m；α=1/298.3大地原點(diǎn)及橢球軸向同“80系”高程基準(zhǔn)面為1956年黃海平均高程面點(diǎn)的坐標(biāo)與“54系”接近，精度同“80系”新1954年北京坐標(biāo)系（新54系）14獨(dú)立坐標(biāo)系（地方坐標(biāo)系）

為了減少投影變形或滿足保密需要，也可使用獨(dú)立（地方）坐標(biāo)系，坐標(biāo)原點(diǎn)一般在測區(qū)或城區(qū)中部，投影面多為當(dāng)?shù)仄骄叱堂?。?dú)立坐標(biāo)系（地方坐標(biāo)系）15目前我國常用的坐標(biāo)系統(tǒng)大地坐標(biāo)系平面直角坐標(biāo)系目前我國常用的坐標(biāo)系統(tǒng)大地坐標(biāo)系16大地坐標(biāo)大地緯度B—過P點(diǎn)的子午面與起始子午面間的夾角。由格林尼治子午線起算，東正西負(fù)。大地經(jīng)度L—在P點(diǎn)的子午面上，P點(diǎn)的法線PKP與赤道面的夾角。由赤道起算，北正南負(fù)。大地坐標(biāo)17大地坐標(biāo)系：緯度、經(jīng)度、大地高（橢球高）

大地坐標(biāo)系緯度經(jīng)度橢球高大地坐標(biāo)系：緯度、經(jīng)度、大地高（橢球高）大地坐標(biāo)系緯度18平面直角坐標(biāo)系平面直角坐標(biāo)系19墨卡托投影

K=0.9996高斯投影

K=1.0000

高斯投影與墨卡托投影墨卡托投影高斯投影高斯投影與墨卡托投影20帶區(qū)投影直角坐標(biāo)系帶區(qū)投影直角坐標(biāo)：Ni、Ei標(biāo)準(zhǔn)分帶：有3帶、6帶之分，規(guī)定中央子午線經(jīng)度帶區(qū)投影參數(shù)：

中央子午線經(jīng)度（帶號(hào)）中央子午線尺度比原點(diǎn)緯度原點(diǎn)北移值原點(diǎn)西移值按投影參數(shù)的選定：

有標(biāo)準(zhǔn)帶區(qū)自定義帶區(qū)N

E

赤道中央子午線EiI

NiO500km帶區(qū)投影直角坐標(biāo)系帶區(qū)投影直角坐標(biāo)：Ni、EiN21地平坐標(biāo)系（假定平面直角坐標(biāo)系）點(diǎn)的地平坐標(biāo)描述

：

xi、yi適用于地面假定平面直角坐標(biāo)系（建筑坐標(biāo)系、工程坐標(biāo)系）

O

xy

O地平坐標(biāo)系（假定平面直角坐標(biāo)系）點(diǎn)的地平坐標(biāo)描述：O22大地基準(zhǔn)—

目前我國常用的坐標(biāo)系統(tǒng)高斯平面直角坐標(biāo)

經(jīng)高斯—克呂格正形投影，將橢球面上的點(diǎn)轉(zhuǎn)換到平面上，用直角坐標(biāo)（x,y）表示。中央子午線投影到平面上是一直線，作為縱坐標(biāo)軸；赤道投影到平面上也是一直線，作為橫坐標(biāo)軸；中央子午線和赤道交點(diǎn)的投影像是坐標(biāo)原點(diǎn)。xy0XYP（x,y）大地基準(zhǔn)—目前我國常用的坐標(biāo)系統(tǒng)高斯平面直角坐標(biāo)xy023高斯直角坐標(biāo)系

高斯正形投影正形（等角）投影變換。中央子午線投影為縱坐標(biāo)軸。中央子午線投影尺度比為1。中央子午線外存在長度變形，距中央子午線越遠(yuǎn)變形越大。長度變形尺度比：

m=1+E2/（2R2）分帶（帶區(qū)）投影6度帶：0~6，6~12...

3度帶：0~3，3~6...高斯直角坐標(biāo)系高斯正形投影24高斯投影分帶（山東省的經(jīng)度為114?45?～122?40?）高斯投影分帶25

常用坐標(biāo)系間的坐標(biāo)換算嚴(yán)密平差法（用本網(wǎng)的觀測數(shù)據(jù)，另網(wǎng)的起算點(diǎn)）公式嚴(yán)密換算法（80系新54系）轉(zhuǎn)換模型法（七參數(shù)法）常用坐標(biāo)系間的坐標(biāo)換算嚴(yán)密平差法（用本26大地基準(zhǔn)—

國家平面控制網(wǎng)的布設(shè)概況大地基準(zhǔn)—國家平面控制網(wǎng)的布設(shè)概況27國家平面控制網(wǎng)的布設(shè)概況一等三角鎖的布設(shè)國家平面控制網(wǎng)的布設(shè)概況一等三角鎖的布設(shè)28國家平面控制網(wǎng)的布設(shè)概況二等三角網(wǎng)的布設(shè)國家平面控制網(wǎng)的布設(shè)概況二等三角網(wǎng)的布設(shè)29國家平面控制網(wǎng)的布設(shè)概況二等補(bǔ)充網(wǎng)的布設(shè)國家平面控制網(wǎng)的布設(shè)概況二等補(bǔ)充網(wǎng)的布設(shè)30國家平面控制網(wǎng)的布設(shè)概況精密導(dǎo)線網(wǎng)的布設(shè)國家平面控制網(wǎng)的布設(shè)概況精密導(dǎo)線網(wǎng)的布設(shè)31

國家平面控制網(wǎng)的布設(shè)概況國家GPSA級(jí)網(wǎng)

國家GPSA級(jí)網(wǎng),1992年8月由國家測繪局布測完成，共27點(diǎn)，平均邊長800km，基線水平分量精度為2～5cm,相對精度1～3

10-8;垂直分量精度為10cm，相對精度為0.5～1

10-7，ITRF（國際地球參考框架）91框架。2019年5月對A級(jí)網(wǎng)進(jìn)行了復(fù)測。由30個(gè)主點(diǎn)和22個(gè)副點(diǎn)組成，基線水平分量精度優(yōu)于4mm+310-9，相對精度為210-8；垂直分量精度優(yōu)于8mm+410-9，相對精度為710-8，ITRF93框架。國家平面控制網(wǎng)的布設(shè)概況國家GPSA級(jí)網(wǎng)32大地基準(zhǔn)—

國家平面控制網(wǎng)的布設(shè)概況國家GPSB級(jí)網(wǎng)國家GPSB級(jí)網(wǎng),2019年國家測繪局完成布測與平差，共756點(diǎn)，其中重合A級(jí)網(wǎng)27點(diǎn)、多普勒網(wǎng)15點(diǎn)、天文大地網(wǎng)150點(diǎn)、水準(zhǔn)網(wǎng)456點(diǎn)、驗(yàn)潮站17點(diǎn)，基線水平分量精度優(yōu)于4

10-7;垂直分量精度優(yōu)于8

10-7，平均邊長：東部70～100km，西部：150～200km，ITRF93框架。

大地基準(zhǔn)—國家平面控制網(wǎng)的布設(shè)概況國家GPS33高程基準(zhǔn)目前，我國實(shí)際采用的高程系統(tǒng)為正常高，即地面點(diǎn)A至似大地水準(zhǔn)面的距離。大地高A正高正常高高程異常大地水準(zhǔn)面差距自然表面大地水準(zhǔn)面似大地水準(zhǔn)面橢球表面高程基準(zhǔn)目前，我國實(shí)際采用的高程系統(tǒng)為正常高，即34大地高轉(zhuǎn)換為正常高

高程異常大地水準(zhǔn)面地面大地高——地面點(diǎn)沿法線方向到參考橢球面的間距（h）正高——地面點(diǎn)重力方向到大地水準(zhǔn)面的間距（H）正常高——地面點(diǎn)重力方向到似大地水準(zhǔn)面的間距（H）高程異常——似大地水準(zhǔn)面到參考橢球面的間距（N）大地高、正常高、高程異常關(guān)系式

H=h-N參考橢球大地高轉(zhuǎn)換為正常高

高程異常大地水準(zhǔn)面35

GPS水準(zhǔn)法——高程擬合

似大地水準(zhǔn)面擬合面參考橢球面平面擬合示例(3個(gè)<聯(lián)測點(diǎn)<6個(gè))聯(lián)測已知高程點(diǎn)建立回歸方程：

1=ax1+by1+c2=ax2+by2+c3=ax3+by3+c…...解算方程反求系數(shù)a、b、c建立擬合面方程

=ax

+by

+c內(nèi)插GPS點(diǎn)的高程異常值ii=axi+byi+c計(jì)算GPS點(diǎn)的正常高

Hi=hi-iGPS水準(zhǔn)法——高程擬合似大地水準(zhǔn)面擬合面36地球重力場模型大地水準(zhǔn)面模型GPS高程法Hi=hi-i

Hik=hik+ikHk=Hi+Hik

GPS高程法——大地水準(zhǔn)面模型地球重力場模型GPS高程法——大地水準(zhǔn)面模型37高程基準(zhǔn)1956年黃海高程系水準(zhǔn)原點(diǎn)設(shè)在觀象山，采用1950～1956年7年的驗(yàn)潮結(jié)果計(jì)算的黃海平均海水面，推得水準(zhǔn)原點(diǎn)高程為72.289m。1985國家高程基準(zhǔn)

水準(zhǔn)原點(diǎn)同1956年黃海高程系，采用1952～1979年共28年的驗(yàn)潮結(jié)果，并顧及了海平面18.6年的周期變化及重力異常改正，計(jì)算的黃海平均海水面，推得水準(zhǔn)原點(diǎn)高程為72.260m。高程基準(zhǔn)1956年黃海高程系38

高程基準(zhǔn)—

我國水準(zhǔn)網(wǎng)的布測情況50年來，進(jìn)行了三期高精度水準(zhǔn)測量。第一期水準(zhǔn)網(wǎng)（1951～1969）：布測了一、二等水準(zhǔn)網(wǎng)。一等線路36條，6個(gè)閉合環(huán)，2.9萬km，二等13萬km。第二期水準(zhǔn)網(wǎng)（1977～1984）：一等線路289條，186個(gè)結(jié)點(diǎn)組成100個(gè)閉合環(huán)，93360km，標(biāo)石20190座；二等1139條，總長度136,368km，標(biāo)石33238座。第二期水準(zhǔn)復(fù)測網(wǎng)（1991～2019）：全部一等網(wǎng)和局部二等網(wǎng)。一等線路245條（設(shè)計(jì)273），77個(gè)閉合環(huán)（設(shè)計(jì)99），85,452km（設(shè)計(jì)9.4萬），驗(yàn)潮站45個(gè)。高程基準(zhǔn)—我國水準(zhǔn)網(wǎng)的布測情況39我國高程異常圖我國高程異常圖40我國測繪基準(zhǔn)存在的問題天文大地網(wǎng)不能滿足軍事上對地心坐標(biāo)系的需求。精度與現(xiàn)代大地測量手段(GPS)相比不匹配,導(dǎo)致使用GPS時(shí)的精度損耗。1954年北京坐標(biāo)系及1980西安坐標(biāo)系與ITRF（國際地球參考框架）或WGS-84無明確的對應(yīng)關(guān)系。我國測繪基準(zhǔn)存在的問題41我國測繪基準(zhǔn)存在的問題GPS空間網(wǎng)密度不夠，使城市GPS控制網(wǎng)以及工礦獨(dú)立網(wǎng)難以連接到國家GPS控制網(wǎng)系統(tǒng)。標(biāo)石破壞嚴(yán)重，并且這種情況還在繼續(xù)。參心坐標(biāo)系，分量與ITRF有100m以上的偏差，54坐標(biāo)系采用克拉索夫斯基橢球，長半軸a值也相差100m以上。以上原因直接影響到GPS在我國的推廣應(yīng)用（包括范圍、規(guī)模）。我國測繪基準(zhǔn)存在的問題42我國測繪基準(zhǔn)存在的問題高程基準(zhǔn)復(fù)測周期過長（7～10年），現(xiàn)勢性不強(qiáng)，由于地殼運(yùn)動(dòng)、地下水過量開采引起的地面下沉，使許多國家高精度水準(zhǔn)點(diǎn)無法在實(shí)際生產(chǎn)中起到高程控制的作用（如：蘇、杭、無錫的例子，以及浙江的跨海大橋工程）。以單站（青島驗(yàn)潮站）為高程起算點(diǎn)，而我國海岸線數(shù)千公里。標(biāo)石破壞嚴(yán)重（主要由于公路建設(shè)等）。我國測繪基準(zhǔn)存在的問題43END謝謝END謝謝44GPS測量基礎(chǔ)陳曉巖南方測繪GPS測量基礎(chǔ)陳曉巖45GPS和常規(guī)測量定位的區(qū)別平面定位的區(qū)別宏觀和微觀的區(qū)別概念：橢球、坐標(biāo)系、投影、我國常用的坐標(biāo)系統(tǒng)，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換高程定位的區(qū)別高程基準(zhǔn)、高程異常、我國常用的高程基準(zhǔn)GPS和常規(guī)測量定位的區(qū)別平面定位的區(qū)別46平面投影基準(zhǔn)—參考橢球體平面投影基準(zhǔn)—參考橢球體47空間點(diǎn)位的數(shù)學(xué)描述參考橢球體

地球自然體大地水準(zhǔn)面

旋轉(zhuǎn)橢球體參數(shù)參考橢球的形狀與大?。?/p>

長半徑

a

偏率f參考橢球與地球的相關(guān)性：定位：X、Y、Z

定向：RX、RY、RZ

空間點(diǎn)位的數(shù)學(xué)描述參考橢球體48大地基準(zhǔn)—1、坐標(biāo)與坐標(biāo)系統(tǒng)大地基準(zhǔn)—1、坐標(biāo)與坐標(biāo)系統(tǒng)49大地基準(zhǔn)基準(zhǔn)的概念地球的運(yùn)動(dòng)目前我國常用的坐標(biāo)系統(tǒng)常用坐標(biāo)系間的坐標(biāo)換算國家平面控制網(wǎng)的布設(shè)概況大地基準(zhǔn)基準(zhǔn)的概念50大地基準(zhǔn)—基準(zhǔn)的概念坐標(biāo)：一組有序?qū)崝?shù)，表示n維歐氏空間中的一個(gè)點(diǎn)。坐標(biāo)系：確定地面點(diǎn)或空間目標(biāo)的位置所采用的參考系（參照物）。基準(zhǔn)：將幾何坐標(biāo)系按一定的關(guān)系放入物理坐標(biāo)系中的一組必要參數(shù)。大地基準(zhǔn)—基準(zhǔn)的概念坐標(biāo)：一51日心坐標(biāo)系天球坐標(biāo)系地心坐標(biāo)系站心坐標(biāo)系地心大地坐標(biāo)系地心坐標(biāo)系地心直角坐標(biāo)系地球坐標(biāo)系

參心坐標(biāo)系參心大地坐標(biāo)系參心直角坐標(biāo)系大地測量常用坐標(biāo)系大地測量常用坐標(biāo)系52目前我國常用的坐標(biāo)系統(tǒng)1980西安坐標(biāo)系1954年北京坐標(biāo)系WGS-84大地坐標(biāo)系新1954年北京坐標(biāo)系（新54系）獨(dú)立坐標(biāo)系（地方坐標(biāo)系）目前我國常用的坐標(biāo)系統(tǒng)1980西安坐標(biāo)系53開始定義為“1980國家大地坐標(biāo)系”。1982年，經(jīng)天文大地網(wǎng)整體平差建立，全網(wǎng)共48433點(diǎn)。屬參心坐標(biāo)系,IAG-75橢球（IAG—國際大地測量學(xué)協(xié)會(huì)），長半軸a=6378140m;扁率α=1/298.257，原點(diǎn)在陜西省涇陽縣。

橢球定位：

1.橢球短軸平行于地球地軸（由地球質(zhì)心指向1968.0JYD方向）；

2.起始子午面平行于格林威治天文臺(tái)平均子午面；3.橢球面與似大地水準(zhǔn)面在我國境內(nèi)密合得最佳。1980西安坐標(biāo)系開始定義為“1980國家大地坐標(biāo)系”。1982年，經(jīng)天54大地基準(zhǔn)—

目前我國常用的坐標(biāo)系統(tǒng)大地基準(zhǔn)—目前我國常用的坐標(biāo)系統(tǒng)551954年北京坐標(biāo)系

50年代從前蘇聯(lián)引入（1942年普爾科夫坐標(biāo)系），未進(jìn)行整體平差，屬參心坐標(biāo)系,克拉索夫斯基橢球體，長半軸a=6378245m;扁率α=1/298.3。原點(diǎn)在普爾科夫天文臺(tái)。主要缺點(diǎn)：1.長半軸約大了108m；2.橢球定位西高東低，東部高程異常達(dá)67m；3.不同區(qū)域接邊處大地點(diǎn)坐標(biāo)差達(dá)1～2m。1954年北京坐標(biāo)系56WGS-84大地坐標(biāo)系

美國國防部研制確定的大地坐標(biāo)系，Z軸指向BIH（國際時(shí)間局）1984.0定義的協(xié)議地球極（CTP）方向，X軸指向零子午面與CTP赤道交點(diǎn)，Y軸與X、Z軸構(gòu)成右手坐標(biāo)系。長半軸a=6378137m;扁率α=1/298.257223563。屬地心坐標(biāo)系，原點(diǎn)在地球質(zhì)心。WGS-84大地坐標(biāo)系57新1954年北京坐標(biāo)系（新54系）屬于參心大地坐標(biāo)系橢球的幾何參數(shù)同“54系”

a=6378245m；α=1/298.3大地原點(diǎn)及橢球軸向同“80系”高程基準(zhǔn)面為1956年黃海平均高程面點(diǎn)的坐標(biāo)與“54系”接近，精度同“80系”新1954年北京坐標(biāo)系（新54系）58獨(dú)立坐標(biāo)系（地方坐標(biāo)系）

為了減少投影變形或滿足保密需要，也可使用獨(dú)立（地方）坐標(biāo)系，坐標(biāo)原點(diǎn)一般在測區(qū)或城區(qū)中部，投影面多為當(dāng)?shù)仄骄叱堂妗＊?dú)立坐標(biāo)系（地方坐標(biāo)系）59目前我國常用的坐標(biāo)系統(tǒng)大地坐標(biāo)系平面直角坐標(biāo)系目前我國常用的坐標(biāo)系統(tǒng)大地坐標(biāo)系60大地坐標(biāo)大地緯度B—過P點(diǎn)的子午面與起始子午面間的夾角。由格林尼治子午線起算，東正西負(fù)。大地經(jīng)度L—在P點(diǎn)的子午面上，P點(diǎn)的法線PKP與赤道面的夾角。由赤道起算，北正南負(fù)。大地坐標(biāo)61大地坐標(biāo)系：緯度、經(jīng)度、大地高（橢球高）

大地坐標(biāo)系緯度經(jīng)度橢球高大地坐標(biāo)系：緯度、經(jīng)度、大地高（橢球高）大地坐標(biāo)系緯度62平面直角坐標(biāo)系平面直角坐標(biāo)系63墨卡托投影

K=0.9996高斯投影

K=1.0000

高斯投影與墨卡托投影墨卡托投影高斯投影高斯投影與墨卡托投影64帶區(qū)投影直角坐標(biāo)系帶區(qū)投影直角坐標(biāo)：Ni、Ei標(biāo)準(zhǔn)分帶：有3帶、6帶之分，規(guī)定中央子午線經(jīng)度帶區(qū)投影參數(shù)：

中央子午線經(jīng)度（帶號(hào)）中央子午線尺度比原點(diǎn)緯度原點(diǎn)北移值原點(diǎn)西移值按投影參數(shù)的選定：

有標(biāo)準(zhǔn)帶區(qū)自定義帶區(qū)N

E

赤道中央子午線EiI

NiO500km帶區(qū)投影直角坐標(biāo)系帶區(qū)投影直角坐標(biāo)：Ni、EiN65地平坐標(biāo)系（假定平面直角坐標(biāo)系）點(diǎn)的地平坐標(biāo)描述

：

xi、yi適用于地面假定平面直角坐標(biāo)系（建筑坐標(biāo)系、工程坐標(biāo)系）

O

xy

O地平坐標(biāo)系（假定平面直角坐標(biāo)系）點(diǎn)的地平坐標(biāo)描述：O66大地基準(zhǔn)—

目前我國常用的坐標(biāo)系統(tǒng)高斯平面直角坐標(biāo)

經(jīng)高斯—克呂格正形投影，將橢球面上的點(diǎn)轉(zhuǎn)換到平面上，用直角坐標(biāo)（x,y）表示。中央子午線投影到平面上是一直線，作為縱坐標(biāo)軸；赤道投影到平面上也是一直線，作為橫坐標(biāo)軸；中央子午線和赤道交點(diǎn)的投影像是坐標(biāo)原點(diǎn)。xy0XYP（x,y）大地基準(zhǔn)—目前我國常用的坐標(biāo)系統(tǒng)高斯平面直角坐標(biāo)xy067高斯直角坐標(biāo)系

高斯正形投影正形（等角）投影變換。中央子午線投影為縱坐標(biāo)軸。中央子午線投影尺度比為1。中央子午線外存在長度變形，距中央子午線越遠(yuǎn)變形越大。長度變形尺度比：

m=1+E2/（2R2）分帶（帶區(qū)）投影6度帶：0~6，6~12...

3度帶：0~3，3~6...高斯直角坐標(biāo)系高斯正形投影68高斯投影分帶（山東省的經(jīng)度為114?45?～122?40?）高斯投影分帶69

常用坐標(biāo)系間的坐標(biāo)換算嚴(yán)密平差法（用本網(wǎng)的觀測數(shù)據(jù)，另網(wǎng)的起算點(diǎn)）公式嚴(yán)密換算法（80系新54系）轉(zhuǎn)換模型法（七參數(shù)法）常用坐標(biāo)系間的坐標(biāo)換算嚴(yán)密平差法（用本70大地基準(zhǔn)—

國家平面控制網(wǎng)的布設(shè)概況大地基準(zhǔn)—國家平面控制網(wǎng)的布設(shè)概況71國家平面控制網(wǎng)的布設(shè)概況一等三角鎖的布設(shè)國家平面控制網(wǎng)的布設(shè)概況一等三角鎖的布設(shè)72國家平面控制網(wǎng)的布設(shè)概況二等三角網(wǎng)的布設(shè)國家平面控制網(wǎng)的布設(shè)概況二等三角網(wǎng)的布設(shè)73國家平面控制網(wǎng)的布設(shè)概況二等補(bǔ)充網(wǎng)的布設(shè)國家平面控制網(wǎng)的布設(shè)概況二等補(bǔ)充網(wǎng)的布設(shè)74國家平面控制網(wǎng)的布設(shè)概況精密導(dǎo)線網(wǎng)的布設(shè)國家平面控制網(wǎng)的布設(shè)概況精密導(dǎo)線網(wǎng)的布設(shè)75

國家平面控制網(wǎng)的布設(shè)概況國家GPSA級(jí)網(wǎng)

國家GPSA級(jí)網(wǎng),1992年8月由國家測繪局布測完成，共27點(diǎn)，平均邊長800km，基線水平分量精度為2～5cm,相對精度1～3

10-8;垂直分量精度為10cm，相對精度為0.5～1

10-7，ITRF（國際地球參考框架）91框架。2019年5月對A級(jí)網(wǎng)進(jìn)行了復(fù)測。由30個(gè)主點(diǎn)和22個(gè)副點(diǎn)組成，基線水平分量精度優(yōu)于4mm+310-9，相對精度為210-8；垂直分量精度優(yōu)于8mm+410-9，相對精度為710-8，ITRF93框架。國家平面控制網(wǎng)的布設(shè)概況國家GPSA級(jí)網(wǎng)76大地基準(zhǔn)—

國家平面控制網(wǎng)的布設(shè)概況國家GPSB級(jí)網(wǎng)國家GPSB級(jí)網(wǎng),2019年國家測繪局完成布測與平差，共756點(diǎn)，其中重合A級(jí)網(wǎng)27點(diǎn)、多普勒網(wǎng)15點(diǎn)、天文大地網(wǎng)150點(diǎn)、水準(zhǔn)網(wǎng)456點(diǎn)、驗(yàn)潮站17點(diǎn)，基線水平分量精度優(yōu)于4

10-7;垂直分量精度優(yōu)于8

10-7，平均邊長：東部70～100km，西部：150～200km，ITRF93框架。

大地基準(zhǔn)—國家平面控制網(wǎng)的布設(shè)概況國家GPS77高程基準(zhǔn)目前，我國實(shí)際采用的高程系統(tǒng)為正常高，即地面點(diǎn)A至似大地水準(zhǔn)面的距離。大地高A正高正常高高程異常大地水準(zhǔn)面差距自然表面大地水準(zhǔn)面似大地水準(zhǔn)面橢球表面高程基準(zhǔn)目前，我國實(shí)際采用的高程系統(tǒng)為正常高，即78大地高轉(zhuǎn)換為正常高

高程異常大地水準(zhǔn)面地面大地高——地面點(diǎn)沿法線方向到參考橢球面的間距（h）正高——地面點(diǎn)重力方向到大地水準(zhǔn)面的間距（H）正常高——地面點(diǎn)重力方向到似大地水準(zhǔn)面的間距（H）高程異?！拼蟮厮疁?zhǔn)面到參考橢球面的間距（N）大地高、正常高、高程異常關(guān)系式

H=h-N參考橢球大地高轉(zhuǎn)換為正常高

高程異常大地水準(zhǔn)面79

GPS水準(zhǔn)法——高程擬合

似大地水準(zhǔn)面擬合面參考橢球面平面擬合示例(3個(gè)<聯(lián)測點(diǎn)<6個(gè))聯(lián)測已知高程點(diǎn)建立回歸方程：

1=ax1+by1+c2=ax2+by2+c3=ax3+by3+c…...解算方程反求系數(shù)a、b、c建立擬合面方程

=ax

+by

+c內(nèi)插GPS點(diǎn)的高程異常值ii=axi+byi+