椭球大地测量学 国家坐标系的建立

1、第四章 国家坐标系的建立与国家控 制网的平差 第四章 国家坐标系的建立与国家控制网的平差 1954年北京坐标系的建立： 国家天文大地网的测设始于50年代,1954年 起分期分区单独进行局部平差，实为苏联 远东网的延伸。从东北三角网起，即以己 平差区域的连接点坐标为固定值，并固定 基线及拉普拉斯方位角。未作我国的椭球 定位，取用克氏椭球,高程异常亦由我国的 天文水准传算过来。 2 1980年国家大地坐标系的建立： 在设置的西安的大地原点上，测了天文经 纬度、天文方位角，联测了水准,采用了80 椭球,按多点定位进行椭球定位。因椭球元 素已定,仅求定3个平移参数 3 国家坐标系的建立 )4 . 1

2、. 4( sin 2 sinsincoscoscos )3 . 1 . 4( )2 . 1 . 4( ) 1 . 1 . 4(sin 2 sinsincoscoscos 1 000 54 2 54 2 54 54 54 5454545454 80 2 932 1 80 54 2 54 2 54 54 54054054540545480 LAAA ZYX deB W a daWl BLBLBA lA deB W a daWZBYLBXLB TT T ii i i i iiiii i ii i i ii i iiiiiii 式中 最小 4 4.1.4 全国天文大地网的整体平差 5 )10. 1 .

3、 4( ) 9 . 1 . 4( ) 8 . 1 . 4( )7 . 1 . 4( ) 6 . 1 . 4( ) 5 . 1 . 4( 0 00 00 iiii ijijs sjsjsisiss ijiijij ijjijjijiijiijiij iiijijijijijijij VlXB SSl lLbBcLbBav LzAl lLbBcLbBazv zzAAzAvLL ij ijijijijijij 4.1.4节（续1） 6 III III III IIIIII IIIIII III IIIIII IIIIII III LL BB zz LLLL BBBB zz LLLL BBBB zz

4、74 74 74 7543 7543 53 5331 5311 31 第二分区第一分区 4.1.4节（续2） IIIII IIIII IIIII IIIIIIIIII IIIIIIIIII IIIII IIIIIIIIII IIIIIIIIII IIIII LL BB zz LLLL BBBB zz LLLL BBBB zz 68 68 68 6282 6282 22 2121 2121 11 第三分区第二分区 7 4.1.4节（续3）. 8 )17. 1 . 4(0 )16. 1 . 4(0 00 00 00 00 )14. 1 . 4(0 )13. 1 . 4(0 111 111 1 II

5、IIII T IIIIIII T IIII T I IIIIII T IIIIIII T IIII T I III II I III II I T III T II T I IIIIII IIII II ii T iiiii T i III i i T i WAZWAZWAZ KZAZZAZZAZ W W W K X X X ZZZ ZA ZA ZA LPBKZXBPB XZ 4.1.4节（续4） 9 )24. 1 . 4(0 )23. 1 . 4(0 )22. 1 . 4(0 )21. 1 . 4(0 )20. 1 . 4(0 )19. 1 . 4(,0 )18. 1 . 4(0 1 1 1

6、 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 11 00 1 1 0000 1 000 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 00 1 0 1 0000 1 000 00000 0 0 00 b i bb i b iii b i bb i b iii a i aa i a iii a i aa i a iii b i bb i b iii b i bb i b ii a i aa i a iii a i aa i a ii i a i i a i i a i a i aa i iii III Ii i T i III Ii i T i WAAWXAAACA WAAWXAA

7、ACA WAAWXAAAA WAAWXAAAA W W X X AA AA IIIIIIiZZA WZKZZ 4.1.4节（续5） 10 )25. 1 . 4(sin sin sin1 sincos coscos 54 2 1 2 8054 2 54548054 2 8054 2 80548054 2 1 2 8054 2 8054 8054 2 54548054 8054 8054 8054 8054 808080 2 80808054 80808080808054 80808080808054 NBeNZYXH YX BeNZ arctgB X Y arctgL ZBHeNZ YLBHNY

8、 XLBHNX 4.2 协议天球和地球参考框架 国际天球参考框架ICRF2000(IERS Celestrial Reference Frame)就是由IERS为实现国际天球参 考系(ICRS2000)而建立的天球参考框架。它是由 VLBI测量所获得的多个河外射电源的J2000.0平 赤道坐标来确定的,其坐标原点在太阳系中心；坐 标轴的指向相对于类星体应保持固定不变 ；其基 面为J2000.0平赤道面。 11 4.2 协议天球和地球参考框架 国际地球参考框架(ITRF)的建立 国际地球参考框架ITRF (International Terrestrial Reference Frame) 就是

9、由IERS为 实现国际地球参考系(ITRS)而建立的地球参考 框架。它是由所选定的多个IERS 台站(其中包 括卫星跟踪站) 的坐标和速度所体现的。它们 刊登在I E R S每年出版的技术报告中,并命名 为ITRF yy ,数字yy表示采用数据的最后年份。 其精度和分辨率逐年提高,并且更与地球的动态 变化相适应。 12 4.3 国家GPS A级和B级网测设和数据处理 我国国家A级和B级GPS大地控制网已先后于 1996年和1997年交付使用。分别由分布在中国大 陆的33点和760余点所构成，平均边长相应地为 650km和150km。 A级GPS网包括原有的上海、武汉、长春、乌鲁 木齐四个GPS

10、基准站。于IGS92全球GPS联测9天 内，对A级GPS网点同步进行GPS双频观测。 B级GPS网的观测则延续四年多,使用了不同类型 的GPS接收机,并分区、分期地进行同步观测。 13 4.3国家GPS A级和B级网测设和数据处理 GPS A级和B级网的数据处理要点 1.采用ITRF作为国家A级和B级GPS网数据处理的 坐标框架 2.以高精度的IGS站作为数据处理中的枢纽站 3对IGS站强约束、松弛卫星轨道的计算方案 4.将单天GPS基线向量解算与GPS网整体平差分 开进行 14 4.4 全国三维地心坐标系统的建立 2000国家大地坐标系（China Geodetic Coordinate S

11、ystem 2000，简 称CGCS2000）。参考历元为2000.0,其定义为： 原点：包括海洋和大气的整个地球的质量中心； 定向：初始定向由1984.0时BIH（国际时间局）定向给定；是右手地固 直角坐标系。原点在地心；Z轴为国际地球旋转局（IERS）参考极 （IRP）方向，X轴为IERS的参考子午面（IRM）与垂直于Z轴的赤道面 的交线， Y轴与Z轴和X轴构成右手正交坐标系。 参考椭球采用2000参考椭球，其定义常数是： 长半轴：a = 6378137 地球（包括大气）引力常数：GM = 3.9860044181014m3s-2 地球动力形状因子：J2 = 0.001082629832258 地球旋转速度： = 7.29211510-5rads-1 正常椭球与参考椭球一