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大地2000坐标系如何套圖

圖文 更新时间:2024-12-24 00:41:30

大地2000坐标系如何套圖?2000國家大地坐标系,是我國當前最新的國家大地坐标系,英文名稱為China Geodetic Coordinate System 2000,英文縮寫為CGCS2000CGCS2000是2000國家大地坐标系,屬于地心大地坐标系統,該系統以ITRF97參考框架為基準,參考框架曆元為2000.0,我來為大家科普一下關于大地2000坐标系如何套圖?下面希望有你要的答案,我們一起來看看吧!

大地2000坐标系如何套圖(作為測繪人還不懂CGCS2000坐标系)1

大地2000坐标系如何套圖

2000國家大地坐标系,是我國當前最新的國家大地坐标系,英文名稱為China Geodetic Coordinate System 2000,英文縮寫為CGCS2000。CGCS2000是2000國家大地坐标系,屬于地心大地坐标系統,該系統以ITRF97參考框架為基準,參考框架曆元為2000.0。

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坐标參數

2000國家大地坐标系定義

原點:包括海洋和大氣的整個地球的質量中心;

Z軸:由原點指向曆元2000.0的地球參考極的方向;

X軸:由原點指向格林尼治參考子午線與赤道面(曆元2000.0)的交點;

Y軸:與Z軸、X軸構成右手正交坐标系;

2000國家大地坐标系采用橢球簡稱CGCS2000橢球。

CGCS2000橢球參數長半軸

α=6378137m扁率

ƒ=1/298.257222101地心引力常數

GM=3.986004418x1014m3s-2地球自轉角速度

ω=7.292115x10-5rads-1

CGCS2000參考橢球

a)CGCS2000參考橢球是一旋轉橢球,其幾何中心與CGCS2000的原點重合,旋轉軸與CGCS2000的Z軸一緻,其表面代表地球的數學表面。

b)CGCS2000參考橢球又是其表面為正常重力場的等位面的正常橢球。

c)CGCS2000參考橢球由四個常數(a,GM,J2,ω)定義。

一般規定

a)“2000中國大地坐标系”,又稱“2000 國家大地坐标系”;英譯為 China Geodetic Coordinate System 2000,縮寫為 CGCS2000;

b)CGCS2000由原點、尺度、坐标軸的定向及其時間演變定義,由地面點集合的坐标和速度實現;

c) 采用CGCS2000參考橢球參數進行三維坐标變換;

d) 大地經緯度變換為地圖平面坐标,采用高斯-克呂格投影或墨卡托投影。

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坐标意義

(1)原點位于地球質量中心的三維國家大地坐标系;

(2)遙感衛星資料可基于地心坐标系;

(3)應用現代空間技術進行地形圖測繪和定位,可以大幅度提高點位表達的準确性,并且可以快速獲取精确的三維地心坐标;

陸态網CORS站分布圖

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坐标背景

為了我國經濟的持續發展,為信息化社會發展提供一個地理平台作為基礎,為了可以更科學的動态的描述地球,特别是随着各種空間大地測量技術的不斷發展和完善,世界各國都在更新和完善各自的大地坐标系統和它相應的坐标框架。因此,地心坐标系統及其框架,在逐漸取代傳統的非地心大地坐标系統及其框架。空間大地測量技術的發展,對大地基準的現代化提出了新的要求,也提供了實現的可能。

采用三維地心坐标系,有利于采用現代空間技術對坐标系進行維護和快速更新,測定高精度大地控制點三維坐标,并提高測圖工作效率。

有鑒于中國經濟、社會和科學技術的發展需求和可能,中國政府決定采用地心三維大地坐标系統,即從2008年7月1日起正式啟用中國大地坐标系統2000(CGCS 2000)作為國家法定的坐标系,作為我國新一代的平面基準。

坐标轉換流程

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坐标獲取方法

(1)通過平差方法将 GPS 網納入到2000國家大地坐标系統;

(2)通過公共點求解轉換參數進行置換;

(3)按已公布的ITRF框架之間的轉換方式進行置換。

上述方法(1)是我國GPS控制網,由WGS84坐标系向工程坐标系或北京1954年坐标系和1984西安坐标系轉換的一種通用方法。但該方法要求施工者至少有兩個控制點的目标坐标系的坐标,而且要保證一定的精度才能實現整個控制網的精度。在這種情況下,控制網施工單位或個人往往是通過向國家測繪成果主管部門申請、購買,并且要與測繪主管部門簽屬相關的保密協議。這種方式,不僅耗時而且會對增加施工成本。以一個D級控制網為例,控制網施工者往往會購買測區周邊3個國家C級控制點成果,按陝西省測繪局成果價格計算,C級GPS 國家控制點平面位置600元/個,高程控制點200元/個,一個C級三維點為 800 元,3個點要2400元。這對小型生産活動,是一筆較大的生産投入。

方法(2)使用的前提是源坐标系統和目标坐标系都要有保持一定高的精度,這樣求算的參數才具有一定的精度,此外,還需要被轉換的原始坐标點在源坐标系内具有較高的精度。在執行起來,較大難度,可操作性不強。

方法(3)是根據 CGCS2000 的定義,結合各坐标框架及曆元經過一系列轉換實現的。使用該方法必須解決如下幾個核心問題即當前曆元下測區内控制點的坐标、當前坐标框架和目标框架之間的轉換參數、當前測區的速度場。隻要滿足上述條件,個人完全有能力實現 CGCS2000 坐标。該方法也是國家測繪地理信息局推薦的一種轉換方法。當前從 IGS 站所能獲得的精密星曆一般是IGS05或IGS08星曆,其對應的參考框架分别是ITRF05和ITRF08。衛星星曆決定了定位成果所處的參考框架,當前參考框架下的測繪成果向CGCS2000轉換時,其實質是當前參考框架向ITRF97轉換。

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大地測量控制點坐标轉換技術規範

範圍

本标準規定了大地測量控制點坐标轉換到2000國家大地坐标系的技術要求,包括重合點選取、坐标轉換模型、轉換方法、精度評價等。

本标準适用于地方獨立坐标系、1954年北京坐标系、1980西安坐标系、WGS-84坐标系以及ITRF框架下的大地測量控制點向2000國家大地坐标系的坐标轉換。

控制點精度

2000國家大地坐标系控制點實現精度及省、市級衛星大地控制網C級點、D級點轉換後的精度要求見表1。

表1 2000國家大地坐标系控制點點位中誤差

2000國家大地坐标系坐标框架

2000國家大地坐标系的框架由2000國家大地控制網點組成,其參考框架是ITRF97,參考曆元為2000.0。

(1)2000國家大地控制網構成

① 2000國家GPS大地控制網,及其控制下完成的省(市)GPS 基礎控制網;

② 在2000系下完成天文大地網聯合平差獲得的近5萬個一、二等天文大地網點;

③ 在2000系下平差後獲得的近8萬個三、四等天文大地網點。

(2)2000國家大地控制網按精度不同可劃分為三個層次網

第一層次為CGCS2000連續運行GPS網(國家CORS系統)。CGCS2000的維持 主要依靠連續運行GPS觀測站, 它們是CGCS2000的骨架, 其坐标精度為mm級, 速度精度為1mm/a。

第二層次為2000國家GPS大地控制網。由全國GPS一、二級網、國家GPS A、 B級網,地殼運動監測網和地殼運動觀測網絡工程網組成, 共計2600多點, 其三維地心坐标精度約為3cm。在2000國家GPS大地控制網下建立的省(市)GPS 基礎控制網。

第三層次為2000系下獲得的全國天文大地控制網(約有5萬點)與全國三、 四等三角網(約有8萬點)。它是CGCS2000的加密框架。全國天文大地網平均點位精度達到±0.11m(整體平差結果),大地高誤差不超過0.5m,全國三、 四等三角網平均點位精度為±0.07m(相對國家一二等三角點分區平差結果)。

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