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2000大地坐标系特點

圖文 更新时间:2024-08-08 16:08:30

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2000大地坐标系特點(2000國家大地坐标系與現行坐标系關系詳解)1

1、采用2000國家大地坐标系對現有地圖的影響

大地坐标系是測制地形圖的基礎,大地坐标系的改變必将引起地形圖要素産生位置變化。一般來說,局部坐标系的原點偏離地心較大(最大的接近200m),無論是1954年北京坐标系,還是1980西安坐标系的地形圖,在采用地心坐标系後都需要進行适當改正。

計算結果表明,1954年北京坐标系改變為2000國家大地坐标系。在56°N~16°N和72°E~135°E範圍内若不考慮橢球的差異,1954年北京坐标系下的地圖轉換到2000系下圖幅平移量為:X平移量為-29~-62m,Y方向的平移量為-56~ 84m。1980西安坐标系下的X平移量為-9~ 43m,Y方向的平移量為 76~ 119m。因此,坐标系的更換在1:25萬以大比例尺地形圖中點(含圖廓點)的地理位置的改變值已超過制圖精度,必須重新給予标記。

對于1:25萬以小地形圖,由坐标系更換引起圖廓點坐标的變化以及圖廓線長度和方位的變動在制圖精度内,可以忽略其影響,對于1:25萬比例尺地形圖,考慮到實際成圖精度,實際轉換時也無需考慮轉換。

根據實際計算表明,由于坐标系的轉換引起的各種比例尺地形圖任意兩點的長度(包括圖廓線的長度)和方位變動在制圖精度以内,可以忽略不計。也就是說,采用地心坐标系時,隻移動圖幅的圖廓點,而圖廓線與原來的圖廓線平行即可,且坐标系變更不改變圖幅内任意兩地物之間的位置關系。

2000大地坐标系特點(2000國家大地坐标系與現行坐标系關系詳解)2

2、WGS84坐标系與2000國家大地坐标系的關系

在定義上,2000國家大地坐标系與WGS84是一緻的,即關于坐标系原點、尺度、定向及定向演變的定義都是相同的。兩個坐标系使用的參考橢球也非常相近,唯有扁率有微小差異。而在實際點位表示時,僅考慮橢球的差異,兩者的結果是一緻的,但因2000國家大地坐标系的坐标定義在2000年那一時刻,而大多數應用實際上是不同時間進行定位,因地球上的闆體是在不斷運動的,不同時刻位于地球不同闆塊上站點的實際位置是在變化的,已經偏離了2000年的位置。

因此不同時間定位的得到的WGS84坐标不是嚴格意義下的2000國家大地坐标系。如基于當前框架當前曆元(如2009年)坐标值與2000國家大地坐标系的相比,最大差0.6m。但對于1:1萬以小比例尺的應用,可簡單近似地認為是同一坐标系。

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3、GNSS後處理定位結果與2000國家大地坐标系關系

用高精度GNSS定位軟件處理後得到的各站點坐标是與觀測時刻衛星星曆定義的基準是一樣的,衛星在不同時間段采用的是不同的ITRF框架,但不同框架最大的差異在cm量級,差異主要體現在闆塊運動引起的點位變化,站點位于不同的闆塊上,随闆塊一起運動,若按我國平均點運動速率為2-3cm/年,以10年計,點位相距定義時點坐标已變化了20-30cm。

因此GNSS後處理得到的站點坐标需顧及點位移動速率才能得到2000國家大地坐标系的坐标。

4、坐标系變化對圖幅點間距離的影響

不同坐标系間橢球體的變更在不同區域、不同圖幅、同一圖幅的不同位置上其産生的點位坐标變化量是不均勻,但鑒于其不均衡性相差很小,故對于1:5萬以至1:1萬地形圖數據精度而言,其圖廓邊長、圖幅内不同點間的相對距離在數據轉換後仍保持不變。

5、不同橢球變化對圖幅表示的影響

1954年北京坐标系到1980西安坐标系或2000國家大地坐标系的數據轉換在考慮坐标平移參數時,還必須進行橢球體間的變換;而1980西安坐标系到2000國家大地坐标系的轉換,其橢球體帶來的坐标位移很小,考慮到空間數據庫的實際精度、轉換誤差與數據後處理等因素,其橢球體變換過程可忽略;

空間上相同經緯度坐标點在1954年北京坐标系、1980西安坐标系及2000國家大地坐标系下具有不同的大地平面坐标(統一采用高斯投影6度分帶)。各坐标系下的地圖分幅對于空間同一實體而言位置不同,因此原标準圖廓分幅線不再具有原圖廓線性質,如1:5萬分幅數據轉換後對于其2000國家大地坐标系下的标準分幅而言,其圖幅四邊會存在兩測數據冗餘、兩測數據未到邊的情況;

1954年北京坐标系下的地圖轉換到2000系下圖幅平移量為:X平移量為-29~-62m,Y方向的平移量為-56~ 84m。對應1:5萬圖幅圖廓平移量X方向約1.2mm、Y方向約1.7mm,1980西安坐标系下的X平移量為-9~ 43m,Y方向的平移量為 76~ 119m。對應1:5萬圖幅圖廓平移量X方向約0.8mm、Y方向約2.4mm。可見不同坐标系下轉換後數據接邊與重合不容忽略。

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6、CGCS2000圖更新周期

2000國家大地坐标系基本比例尺地形圖更新,主要考慮點位變化速率對點表示到圖上的影響精度是否超出了允許範圍。我國點位變化速率平均為3-4cm/年,距離2000.0曆元時間跨度不同時,對點位影響量級見下表:

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對于基本比例尺地形圖圖上的實際精度主要地物點為0.4mm,次要地物點為0.7mm,對應到相應的比例尺,其實際精度為:

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10年後1:500、1:1000地圖而言點位的變化已超過了制圖精度,對于注重絕對位置變化需要更新,但1:500及1:1000工程與城市建設用圖,隻關心地物的相對位置而不是絕對位置,可以不更新。1:5000比例尺50年後需要更新。1:10000則90年後才需要更新。

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