橢球大地測量學 國家坐標系的建立

1、第四章 國家坐標系的建立與國家控 制網(wǎng)的平差 第四章 國家坐標系的建立與國家控制網(wǎng)的平差 1954年北京坐標系的建立： 國家天文大地網(wǎng)的測設(shè)始于50年代,1954年 起分期分區(qū)單獨進行局部平差，實為蘇聯(lián) 遠東網(wǎng)的延伸。從東北三角網(wǎng)起，即以己 平差區(qū)域的連接點坐標為固定值，并固定 基線及拉普拉斯方位角。未作我國的橢球 定位，取用克氏橢球,高程異常亦由我國的 天文水準傳算過來。 2 1980年國家大地坐標系的建立： 在設(shè)置的西安的大地原點上，測了天文經(jīng) 緯度、天文方位角，聯(lián)測了水準,采用了80 橢球,按多點定位進行橢球定位。因橢球元 素已定,僅求定3個平移參數(shù) 3 國家坐標系的建立 )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 全國天文大地網(wǎng)的整體平差 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節(jié)（續(xù)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 第二分區(qū)第一分區(qū) 4.1.4節(jié)（續(xù)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 第三分區(qū)第二分區(qū) 7 4.1.4節(jié)（續(xù)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節(jié)（續(xù)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節(jié)（續(xù)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 協(xié)議天球和地球參考框架 國際天球參考框架ICRF2000(IERS Celestrial Reference Frame)就是由IERS為實現(xiàn)國際天球參 考系(ICRS2000)而建立的天球參考框架。它是由 VLBI測量所獲得的多個河外射電源的J2000.0平 赤道坐標來確定的,其坐標原點在太陽系中心；坐 標軸的指向相對于類星體應保持固定不變 ；其基 面為J2000.0平赤道面。 11 4.2 協(xié)議天球和地球參考框架 國際地球參考框架(ITRF)的建立 國際地球參考框架ITRF (International Terrestrial Reference Frame) 就是

9、由IERS為 實現(xiàn)國際地球參考系(ITRS)而建立的地球參考 框架。它是由所選定的多個IERS 臺站(其中包 括衛(wèi)星跟蹤站) 的坐標和速度所體現(xiàn)的。它們 刊登在I E R S每年出版的技術(shù)報告中,并命名 為ITRF yy ,數(shù)字yy表示采用數(shù)據(jù)的最后年份。 其精度和分辨率逐年提高,并且更與地球的動態(tài) 變化相適應。 12 4.3 國家GPS A級和B級網(wǎng)測設(shè)和數(shù)據(jù)處理 我國國家A級和B級GPS大地控制網(wǎng)已先后于 1996年和1997年交付使用。分別由分布在中國大 陸的33點和760余點所構(gòu)成，平均邊長相應地為 650km和150km。 A級GPS網(wǎng)包括原有的上海、武漢、長春、烏魯 木齊四個GPS

10、基準站。于IGS92全球GPS聯(lián)測9天 內(nèi)，對A級GPS網(wǎng)點同步進行GPS雙頻觀測。 B級GPS網(wǎng)的觀測則延續(xù)四年多,使用了不同類型 的GPS接收機,并分區(qū)、分期地進行同步觀測。 13 4.3國家GPS A級和B級網(wǎng)測設(shè)和數(shù)據(jù)處理 GPS A級和B級網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理要點 1.采用ITRF作為國家A級和B級GPS網(wǎng)數(shù)據(jù)處理的 坐標框架 2.以高精度的IGS站作為數(shù)據(jù)處理中的樞紐站 3對IGS站強約束、松弛衛(wèi)星軌道的計算方案 4.將單天GPS基線向量解算與GPS網(wǎng)整體平差分 開進行 14 4.4 全國三維地心坐標系統(tǒng)的建立 2000國家大地坐標系（China Geodetic Coordinate S

11、ystem 2000，簡 稱CGCS2000）。參考歷元為2000.0,其定義為： 原點：包括海洋和大氣的整個地球的質(zhì)量中心； 定向：初始定向由1984.0時BIH（國際時間局）定向給定；是右手地固 直角坐標系。原點在地心；Z軸為國際地球旋轉(zhuǎn)局（IERS）參考極 （IRP）方向，X軸為IERS的參考子午面（IRM）與垂直于Z軸的赤道面 的交線， Y軸與Z軸和X軸構(gòu)成右手正交坐標系。 參考橢球采用2000參考橢球，其定義常數(shù)是： 長半軸：a = 6378137 地球（包括大氣）引力常數(shù)：GM = 3.9860044181014m3s-2 地球動力形狀因子：J2 = 0.001082629832258 地球旋轉(zhuǎn)速度： = 7.29211510-5rads-1 正常橢球與參考橢球一