國家大地坐標(biāo)系成果使用方法演示

（優(yōu)選）國家大地坐標(biāo)系成果使用方法ppt講解當(dāng)前第1頁\共有129頁\編于星期二\19點內(nèi)容一、CGCS2000系已有成果二、國際地球參考框架ITRF及CGCS2000框架三、不同ITRF框架到CGCS2000的轉(zhuǎn)換四、CORS站轉(zhuǎn)換到CGCS2000五、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換軟件六、全國1:1萬比例尺地形圖圖幅改正量計算及其使用七、CGCS2000下城市獨立坐標(biāo)系的建立八、城市平面坐標(biāo)系統(tǒng)的實現(xiàn)和維持2當(dāng)前第2頁\共有129頁\編于星期二\19點當(dāng)前第3頁\共有129頁\編于星期二\19點當(dāng)前第4頁\共有129頁\編于星期二\19點當(dāng)前第5頁\共有129頁\編于星期二\19點CGCS2000階段性成果（一）全國三、四等天文大地點大地坐標(biāo)成果（2000國家大地坐標(biāo)系）；（二）全國三、四等天文大地點高斯平面坐標(biāo)成果（2000國家大地坐標(biāo)系）；（三）全國陸地范圍內(nèi)1：5萬比例尺地形圖格網(wǎng)點改正量計算成果表（1980西安坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為2000國家大地坐標(biāo)系）；（四）全國陸地范圍內(nèi)1：1萬比例尺地形圖格網(wǎng)點改正量計算成果表（1980西安坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為2000國家大地坐標(biāo)系）；地心坐標(biāo)系推廣應(yīng)用項目上述成果已提交國家基礎(chǔ)地理信息中心（國家測繪局檔案資料館）。當(dāng)前第6頁\共有129頁\編于星期二\19點控制點成果的使用控制點成果使用應(yīng)根據(jù)實際應(yīng)用對精度的要求進行選取，使用時需考慮：控制點成果的點位精度；控制點成果的一致性；實現(xiàn)的技術(shù)與手段（現(xiàn)代空間大地測量技術(shù)、傳統(tǒng)大地測量技術(shù)）。當(dāng)前第7頁\共有129頁\編于星期二\19點控制點主要用途測圖及控制網(wǎng)起算點：滿足精度要求作為測圖的控制點使用高一等級可作為低一等級網(wǎng)的外部控制。像控點：CGCS2000中的GPS成果、三等及以上天文大地點成果都可作為像控點的起算點使用。當(dāng)前第8頁\共有129頁\編于星期二\19點控制點主要用途省級CORS站數(shù)據(jù)處理：2000國家大地控制網(wǎng)各類成果中，除具有CGCS2000坐標(biāo)的29個國家級CORS可作為省級CORS站的基準(zhǔn)進行CORS的基線處理外。不應(yīng)出現(xiàn)低等級控制高等級的現(xiàn)象。但需注意的是29個國家級CORS必須和IGS站共同作為基準(zhǔn)，這樣建立的坐標(biāo)系才可能與ITRF有很好的一致性。當(dāng)前第9頁\共有129頁\編于星期二\19點控制點主要用途坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)：滿足精度要求的各等級控制點成果均可用于轉(zhuǎn)換參數(shù)的求解需注意控制點成果的一致性，盡量選擇同一等級、同一觀測手段的控制點，以免由于控制點精度差異較大帶來網(wǎng)的扭曲。當(dāng)前第10頁\共有129頁\編于星期二\19點2000國家大地坐標(biāo)系專題網(wǎng)站2010年9月底建成2000國家大地坐標(biāo)系專題網(wǎng)站。2010年10月1日正式開通。掛靠在國家測繪局網(wǎng)站。包括:當(dāng)前第11頁\共有129頁\編于星期二\19點現(xiàn)2000國家大地坐標(biāo)系專題網(wǎng)站當(dāng)前第12頁\共有129頁\編于星期二\19點現(xiàn)2000國家大地坐標(biāo)系專題網(wǎng)站當(dāng)前第13頁\共有129頁\編于星期二\19點當(dāng)前第14頁\共有129頁\編于星期二\19點當(dāng)前第15頁\共有129頁\編于星期二\19點國際地球參考框架ITRF及CGCS2000框架當(dāng)前第16頁\共有129頁\編于星期二\19點國際地球參考框架及維護通過具有高精度且滿足下列條件的站點來實現(xiàn)ITRF網(wǎng)的建立。連續(xù)觀測至少3年；遠(yuǎn)離板塊邊緣及變形區(qū)域；速度精度優(yōu)于3mm/a；至少3個不同解的速度殘差小于3mm/a。目前的ITRF已有ITRF88，ITRF89，ITRF90，ITRF91，ITRF92，ITRF93，ITRF94，ITRF96，ITRF97，ITRF2000，ITRF2005,ITRF2008。常用的有ITRF93，ITRF96，ITRF97，ITRF2000，ITRF2005。當(dāng)前第17頁\共有129頁\編于星期二\19點ITRF在建立和維持地區(qū)性大地坐標(biāo)系中的作用利用具有精確ITRF框架精確坐標(biāo)的IGS站作為基準(zhǔn)站，建立本區(qū)域的地心參考系。若這些觀測點是全球分布的,則所建立的坐標(biāo)系應(yīng)為全球參考系。ITRF和IGS在這些坐標(biāo)系的建立和維持中起了很重要的作用。當(dāng)前第18頁\共有129頁\編于星期二\19點ITRF在建立和維持地區(qū)性大地坐標(biāo)系中的作用雖然地區(qū)性地心坐標(biāo)系在建立時均采用ITRF站點作為基準(zhǔn)站,但站點的選擇及方案不同。一種是選擇全球穩(wěn)定的部分ITRF點給以強約束,如EUREF一種是將該地區(qū)內(nèi)和其周圍ITRF點給以強約束,如南美洲參考框架SIRGAS;當(dāng)前第19頁\共有129頁\編于星期二\19點ITRF在建立和維持地區(qū)性大地坐標(biāo)系中的作用參考基準(zhǔn)選擇的不同,所建立的參考系也就有所不同,而且這些差異常常是系統(tǒng)性的。全球網(wǎng)解與區(qū)域網(wǎng)解的坐標(biāo)絕對位置有1～3個cm的差值，其中在N方向的最大差值為0.8cm，E方向的最大差值為1.1cm，U方向的最大差值為2.2cm。當(dāng)前第20頁\共有129頁\編于星期二\19點CGCS2000框架-2000國家大地控制網(wǎng)構(gòu)成：2000國家GPS大地控制網(wǎng)(三網(wǎng),共2524個點)近5萬個一、二等天文大地網(wǎng)點近8萬個三、四等天文大地網(wǎng)點。當(dāng)前第21頁\共有129頁\編于星期二\19點2000國家大地控制網(wǎng)GPS2000網(wǎng)天文大地網(wǎng)連續(xù)運行站CGCS2000框架CGCS2000骨架其坐標(biāo)精度為毫米級速度精度為1mm/a三維地心坐標(biāo)精度約為3cm平面點位精度:一、二等±0.11m,三、四等內(nèi)符精度為±0.07m當(dāng)前第22頁\共有129頁\編于星期二\19點圖1：三網(wǎng)平差點位分布圖2000國家GPS大地控制網(wǎng)當(dāng)前第23頁\共有129頁\編于星期二\19點地球參考框架的維持長周期因素包括：板塊運動引起的點位變化，主要沿水平方向；地殼構(gòu)造形變引起的點位變化;地震或局部地面沉降各種短期或短周期時變影響：固體潮位移海洋負(fù)載位移大氣負(fù)載位移當(dāng)前第24頁\共有129頁\編于星期二\19點地球參考框架的維持板塊運動引起的點位變化站點的速度場進行改正所在板塊的運動建模進行改正當(dāng)前第25頁\共有129頁\編于星期二\19點局部地殼形變的影響和改正這種形變一般是由構(gòu)造因素引起的中長期變化可通過對形變地區(qū)的實際觀測和構(gòu)造學(xué)分析建立該地區(qū)的地殼形變模型對地球框架中位于該地區(qū)的臺站進行附加改正當(dāng)前第26頁\共有129頁\編于星期二\19點影響點位坐標(biāo)的因素

對于短周期因素的影響、不規(guī)則變化均不考慮，地球上各站點的位移則應(yīng)由兩部分組成：同一歷元下需考慮基準(zhǔn)的運動;不同歷元下需考慮板塊的運動;當(dāng)前第27頁\共有129頁\編于星期二\19點不同ITRF框架到CGCS2000的轉(zhuǎn)換當(dāng)前第28頁\共有129頁\編于星期二\19點WGS84與ITRF框架的關(guān)系當(dāng)前第29頁\共有129頁\編于星期二\19點CGCS2000與ITRF關(guān)系的建立

基于參考框架為ITRFXX，指定歷元的觀測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到CGCS2000參考框架為ITRF97，歷元為2000.0。三種方式轉(zhuǎn)換(1)按已公布的ITRF框架之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系及速度場進行轉(zhuǎn)換(2)通過公共點求解轉(zhuǎn)換參數(shù)進行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換(3)通過平差的方法將GPS網(wǎng)納入到CGCS2000當(dāng)前第30頁\共有129頁\編于星期二\19點ITRF框架轉(zhuǎn)換關(guān)系及速度場轉(zhuǎn)換框架轉(zhuǎn)換步驟框架轉(zhuǎn)換關(guān)系建立(不同框架之間)進行板塊運動改正(不同歷元間)進行框架點坐標(biāo)計算當(dāng)前第31頁\共有129頁\編于星期二\19點框架轉(zhuǎn)換關(guān)系轉(zhuǎn)換參數(shù)T1(cm)T2(cm)T3(cm)SppbR1.001"R2.001"R3.001"ITRF970.600.56-2.011.400.04-0.0010.043轉(zhuǎn)換參數(shù)(cm/y)(cm/y)(cm/y)ppb.001"/y.001"/y.001"/y速率-0.04-0.08-0.150.012-0.0040.0010.03從ITRF2005到ITRF2000的轉(zhuǎn)換參數(shù)及它們的速率（歷元2000.0）轉(zhuǎn)換參數(shù)T1(mm)T2(mm)T3(mm)SppbR1(mas)R2(mas)R3(mas)ITRF20000.1-0.8-5.80.400.0000.0000.000轉(zhuǎn)換參數(shù)(cm/y)(cm/y)(cm/y)ppb/y.001"/y.001"/y.001"/y速率-0.20.1-1.80.080.0000.0000.000從ITRF2000轉(zhuǎn)換到以前框架的轉(zhuǎn)換參數(shù)與速率（歷元1998.0）當(dāng)前第32頁\共有129頁\編于星期二\19點框架轉(zhuǎn)換關(guān)系建立確定基準(zhǔn)變化引起的站點位移當(dāng)前第33頁\共有129頁\編于星期二\19點ITRF2005->ITRF97=ITRF2005->ITRF2000+ITRF2000->ITRF97框架轉(zhuǎn)換關(guān)系的確定轉(zhuǎn)換參數(shù)(cm)(cm)(cm)S(ppb).001".001".001"ITRF970.53000.3200-2.89001.82700.03200.00100.1030速率-0.0600-0.0700-0.33000.0920-0.00400.00100.0300當(dāng)前第34頁\共有129頁\編于星期二\19點板塊引起的點位位移

首先根據(jù)ITRF05_GPS_SSC中IGS的速度場計算2000.0歷元時由于板塊運動引起的點位變化，經(jīng)改正后得到IGS站的坐標(biāo)t為框架參數(shù)對應(yīng)的年，t0為需轉(zhuǎn)換到的歷元，這里為CGCS2000所在的歷元，即2000.0當(dāng)前第35頁\共有129頁\編于星期二\19點基準(zhǔn)變化引起的點位位移根據(jù)建立的ITRF框架轉(zhuǎn)換關(guān)系，板塊運動改正到同一歷元下的坐標(biāo)進行框架轉(zhuǎn)換得到CGCS2000框架點坐標(biāo)。由第一步框架轉(zhuǎn)換關(guān)系計算并統(tǒng)一到2000歷元由第二步板塊運動或速度場將坐標(biāo)由瞬時歷元改正到2000歷元當(dāng)前第36頁\共有129頁\編于星期二\19點2000國家大地坐標(biāo)與ITRF框架坐標(biāo)轉(zhuǎn)換其速度矢量不確定時測站的速度場可通過已公布的動態(tài)板塊模型近似得到。每個板塊的角速度分量是已知值都可從地球物理模型計算得到，因此，測站的速度為：當(dāng)前第37頁\共有129頁\編于星期二\19點

ITRF序列觀測技術(shù)及板塊運動模型

序列ITRF觀測技術(shù)參考?xì)v元啟用時間板塊運動模型88VLBI,SLR,LLR1988.01989AM0-2,AM1-289VLBI,SLR,LLR1988.01990AM0-2,AM1-290VLBI,SLR,LLR1988.01991AM0-2,AM1-291VLBI,SLR,LLR,GPS1988.01992AM0-2,NNR-NUVEL192VLBI,SLR,LLR,GPS1988.01994AM0-2,NNR-NUVEL193VLBI,SLR,GPS1993.01995NNR-NUVEL1A94VLBI,SLR,GPS1993.01996NNR-NUVEL1A96VLBI,SLR,GPS,DORIS1997.01998NNR-NUVEL1A97VLBI,SLR,GPS,DORIS1997.01999NNR-NUVEL1A2000VLBI,SLR,GPS,DORIS,LLR1997.02001NNR-NUVEL1A當(dāng)前第38頁\共有129頁\編于星期二\19點2000國家大地坐標(biāo)與ITRF框架坐標(biāo)轉(zhuǎn)換IERS96推薦NNR-NUVEL1A板塊運動模型當(dāng)前第39頁\共有129頁\編于星期二\19點2000國家大地坐標(biāo)與ITRF框架坐標(biāo)轉(zhuǎn)換PlateNameΩ

XΩ

YΩ

ZPacific-0.0015100.004840-0.009970Africa0.000891-0.0030990.003922Antarctica-0.000821-0.0017010.003706Australia0.0078390.0051240.006282Eurasia-0.000981-0.0023950.003153India0.0066700.0000400.006790Nazca-0.001532-0.0085770.009609JuandeFuca0.0052000.008610-0.005820Philippine0.010090-0.007160-0.009670NNR-NUVEL1A模型所表示的每個板塊的三個直角坐標(biāo)軸的旋轉(zhuǎn)向量為：（單位為弧度/每百萬年），

當(dāng)前第40頁\共有129頁\編于星期二\19點APKIM及PB2002板塊運動模型當(dāng)前第41頁\共有129頁\編于星期二\19點楊子板塊BJFSSHAOWUHN

變形區(qū)域包括除東南部地區(qū)的大部分地區(qū)在楊子板塊只有APKIM及PB2002板塊模型適用,而NUVEL1A在我國區(qū)域內(nèi)普遍不適用當(dāng)前第42頁\共有129頁\編于星期二\19點目前板塊模型的不足在揚子板塊以外的地區(qū)，國外各模型在板塊運動模型中未包括中國CORS的觀測數(shù)據(jù)，未考慮中國區(qū)域細(xì)部的運動特性，建立的模型在上述區(qū)域所計算的速度場是不準(zhǔn)確的；需要用我國的CORS站觀測數(shù)據(jù)建立基于我國的地質(zhì)構(gòu)造的板塊運動模型。當(dāng)前第43頁\共有129頁\編于星期二\19點中國大陸地殼構(gòu)造運動概貌中國位于歐亞板塊的東南端，受到印度板塊的強烈碰撞和菲律賓海板塊及太平洋板塊的俯沖，是全球板塊和板內(nèi)地殼構(gòu)造運動最強烈的地區(qū)。在這些周圍大板塊的作用下，中國被分裂成：

五（六）個一級次塊體：西藏、（川滇）、新疆、東北、華北、華南；十五個二級次塊體：喜馬拉雅、羌塘、柴達(dá)木、祁連、昆侖、天山、塔里木、川滇、滇西南、鄂爾多斯、東北、華北、燕山、膠遼、華南。當(dāng)前第44頁\共有129頁\編于星期二\19點

中國大陸塊體劃分當(dāng)前第45頁\共有129頁\編于星期二\19點GPS監(jiān)測的中國大陸地殼水平運動GPS監(jiān)測的中國大陸地殼水平運動當(dāng)前第46頁\共有129頁\編于星期二\19點

中國大陸塊體最新劃分(張培震教授提供)當(dāng)前第47頁\共有129頁\編于星期二\19點省級CORS站轉(zhuǎn)換到CGCS2000數(shù)據(jù)處理方法當(dāng)前第48頁\共有129頁\編于星期二\19點CORS站轉(zhuǎn)換到CGCS2000轉(zhuǎn)換步驟選擇符合條件的IGS站作為外部控制對CORS站進行基線處理多天處理數(shù)據(jù)網(wǎng)平差得到瞬時框架瞬時歷元下的坐標(biāo)用速度場進行歷元歸算及不同框架轉(zhuǎn)換當(dāng)前第49頁\共有129頁\編于星期二\19點基線解算IGS站選取連續(xù)性原則：測站至少3年以上進行連續(xù)觀測；穩(wěn)定性原則：位于剛性板塊并遠(yuǎn)離形變區(qū)域；高精度原則：速度場精度優(yōu)于3mm/a；多種解原則：至少3種不同分析解速度殘差好于3mm/a平衡性原則，所選站點盡量分布均勻；精度一致性原則。一般選取國家GNSS基準(zhǔn)站或中國及其周邊的IGS基準(zhǔn)站

當(dāng)前第50頁\共有129頁\編于星期二\19點GPS網(wǎng)平差GPS網(wǎng)平差可采用與GAMIT配套的綜合平差軟件GLOBK。在現(xiàn)框架下進行平差，獲得省CORS站在統(tǒng)一的ITRF2005下、瞬時歷元下的坐標(biāo)。當(dāng)前第51頁\共有129頁\編于星期二\19點顧及板塊運動特性及框架關(guān)系歸算根據(jù)板塊模型或速度場模型進行板塊運動改正根據(jù)ITRF框架轉(zhuǎn)換關(guān)系進行框架轉(zhuǎn)換這種方法顧及板塊運動特性，不同歷元間框架的嚴(yán)格轉(zhuǎn)換關(guān)系，是較嚴(yán)密的轉(zhuǎn)換方法。當(dāng)前第52頁\共有129頁\編于星期二\19點近似轉(zhuǎn)換方法基線解算過程相同GAMIT處理后得到的基線向量及協(xié)方差陣作為準(zhǔn)觀測數(shù)據(jù)將具有2000國家大地坐標(biāo)系的點作為控制，加強約束用單獨的基線網(wǎng)平差軟件進行平差，將省級CORS站納入CGCS2000當(dāng)前第53頁\共有129頁\編于星期二\19點近似轉(zhuǎn)換方法基線解算和網(wǎng)平差與第一種相同得到瞬時框架在瞬時歷元下的坐標(biāo)采用相似變換的方法，通過公共點求解轉(zhuǎn)換參數(shù)進行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。當(dāng)前第54頁\共有129頁\編于星期二\19點框架轉(zhuǎn)換示例當(dāng)前第55頁\共有129頁\編于星期二\19點浙江省連續(xù)運行衛(wèi)星定位綜合服務(wù)系統(tǒng)IGS站點選取選取了我國周邊的17個IGS站。BJFS、SHAO、KUNM、LHAZ、URUM、WUHN、ULAB、IRKT、CHAN、SUWN、KHAJ、NOVM、KIT3、CHUM、TSKB、CUSV、PIMO。當(dāng)前第56頁\共有129頁\編于星期二\19點IGS站點分布根據(jù)上述原則綜合考慮站點的可用性進行選取，選擇14個IGS站作為外部控制。當(dāng)前第57頁\共有129頁\編于星期二\19點浙江CORS網(wǎng)IGS站坐標(biāo)歸算上述14個IGS站的精確的站址坐標(biāo)由速度場精確地歸算到ITRF2005框架、2010.455歷元下。作為浙江整個CORS框架點的外部控制。當(dāng)前第58頁\共有129頁\編于星期二\19點浙江CORS網(wǎng)數(shù)據(jù)分區(qū)及基線解算參與浙江框架點解算的點為：14個IGS站，16個省及36個市級、18個臨近省的CORS站，共計84個站?？紤]到GAMIT處理能力及計算機運算效率，將省級、市級及臨近省的CORS站進行平行分區(qū)，共分為三個區(qū)。當(dāng)前第59頁\共有129頁\編于星期二\19點浙江CORS網(wǎng)當(dāng)前第60頁\共有129頁\編于星期二\19點浙江CORS網(wǎng)第二區(qū)為國內(nèi)5個IGS站BJFS、SHAO、KUNM、URUM、WUHN，省級分布均勻的9個CORS站及其余21個市級CORS站組成。省級9個CORS站為：NINB、RUIA、CHUA、KEQI、LISH、JINN、ANJI、TAIZ、QUZH。當(dāng)前第61頁\共有129頁\編于星期二\19點浙江CORS網(wǎng)當(dāng)前第62頁\共有129頁\編于星期二\19點浙江CORS網(wǎng)第三區(qū)為國內(nèi)5個IGS站BJFS、SHAO、KUNM、URUM、WUHN，省級分布均勻的9個CORS站及臨近省18個站組成的CORS站。當(dāng)前第63頁\共有129頁\編于星期二\19點浙江CORS網(wǎng)當(dāng)前第64頁\共有129頁\編于星期二\19點浙江CORS網(wǎng)浙江CORS網(wǎng)數(shù)據(jù)處理的目的主要是獲得高精度的基于CGCS2000框架下的站址坐標(biāo)，處理方案應(yīng)同全球網(wǎng)處理的策略一樣。選擇軌道及基站松馳約束；當(dāng)前第65頁\共有129頁\編于星期二\19點GPS網(wǎng)平差GPS網(wǎng)平差采用與GAMIT配套的綜合平差軟件GLOBK。選取ITRF2005框架、觀測歷元為觀測時間段中心歷元，即2010.495下的坐標(biāo)。采用14個高精度的IGS站在ITRF2005框架下的精確的站址坐標(biāo)作為擬穩(wěn)基準(zhǔn)對三個分區(qū)的數(shù)據(jù)進行聯(lián)合平差，獲得所有浙江省、市級及周邊四省CORS站在統(tǒng)一的ITRF2005下、瞬時歷元下的坐標(biāo)。當(dāng)前第66頁\共有129頁\編于星期二\19點板塊引起的點位位移站名XYZSHAO-2831733.34824675666.00783275369.4845WUHN-2267749.27595009154.35763221290.7653KUNM-1281255.54965640746.04312682880.0444URUM193030.78394606851.30674393311.4018BJFS-2148743.90764426641.27564044655.9425當(dāng)前第67頁\共有129頁\編于星期二\19點根據(jù)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換關(guān)系進行站點XYZSHAO-2831733.35044675666.01763275369.4624WUHN-2267749.27735009154.36833221290.7431KUNM-1281255.54945640746.05562682880.0213URUM193030.78744606851.31784393311.3817BJFS-2148743.90854426641.28524044655.9217當(dāng)前第68頁\共有129頁\編于星期二\19點坐標(biāo)轉(zhuǎn)換軟件Supercoord當(dāng)前第69頁\共有129頁\編于星期二\19點Bursa七參數(shù)三、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型橢球面三維平面七參數(shù)四參數(shù)四參數(shù)三參數(shù)框架轉(zhuǎn)換當(dāng)前第70頁\共有129頁\編于星期二\19點范圍與模型選擇二維七參數(shù)轉(zhuǎn)換模型省級以下相對獨立的平面坐標(biāo)系統(tǒng)與CGCS2000的聯(lián)系全國及省級三維四參數(shù)轉(zhuǎn)換模型平面四參數(shù)轉(zhuǎn)換模型范圍與模型選擇多項式回歸模型當(dāng)前第71頁\共有129頁\編于星期二\19點當(dāng)前第72頁\共有129頁\編于星期二\19點當(dāng)前第73頁\共有129頁\編于星期二\19點當(dāng)前第74頁\共有129頁\編于星期二\19點當(dāng)前第75頁\共有129頁\編于星期二\19點當(dāng)前第76頁\共有129頁\編于星期二\19點當(dāng)前第77頁\共有129頁\編于星期二\19點當(dāng)前第78頁\共有129頁\編于星期二\19點當(dāng)前第79頁\共有129頁\編于星期二\19點當(dāng)前第80頁\共有129頁\編于星期二\19點當(dāng)前第81頁\共有129頁\編于星期二\19點當(dāng)前第82頁\共有129頁\編于星期二\19點當(dāng)前第83頁\共有129頁\編于星期二\19點當(dāng)前第84頁\共有129頁\編于星期二\19點全國1:5萬、1:1萬比例尺地形圖圖幅改正量計算及其使用當(dāng)前第85頁\共有129頁\編于星期二\19點為了保證全國1：5萬圖幅80系向2000系轉(zhuǎn)換改正量的連續(xù)性，全國采用整體轉(zhuǎn)換（不分區(qū)）計算80系向2000系轉(zhuǎn)換參數(shù)。轉(zhuǎn)換模型采用Bursa七參數(shù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型

1：5萬圖幅改正量計算當(dāng)前第86頁\共有129頁\編于星期二\19點1：5萬圖幅改正量精度統(tǒng)計平面坐標(biāo)x中誤差平面坐標(biāo)y中誤差平面點位中誤差±0.74±0.82±1.101：5萬圖幅改正量計算80系→2000系全國坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)精度統(tǒng)計(單位：m)80系→2000系坐標(biāo)轉(zhuǎn)換殘差統(tǒng)計(單位：m)區(qū)間(m)(0,0.5](0.5,1.0](1.0,1.5](1.5,2.0](2.0,2.5](2.5,∞)最大值△X33211899796218729-2.758△Y337215568384499552.752△P175922781091773333812.976全國80系與2000系轉(zhuǎn)換參數(shù)的精度較好，完全滿足1：5萬圖80系與2000系轉(zhuǎn)換精度要求。

當(dāng)前第87頁\共有129頁\編于星期二\19點1：5萬圖幅改正量計算△P平均值＝0.87m△P最大值＝3.25m1：5萬圖幅改正量精度檢驗檢驗方法用全國1：5萬圖幅改正量內(nèi)插兩網(wǎng)平差點的2000系坐標(biāo)，然后與實際成果進行差值統(tǒng)計。檢驗結(jié)果當(dāng)前第88頁\共有129頁\編于星期二\19點1：5萬改正量檢驗結(jié)果分布圖

當(dāng)前第89頁\共有129頁\編于星期二\19點90全國1：1萬圖幅80系向2000系轉(zhuǎn)換改正量計算方法基本思想為：以各個轉(zhuǎn)換點為中心，以適當(dāng)?shù)乃阉靼霃剿阉鞒鲇嬎阍擖c改正量所需的控制點，然后采用適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換方法計算該點的80坐標(biāo)系向2000坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的坐標(biāo)改正量（DB，DL），進而獲得該點的2000系坐標(biāo)。方法優(yōu)點

計算方法:采用移動轉(zhuǎn)換法

能獲得高精度的、連續(xù)的轉(zhuǎn)換改正量；

不受成圖比例尺與成圖區(qū)域大小的限制，同一地理位置改正量相同；

當(dāng)增加控制點時，可方便更新轉(zhuǎn)換改正量。當(dāng)前第90頁\共有129頁\編于星期二\19點91控制點成果的確定全國已有控制點資料情況當(dāng)前第91頁\共有129頁\編于星期二\19點92全國已有控制點資料情況控制點成果的確定當(dāng)前第92頁\共有129頁\編于星期二\19點1：1萬圖幅改正量計算方法

利用全國127210個控制點采用一次多項式不等權(quán)擬合模型計算全國1：1萬圖幅80系向2000系轉(zhuǎn)換改正量；

對于國界邊沿處控制點分布不均勻（國界內(nèi)有重合點，國界外沒有重合點）地區(qū)，采用反距離加權(quán)平均法計算80系向2000系轉(zhuǎn)換改正量。1：1萬圖幅改正量計算當(dāng)前第93頁\共有129頁\編于星期二\19點1：1萬圖幅改正量精度檢驗檢驗方法（一）符合性檢驗：用全國1：1萬圖幅改正量內(nèi)插全國控制點的2000系坐標(biāo)，然后與控制點的2000系坐標(biāo)成果進行差值統(tǒng)計。檢驗結(jié)果1：1萬圖幅改正量計算△P平均值＝0.014m△P最大值＝0.501m當(dāng)前第94頁\共有129頁\編于星期二\19點改正量精度檢核統(tǒng)計分布圖

全國1：1萬圖幅80系向2000系轉(zhuǎn)換改正量檢核統(tǒng)計分布圖當(dāng)前第95頁\共有129頁\編于星期二\19點1：1萬圖幅改正量精度檢驗檢驗方法（二）連續(xù)性檢驗：通過繪制全國1：1萬圖幅80系向2000系轉(zhuǎn)換改正量分量DB、DL立面圖檢驗改正量的連續(xù)性，立面圖越平緩，其連續(xù)性越好。檢驗結(jié)果DB，DL改正量在全國陸地范圍內(nèi)的連續(xù)性較好。1：1萬圖幅改正量計算當(dāng)前第96頁\共有129頁\編于星期二\19點DB分量立面圖

DL分量立面圖

當(dāng)前第97頁\共有129頁\編于星期二\19點98分別以各省界向外擴充20km為轉(zhuǎn)換范圍由全國1：1萬圖幅80系向2000系轉(zhuǎn)換改正量形成各省1：1萬圖幅80系向2000系轉(zhuǎn)換改正量。

省1：1萬圖幅80系向2000系轉(zhuǎn)換改正量計算方法當(dāng)前第98頁\共有129頁\編于星期二\19點99全國1:1萬比例尺地形圖圖幅改正量使用方法（1）提取每幅1:1萬比例尺地形圖4個圖廓點的80系大地坐標(biāo)；（2）根據(jù)每幅1:1萬比例尺地形圖圖幅號，提取該幅圖4個圖廓點的80系向2000系轉(zhuǎn)換改正量；（3）用每幅1:1萬比例尺地形圖4個圖廓點的80系大地坐標(biāo)加上該幅圖4個圖廓點的80系向2000系轉(zhuǎn)換改正量既得該幅圖4個圖廓點的2000系大地坐標(biāo)；（4）用每幅1:1萬比例尺地形圖4個圖廓點的80系及2000系下坐標(biāo)，通過工具軟件完成轉(zhuǎn)換。當(dāng)前第99頁\共有129頁\編于星期二\19點獨立坐標(biāo)系與2000系轉(zhuǎn)換方法當(dāng)前第100頁\共有129頁\編于星期二\19點1.獨立坐標(biāo)系的現(xiàn)狀與特點目前全國約有千余套地方坐標(biāo)系或獨立坐標(biāo)系（以下統(tǒng)稱為獨立坐標(biāo)系），且有的城市存在多套獨立坐標(biāo)系統(tǒng)大多數(shù)獨立坐標(biāo)系統(tǒng)都是以國家參心坐標(biāo)系（1954年北京坐標(biāo)系或1980西安坐標(biāo)系）為基礎(chǔ)建立的。大多數(shù)獨立坐標(biāo)系統(tǒng)建立在上個世紀(jì)五六十年代，控制網(wǎng)普遍采用傳統(tǒng)的三角導(dǎo)線測量方法布測，以城市或測區(qū)中心設(shè)立中央子午線，為了滿足每公里長度變形小于2.5厘米限差要求，采用各種方法建立。獨立坐標(biāo)系與2000系轉(zhuǎn)換方法當(dāng)前第101頁\共有129頁\編于星期二\19點隨著經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展，城市區(qū)域不斷擴大，原有獨立坐標(biāo)系無法滿足城市發(fā)展需要，許多城市坐標(biāo)系統(tǒng)急需改造。為此，許多部門根據(jù)各自需求，改造原獨立坐標(biāo)系或重建立獨立坐標(biāo)系。獨立坐標(biāo)系與2000系轉(zhuǎn)換方法當(dāng)前第102頁\共有129頁\編于星期二\19點2.獨立坐標(biāo)系與2000系建立聯(lián)系(1）利用與獨立坐標(biāo)系重合的2000系坐標(biāo)，根據(jù)原有獨立坐標(biāo)的建立方法，建立2000獨立坐標(biāo)系；(2）根據(jù)獨立坐標(biāo)系與2000獨立坐標(biāo)系的重合點坐標(biāo)，采用合適的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型，將獨立坐標(biāo)系成果轉(zhuǎn)換成2000獨立坐標(biāo)系成果；(3)將2000獨立坐標(biāo)系成果通過變換獲得2000系坐標(biāo)成果。獨立坐標(biāo)系與2000系轉(zhuǎn)換方法（1）.坐標(biāo)變換系坐標(biāo)坐標(biāo)變換獨立坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換參數(shù)獨立坐標(biāo)系系重合點坐標(biāo)2000).3(2000).2(2000ú?ùê?é??????ú?ùê?é??????ú?ùê?éú?ùê?éyxyxyxyx當(dāng)前第103頁\共有129頁\編于星期二\19點3.獨立坐標(biāo)系建立方法

1）不帶抵償面的任意帶高斯平面直角坐標(biāo)系以城市或區(qū)域中心設(shè)定高斯投影中央子午線，建立高斯平面直角坐標(biāo)系。2）帶抵償面的任意帶高斯平面直角坐標(biāo)系以城市或區(qū)域中心設(shè)定高斯投影中央子午線，測區(qū)平均大地高作為高程歸算面，建立高斯平面直角坐標(biāo)系。通常采用橢球變換法或比例縮放法進行變換。

3）以中心點坐標(biāo)平移或者坐標(biāo)加常數(shù)及旋轉(zhuǎn)的平面直角坐標(biāo)系獨立坐標(biāo)系與2000系轉(zhuǎn)換方法當(dāng)前第104頁\共有129頁\編于星期二\19點4.坐標(biāo)轉(zhuǎn)換坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型大多數(shù)城市獨立坐標(biāo)系采用平面坐標(biāo)，轉(zhuǎn)換模型選用二維平面轉(zhuǎn)換模型。平面坐標(biāo)模型：二維四參數(shù)模型二維多項式模型獨立坐標(biāo)系與2000系轉(zhuǎn)換方法當(dāng)前第105頁\共有129頁\編于星期二\19點106獨立坐標(biāo)系成果向2000系轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換模型

采用“四參數(shù)”法時，不同坐標(biāo)系坐標(biāo)應(yīng)該在統(tǒng)一的中央子午線和投影高程面求取坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)，以避免投影變形不一致的影響。

當(dāng)前第106頁\共有129頁\編于星期二\19點重合點的選取與分析1）選取地方控制網(wǎng)的起算點與高精度控制點（含城市周圍）作為重合點；2）重合點應(yīng)盡量分布均勻、具備一定數(shù)量且涵蓋城市區(qū)域；3）可選定均勻分布且具備一定數(shù)量的重合點作為外部檢核點。獨立坐標(biāo)系與2000系轉(zhuǎn)換方法

重合點選取后，還應(yīng)進行可利用性分析，剔除粗差。當(dāng)前第107頁\共有129頁\編于星期二\19點可選擇5個以上具有2000坐標(biāo)系坐標(biāo)的控制點與具有城市平面坐標(biāo)系坐標(biāo)的網(wǎng)點進行聯(lián)測，通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換解算兩者之間的轉(zhuǎn)換參數(shù)。聯(lián)測及數(shù)據(jù)處理按GB/T1834-2009中C級GPS點測量有關(guān)要求執(zhí)行。坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換應(yīng)選擇兼容性好的公共點求取坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)可通過參與轉(zhuǎn)換的公共點殘差來評定坐標(biāo)轉(zhuǎn)換精度應(yīng)均勻選擇不少于5個以上的外部檢核點來進行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換精度的外部檢核轉(zhuǎn)換精度檢驗中應(yīng)保證用于轉(zhuǎn)換檢驗的成果的可靠性，對于殘差過大的點，要重點分析其原因，避免因個別點的粗差影響對整體轉(zhuǎn)換精度的評定。

108獨立坐標(biāo)系成果向2000系轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換已知點選取和精度評定當(dāng)前第108頁\共有129頁\編于星期二\19點獨立坐標(biāo)系與2000系轉(zhuǎn)換方法轉(zhuǎn)換參數(shù)計算及精度估計

利用最小二乘法計算轉(zhuǎn)換參數(shù)通過殘差中誤差體現(xiàn)轉(zhuǎn)換精度當(dāng)前第109頁\共有129頁\編于星期二\19點轉(zhuǎn)換精度檢驗外部檢核是驗證轉(zhuǎn)換精度的有效方法之一坐標(biāo)轉(zhuǎn)換精度應(yīng)通過外部檢核點中誤差與轉(zhuǎn)換（殘差）中誤差進行全面衡量獨立坐標(biāo)系與2000系轉(zhuǎn)換方法當(dāng)前第110頁\共有129頁\編于星期二\19點轉(zhuǎn)換試驗與結(jié)論1）獨立坐標(biāo)系建立采用任意帶平高斯面直角坐標(biāo)系選擇A城市位于我國東部省會城市，獨立坐標(biāo)系采用克拉索夫斯基橢球參數(shù)，中央子午線設(shè)在城市中心與國家坐標(biāo)系不一致，測區(qū)范圍約為1200km2。

2）獨立坐標(biāo)系建立采用帶抵償面的任意帶平高斯面直角坐標(biāo)系選擇B城市，位于我國西部地區(qū)的地級市，獨立坐標(biāo)系采用克拉索夫斯基橢球參數(shù)，中央子午線與國家坐標(biāo)系不一致，投影面抬高1100m，測區(qū)范圍約為700km2。

3）獨立坐標(biāo)系建立采用以中心點平移坐標(biāo)和旋轉(zhuǎn)變換C城市位于我國東部省會城市，獨立坐標(biāo)系采用克拉索夫斯基橢球參數(shù)，選用中央子午線與國家坐標(biāo)系一致，經(jīng)過平移和旋轉(zhuǎn)形成高精度城市獨立坐標(biāo)。獨立坐標(biāo)系與2000系轉(zhuǎn)換方法當(dāng)前第111頁\共有129頁\編于星期二\19點轉(zhuǎn)換試驗與結(jié)論通過以上三個算例分析：當(dāng)重合點較多時，應(yīng)選用多項式模型；當(dāng)重合點較少時，應(yīng)選用平面四參數(shù)模型。獨立坐標(biāo)與2000系坐標(biāo)中央子午線不一致時，首先統(tǒng)一重合點坐標(biāo)的中央子午線，然后再進行轉(zhuǎn)換。獨立坐標(biāo)系與2000系轉(zhuǎn)換方法當(dāng)前第112頁\共有129頁\編于星期二\19點1132000獨立坐標(biāo)系的定義及其特點

局部地區(qū)建立平面控制網(wǎng)時，根據(jù)需要投影到任意選定面上和（或）采用地方子午線為中央子午線，以2000國家大地坐標(biāo)系為基礎(chǔ)建立的一種高斯平面直角坐標(biāo)系簡稱“2000獨立坐標(biāo)系”。1.2000獨立坐標(biāo)系的定義2.2000獨立坐標(biāo)系的特點①它可以通過嚴(yán)密的數(shù)學(xué)公式與2000系相互變換，且無精度損失。②它可以通過GPS測量手段快速、精確獲取高精度、現(xiàn)勢性強、集平面和高程于一體的坐標(biāo)成果。③它是解決現(xiàn)有城市獨立坐標(biāo)系問題有效方法。重新設(shè)計坐標(biāo)系消除城市擴大帶來的嚴(yán)重長度變形問題，同時可將城市中各種坐標(biāo)系統(tǒng)統(tǒng)一到2000獨立坐標(biāo)系下，解決多種坐標(biāo)系混亂問題。2000獨立坐標(biāo)系是建立高精度城市獨立坐標(biāo)系統(tǒng)的發(fā)展方向。當(dāng)前第113頁\共有129頁\編于星期二\19點2000獨立坐標(biāo)系2000獨立坐標(biāo)系的建立作用與意義1）城市區(qū)域擴大，獨立坐標(biāo)系統(tǒng)無法滿足城市建設(shè)需要；2）有些城市同時存在著多種獨立坐標(biāo)系統(tǒng)，各種測繪成果無法融合；3）大多數(shù)城市獨立坐標(biāo)系是上個世紀(jì)五六十年代普遍采用傳統(tǒng)的三角導(dǎo)線測量方法建立的，明顯精度不高，不能滿足當(dāng)前高精度的工程需求；4）隨著城市CORS系統(tǒng)的建立，獲取的高精度GPS成果必須經(jīng)過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換獲得城市坐標(biāo)，大幅度降低了GPS成果的精度和現(xiàn)勢性?；谏鲜隼碛桑瑧?yīng)對已有的城市獨立坐標(biāo)系統(tǒng)進行改造。建立基于2000國家大地坐標(biāo)系的獨立坐標(biāo)系是解決目前獨立坐標(biāo)系存在問題的有效途徑。必將成為建立高精度城市獨立坐標(biāo)系統(tǒng)的發(fā)展方向。當(dāng)前第114頁\共有129頁\編于星期二\19點2000獨立坐標(biāo)系建立2000獨立坐標(biāo)系的方法2000獨立坐標(biāo)系設(shè)置中央子午線和分帶應(yīng)重點考慮：a.在長度變形條件允許情況下，新設(shè)置中央子午線要盡量與國家坐標(biāo)系投影帶的中央子午線保持一致；b.與原城市獨立坐標(biāo)系中央子午線盡可能一致；C.坐標(biāo)投影帶的劃分應(yīng)盡量兼顧行政區(qū)劃；d.應(yīng)保證主要經(jīng)濟區(qū)域長度變形滿足限差要求，將長度變形較大區(qū)域設(shè)置在山區(qū)和農(nóng)村區(qū)域；e.應(yīng)盡量將重疊帶設(shè)置在長度變形較大和測繪成果使用較少的區(qū)域。重疊帶設(shè)置要考慮圖幅分幅情況，要保證每幅圖坐標(biāo)為同一投影帶。當(dāng)前第115頁\共有129頁\編于星期二\19點1162000獨立坐標(biāo)系的建立方法2000獨立坐標(biāo)系統(tǒng)采用2000系橢球參數(shù)和高斯投影，建立方法與常用獨立坐標(biāo)系方法基本相同2000獨立坐標(biāo)系大致歸類為三種類型：第一種為高斯正形投影于參考橢球面上任意帶平面直角坐標(biāo)系；第二種為高斯正形投影于抵償高程面的任意帶平面直角坐標(biāo)系；第三種為以中心點坐標(biāo)平移或者坐標(biāo)加常數(shù)和旋轉(zhuǎn)。一般獨立坐標(biāo)系的建立為以上三種類型或組合。建立方法：設(shè)立一條中央子午線的獨立坐標(biāo)系設(shè)立多條中央子午線的獨立坐標(biāo)系當(dāng)前第116頁\共有129頁\編于星期二\19點1172000獨立坐標(biāo)系的建立方法高斯投影于參考橢球面上任意帶平面直角坐標(biāo)系建立方法：以城市或區(qū)域中心設(shè)定高斯投影中央子午線，參考橢球面為高程投影面，建立的平面直角坐標(biāo)系。模型：采用高斯投影計算進行變換。高斯投影于抵償高程面的任意帶平面直角坐標(biāo)系建立方法：以城市或區(qū)域中心設(shè)定高斯投影中央子午線，測區(qū)平均大地高作為高程歸算面，建立的平面直角坐標(biāo)系。模型：采用橢球變換法或比例縮放法進行變換。橢球變換法包括橢球膨脹法、橢球平移法。比例縮放法包括兩種方法。當(dāng)前第117頁\共有129頁\編于星期二\19點118（1）橢球膨脹法（橢球膨縮法）

歸算面的抬高（降低），相當(dāng)于橢球膨脹（縮?。┬纬尚聶E球，由于只改變橢球半徑，不改變橢球的扁率，偏心率也不發(fā)生變化，通常有兩種方法。

方法1：以獨立坐標(biāo)投影面的大地高作為橢球平均曲率半徑的變動量，反求橢球長半徑的變動量。則有新橢球長半軸：

新橢球平均曲率半徑:方法2：以獨立坐標(biāo)投影面的大地高作為橢球長半徑的變動量。2000獨立坐標(biāo)系的建立方法當(dāng)前第118頁\共有129頁\編于星期二\19點119（2）橢球平移法將參考橢球沿基準(zhǔn)點P0（B0,L0,H0）的法線方向平移△H，使得基準(zhǔn)點與邊長歸算高程面重合，維持基準(zhǔn)點的經(jīng)緯度不變，不改變已知橢球元素，僅改變已知橢球的中心位置。