北京54坐標(biāo)系(BJZ54) 北京54坐標(biāo)系為參心大地坐標(biāo)系,大地上的一點(diǎn)可用經(jīng)度L54、緯度M54和大地高H54定位,它是以克拉索夫斯基橢球?yàn)榛A(chǔ),經(jīng)局部平差后產(chǎn)生的坐標(biāo)系,其坐標(biāo)詳細(xì)定義可參見(jiàn)參考文獻(xiàn)[朱華統(tǒng) 1990]。 1954年北京坐標(biāo)系的歷史: 新中國(guó)成立以后,我國(guó)大地測(cè)量進(jìn)入了全面發(fā)展時(shí)期,再全國(guó)范圍內(nèi)開(kāi)展了正規(guī)的,全面的大地測(cè)量和測(cè)圖工作,迫切需要建立一個(gè)參心大地坐標(biāo)系。由于當(dāng)時(shí)的“一邊倒”政治趨向,故我國(guó)采用了前蘇聯(lián)的克拉索夫斯基橢球參數(shù),并與前蘇聯(lián)1942年坐標(biāo)系進(jìn)行聯(lián)測(cè),通過(guò)計(jì)算建立了我國(guó)大地坐標(biāo)系,定名為1954年北京坐標(biāo)系。因此,1954年北京坐標(biāo)系可以認(rèn)為是前蘇聯(lián)1942年坐標(biāo)系的延伸。它的原點(diǎn)不在北京而是在前蘇聯(lián)的普爾科沃。
西安80坐標(biāo)系 1978年4月在西安召開(kāi)全國(guó)天文大地網(wǎng)平差會(huì)議,確定重新定位,建立我國(guó)新的坐標(biāo)系。為此有了1980年國(guó)家大地坐標(biāo)系。1980年國(guó)家大地坐標(biāo)系采用地球橢球基本參數(shù)為1975年國(guó)際大地測(cè)量與地球物理聯(lián)合會(huì)第十六屆大會(huì)推薦的數(shù)據(jù)。該坐標(biāo)系的大地原點(diǎn)設(shè)在我國(guó)中部的陜西省涇陽(yáng)縣永樂(lè)鎮(zhèn),位于西安市西北方向約60公里,故稱(chēng)1980年西安坐標(biāo)系,又簡(jiǎn)稱(chēng)西安大地原點(diǎn)。基準(zhǔn)面采用青島大港驗(yàn)潮站1952-1979年確定的黃海平均海水面(即1985國(guó)家高程基準(zhǔn))。
西安80坐標(biāo)系與北京54坐標(biāo)系其實(shí)是一種橢球參數(shù)的轉(zhuǎn)換作為這種轉(zhuǎn)換在同一個(gè)橢球里的轉(zhuǎn)換都是嚴(yán)密的,而在不同的橢球之間的轉(zhuǎn)換是不嚴(yán)密,因此不存在一套轉(zhuǎn)換參數(shù)可以全國(guó)通用的,在每個(gè)地方會(huì)不一樣,因?yàn)樗鼈兪莾蓚€(gè)不同的橢球基準(zhǔn)。 那么,兩個(gè)橢球間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換,一般而言比較嚴(yán)密的是用七參數(shù)布爾莎模型,即 X 平移, Y 平移, Z 平移, X 旋轉(zhuǎn)(WX), Y 旋轉(zhuǎn)(WY), Z 旋轉(zhuǎn)(WZ),尺度變化(DM )。要求得七參數(shù)就需要在一個(gè)地區(qū)需要 3 個(gè)以上的已知點(diǎn)。如果區(qū)域范圍不大,最遠(yuǎn)點(diǎn)間的距離不大于 30Km( 經(jīng)驗(yàn)值 ) ,這可以用三參數(shù),即 X 平移, Y 平移, Z 平移,而將 X 旋轉(zhuǎn), Y 旋轉(zhuǎn), Z 旋轉(zhuǎn),尺度變化面DM視為 0 。 方法如下(MAPGIS平臺(tái)中): 第一步:向地方測(cè)繪局(或其它地方)找本區(qū)域三個(gè)公共點(diǎn)坐標(biāo)對(duì)(即54坐標(biāo)x,y,z和80坐標(biāo)x,y,z); 第二步:將三個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)對(duì)全部轉(zhuǎn)換以弧度為單位。(菜單:投影轉(zhuǎn)換/輸入單點(diǎn)投影轉(zhuǎn)換,計(jì)算出這三個(gè)點(diǎn)的弧度值并記錄下來(lái)) 第三步:求公共點(diǎn)求操作系數(shù)(菜單:投影轉(zhuǎn)換/坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換)。如果求出轉(zhuǎn)換系數(shù)后,記錄下來(lái)。 第四步:編輯坐標(biāo)轉(zhuǎn)換系數(shù)。(菜單:投影轉(zhuǎn)換/編輯坐標(biāo)轉(zhuǎn)換系數(shù)。)最后進(jìn)行投影變換,“當(dāng)前投影”輸入80坐標(biāo)系參數(shù),“目的投影”輸入54坐標(biāo)系參數(shù)。進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)用曾編輯過(guò)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換系數(shù)。 舉個(gè)例子,野外采集gps數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)是用大地坐標(biāo)表示的,也就是用經(jīng)緯度和高程表示。而采集的數(shù)據(jù)要在地圖上顯示出來(lái),就需要將經(jīng)緯度轉(zhuǎn)化為平面坐標(biāo),也就是通常說(shuō)的x,y坐標(biāo)。因?yàn)槲覈?guó)地形圖一般采用高斯投影,所以通常轉(zhuǎn)化成高斯平面坐標(biāo)顯示到地圖上。而在經(jīng)緯度向平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)化的過(guò)程中,需要用到橢球參數(shù),因此要考慮所選的坐標(biāo)系,我國(guó)常用的坐標(biāo)系有北京54,西安80,WGS-84坐標(biāo)系,不同的坐標(biāo)系對(duì)應(yīng)的橢球體是不一樣的,這里你可能會(huì)不明白根橢球體有啥關(guān)系,是這樣的,我們所說(shuō)的地理數(shù)據(jù)都是為了描述大地水準(zhǔn)面上的某一個(gè)點(diǎn),而大地水準(zhǔn)面是不規(guī)則的,我們用一個(gè)規(guī)定的橢球面去擬合這個(gè)水準(zhǔn)面,用橢球面上的點(diǎn)來(lái)近似表示地球上的點(diǎn)。每個(gè)國(guó)家地理情況不同,采用的橢球體也不盡相同。北京54坐標(biāo)系采用的是克拉索夫斯基(Krassovsky)橢球體,而西安80采用的是IAG 75地球橢球體。 北京54坐標(biāo)系與西安80坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換及常用坐標(biāo)系參數(shù) 2007-07-13 12:07 西安80坐標(biāo)系與北京54坐標(biāo)系其實(shí)是一種橢球參數(shù)的轉(zhuǎn)換作為這種轉(zhuǎn)換在同一個(gè)橢球里的轉(zhuǎn)換都是嚴(yán)密的,而在不同的橢球之間的轉(zhuǎn)換是不嚴(yán)密,因此不存在一套轉(zhuǎn)換參數(shù)可以全國(guó)通用的,在每個(gè)地方會(huì)不一樣,因?yàn)樗鼈兪莾蓚€(gè)不同的橢球基準(zhǔn)。那么,兩個(gè)橢球間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換,一般而言比較嚴(yán)密的是用七參數(shù)布爾莎模型,即 X 平移, Y 平移, Z 平移, X 旋轉(zhuǎn)(WX), Y 旋轉(zhuǎn)(WY), Z 旋轉(zhuǎn)(WZ),尺度變化(DM )。要求得七參數(shù)就需要在一個(gè)地區(qū)需要 3 個(gè)以上的已知點(diǎn)。如果區(qū)域范圍不大,最遠(yuǎn)點(diǎn)間的距離不大于 30Km( 經(jīng)驗(yàn)值 ) ,這可以用三參數(shù),即 X 平移, Y 平移, Z 平移,而將 X 旋轉(zhuǎn), Y 旋轉(zhuǎn), Z 旋轉(zhuǎn),尺度變化面DM視為 0 。 西安80坐標(biāo)系與北京54坐標(biāo)系其實(shí)是一種橢球參數(shù)的轉(zhuǎn)換作為這種轉(zhuǎn)換在同一個(gè)橢球里的轉(zhuǎn)換都是嚴(yán)密的,而在不同的橢球之間的轉(zhuǎn)換是不嚴(yán)密,因此不存在一套轉(zhuǎn)換參數(shù)可以全國(guó)通用的,在每個(gè)地方會(huì)不一樣,因?yàn)樗鼈兪莾蓚€(gè)不同的橢球基準(zhǔn)。那么,兩個(gè)橢球間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換,一般而言比較嚴(yán)密的是用七參數(shù)布爾莎模型,即 X 平移, Y 平移, Z 平移, X 旋轉(zhuǎn)(WX), Y 旋轉(zhuǎn)(WY), Z 旋轉(zhuǎn)(WZ),尺度變化(DM )。要求得七參數(shù)就需要在一個(gè)地區(qū)需要 3 個(gè)以上的已知點(diǎn)。如果區(qū)域范圍不大,最遠(yuǎn)點(diǎn)間的距離不大于 30Km( 經(jīng)驗(yàn)值 ) ,這可以用三參數(shù),即 X 平移, Y 平移, Z 平移,而將 X 旋轉(zhuǎn), Y 旋轉(zhuǎn), Z 旋轉(zhuǎn),尺度變化面DM視為 0 。 方法如下: 第一步:向地方測(cè)繪局(或其它地方)找本區(qū)域三個(gè)公共點(diǎn)坐標(biāo)對(duì); 第二步:求公共點(diǎn)求操作系數(shù)(菜單:投影轉(zhuǎn)換/坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換)。如果求出轉(zhuǎn)換系數(shù)后,記錄下來(lái)。 第三步:編輯坐標(biāo)轉(zhuǎn)換系數(shù)。(菜單:投影轉(zhuǎn)換/編輯坐標(biāo)轉(zhuǎn)換系數(shù)。)最后進(jìn)行投影變換,“當(dāng)前投影”輸入80坐標(biāo)系參數(shù),“目的投影”輸入54坐標(biāo)系參數(shù)(長(zhǎng)度單位選米角度單位選弧度)。進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)用曾編輯過(guò)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換系數(shù)。 54國(guó)家坐標(biāo)系: 建國(guó)初期,為了迅速開(kāi)展我國(guó)的測(cè)繪事業(yè),鑒于當(dāng)時(shí)的實(shí)際情況,將我國(guó)一等鎖與原蘇聯(lián)遠(yuǎn)東一等鎖相連接,然后以連接處呼瑪、吉拉寧、東寧基線(xiàn)網(wǎng)擴(kuò)大邊端點(diǎn)的原蘇聯(lián)1942年普爾科沃坐標(biāo)系的坐標(biāo)為起算數(shù)據(jù),平差我國(guó)東北及東部區(qū)一等鎖,這樣傳算過(guò)來(lái)的坐標(biāo)系就定名為1954年北京坐標(biāo)系。因此,P54可歸結(jié)為: a.屬參心大地坐標(biāo)系; b.采用克拉索夫斯基橢球的兩個(gè)幾何參數(shù); c.大地原點(diǎn)在原蘇聯(lián)的普爾科沃; d.采用多點(diǎn)定位法進(jìn)行橢球定位; e.高程基準(zhǔn)為 1956年青島驗(yàn)潮站求出的黃海平均海水面; f.高程異常以原蘇聯(lián) 1955年大地水準(zhǔn)面重新平差結(jié)果為起算數(shù)據(jù)。按我國(guó)天文水準(zhǔn)路線(xiàn)推算而得。 自 P54建立以來(lái),在該坐標(biāo)系內(nèi)進(jìn)行了許多地區(qū)的局部平差,其成果得到了廣泛的應(yīng)用。 1954北京坐標(biāo)系參考橢球基本幾何參數(shù) 長(zhǎng)半軸a=6378245m 短半軸b=6356863.0188m 扁 率α=1/298.3 第一偏心率平方 =0.006693421622966 第二偏心率平方 =0.006738525414683 80國(guó)家坐標(biāo)系: 采用國(guó)際地理聯(lián)合會(huì)(IGU)第十六屆大會(huì)推薦的橢球參數(shù),大地坐標(biāo)原點(diǎn)在陜西省涇和縣永樂(lè)鎮(zhèn)的大地坐標(biāo)系,又稱(chēng)西安坐標(biāo)系。C80是為了進(jìn)行全國(guó)天文大地網(wǎng)整體平差而建立的。根據(jù)橢球定位的基本原理,在建立C80坐標(biāo)系時(shí)有以下先決條件: ?。?/span>1)大地原點(diǎn)在我國(guó)中部,具體地點(diǎn)是陜西省徑陽(yáng)縣永樂(lè)鎮(zhèn); ?。?/span>2)C80坐標(biāo)系是參心坐標(biāo)系,橢球短軸Z軸平行于地球質(zhì)心指向地極原點(diǎn)方向,大地起始子午面平行于格林尼治平均天文臺(tái)子午面;X軸在大地起始子午面內(nèi)與 Z軸垂直指向經(jīng)度 0方向;Y軸與 Z、X軸成右手坐標(biāo)系; ?。?/span>3)橢球參數(shù)采用IUG 1975年大會(huì)推薦的參數(shù) 因而可得C80橢球兩個(gè)最常用的幾何參數(shù)為: 長(zhǎng)半軸a=6378140±5(m) 短半軸b=6356755.2882m 扁 率α=1/298.257 第一偏心率平方 =0.00669438499959 第二偏心率平方=0.00673950181947 橢球定位時(shí)按我國(guó)范圍內(nèi)高程異常值平方和最小為原則求解參數(shù)。 ?。?/span>4)多點(diǎn)定位; ?。?/span>5)大地高程以1956年青島驗(yàn)潮站求出的黃海平均水面為基準(zhǔn)。
一般來(lái)講,GPS直接提供的坐標(biāo)(B,L,H)是1984年世界大地坐標(biāo)系(Word Geodetic System 1984即WGS-84)的坐標(biāo),其中B為緯度,L為經(jīng)度,H為大地高即是到WGS-84橢球面的高度。而在實(shí)際應(yīng)用中,我國(guó)地圖采用的是1954北京坐標(biāo)系或者1980西安坐標(biāo)系下的高斯投影坐標(biāo)(x,y,),不過(guò)也有一些電子地圖采用1954北京坐標(biāo)系或者1980西安坐標(biāo)系下的經(jīng)緯度坐標(biāo)(B,L),高程一般為海拔高度h。 |
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