大地测量系统与参考框架共25页
大地测量(大地控制网_参考资料)PPT课件
二．2000国家GPS大地控制网概况
2000国家GPS大地控制网由以下GPS网构成： 1. 国家高精度GPS A、B级网（国家测绘局布设 2.“全国GPS一、二级网（总参测绘局布设） 3.“中国地壳运动观测网（络）(由中国地震局、总参测绘局、 中国科学院、国家测绘局共建) 4.GPS地壳运动监测网（中国地震局布设） 5.若区域GPS地壳形变监测网（中国地震局布设）。 参与平差计算的点： 最后经过筛选和相邻点合并，最后选取了国内2523（个 GPS点其中CORS站25个）和国外点（站）64个，共2587 个点参加了2000国家GPS大地控制网的数据处理。
验收专家组听取了项目首席科学家叶叔华院士的项目总结 报告和六个子课题的结题报告，审阅了有关材料，并进行了 认真的研讨和评论，认为该项目在中国科学院、国家地震局、 国家测绘局和总参测绘局的支持下，集中四大部委的有关研 究力量，团结合作，把各自的研究资源，历年观测数据和科 研成果，进行跨学科的合作研究，取得了丰硕成果。该项目 取得的突出成果是：
1998年8月完成选址和基建工程；1999年3月至8月、 2001年3月至8月完成了2次坐标测定工作，数据全部优良。
区域网设计的技术指标是：相邻站间GPS基线每期测定 精度为，水平分量优于5mm，垂直分量优于15mm。实测达 到的水平分量优于3mm，垂直分量优于10mm。
与传统测量方法相比较，观测效率提高了几十倍，精度提高 了近3个数量级，实现了全国准同时监测。
《高等应用测量》讲稿之11
测绘综合能力知识点汇总1
大地测量坐标系统与参考框架1)组成(1)大地测量系统，包括坐标系统、高程系统、深度基准和重力参考系统。
(2)大地参考框架，包括坐标(参考)框架、高程(参考)框架、重力测量(参考)框架。
2)大地测量坐标系统和大地测量常数(1)大地测量坐标系统：根据坐标系统原点位置不同，分为地心坐标系统和参心坐标系统;从表现形式上，分为空间直角坐标系统和大地坐标系统。
(2)大地测量常数：地球椭球的几何参数(长半轴、短半轴、扁率、第一偏心率、第二偏心率等)和物理参数(地心引力常数、自转角速度、重力场参数等)。
3)大地测量坐标框架(1)大地测量参考框架是大地测量系统的具体实现。
(2)参心坐标框架：全国天文大地网(1954北京坐标系、1980西安坐标系)。
(3)地心坐标框架：2000国家大地控制网、ITRF。
4)高程系统和高程框架(1)高程基准1956年黄海高程系，青岛水准原点高程为72.289m;1985国家高程基准，青岛水准原点高程为72.260m。
(2)高程系统我国高程系统采用正常高系统，其起算面是似大地水准面。
(3)高程框架①高程框架是高程系统的实现。
②水准高程框架，由国家二期一等水准网，以及国家二期一等水准复测的高精度水准控制网实现，以青岛水准原点为起算基准，以正常高程系统为水准高差传递方式。
⑧高程框架分为四个等级，分别称为国家一、二、三、四等水准控制网。
④高程框架的另一种形式是通过(似)大地水准面精化来实现。
重力系统和重力测量框架(1)重力是重力加速度的简称。
(2)重力测量是测定空间一点的重力加速度。
(3)重力基准是标定一个国家或地区的绝对重力值的标准。
(4)重力参考系统是指采用的椭球常数及其相应的正常重力场。
(5)重力测量框架是由分布在各地的若干绝对重力点和相对重力点构成的重力控制网，以及用作相对重力尺度标准的若干条长短基线组成。
(6)2000国家重力基本网。
6)深度基准(1)深度基准面：①最低低潮面;②大潮平均低潮面;③实测最低潮面;④理论深度基准。
2017年注册测绘师考试知识点整理：测绘综合能力--大地测量
2017年注册测绘师考试知识点整理：测绘综合能力--大地测量测绘综合能力--大地测量第1节1.1 大地测量概论知识点一、大地测量的任务和特点[熟悉]:大地测量的任务和特点(一)任务大地测量是为建立和维持测绘基准与测绘系统而进行的确定位置、地球形状、重力场及其随时间和空间变化的测绘活动。
其任务是建立与维持大地基准、高程基准、深度基准和重力基准;确定与精化似大地水准面和地球重力场模型。
(二)特点①高精度;②长距离、大范围;③实时、快速;④“四维”：能提供在合理复测周期内有时间序列的、高于10-7相对精度的大地测量数据;⑤地心;⑥学科融合知识点二、大地测量系统与参考框架[熟悉]:大地测量系统与参考框架大地测量系统(规定了大地测量的起算基准、尺度标准及其实现方式，包括理论、模型和方法)是总体概念，大地测量参考框架是大地测量系统的具体应用形式。
大地测量系统包括坐标系统、高程系统、深度基准和重力参考系统。
与大地测量系统相对应大地参考框架有坐标(参考)框架、高程(参考)框架和重力测量(参考)框架三种。
(一)大地测量坐标系统和大地测量坐标框架1. 参心坐标框架以参考椭球的几何中心为基准的大地坐标系，通常分为：参心空间直角坐标系(以x，y，z为其坐标元素)和参心大地坐标系(以b，l，h 为其坐标元素)。
80西安坐标系和54北京坐标系，都是参心坐标系2. 地心坐标框架以地球质心为原点的大地坐标系，通常分为地心直角坐标系(以x，y，z为其坐标元素)和地心大地坐标系(以b，l，h为其坐标元素)。
2000国家大地坐标系、wgs-84坐标系、glonass是采用pz-90坐标，都是属于地心坐标系(二)高程系统和高程框架1. 高程基准高程基准定义了陆地上高程测量的起算点。
1985国家高程基准是我国现采用的高程基准，青岛水准原点高程为72.2604m。
2. 高程系统高程系统是相对于不同性质的起算面(如大地水准面、似大地水准面、椭球面等)所定义的高程体系。
大地测量学第2章
原子时（AT）
原子时：是一种以原子谐振信号周期为标准。原子时的基本单位是原子时 秒，定义为：在零磁场下，位于海平面的铯原子基态两个超精细能级间跃 迁辐射9192631770周所持续的时间为原子时秒，规定为国际单位制中的 时间单位。
根据原子时秒的定义，任何原子钟在确定起始历元后，都可以提供 原子时。由各实验室用足够精确的原子钟导出的原子时称为地方原子时。
高程参考系统
以大地水准面为参照面的高程系统称为正高，以似大地水准面为参照面的 高程系统称为正常高的高程系统。 正常高H正常及正高H正与大地高有如下关系：
H＝H正常＋ H＝H正＋N 式中： ——高程异常，N——大地水准面差距。
大地水准面相对于旋转椭球面的起伏
大地测量参考框架（Geodetic Reference Frame)
大地测量参考系统(Geodetic Reference System)
坐标参考系统：分为天球坐标系和地球坐标系。
天球坐标系:用于研究天体和人造卫星的定位与运动。
地球坐标系:用于研究地球上物体的定位与运动，是以旋转椭球为参照体 建立的坐标系统，分为大地坐标系和空间直角坐标系两种形式
大地坐标系
空间直角坐标
TAI－GPST=19(s) GPST的起点，规定1980年1月6日0时GPS与UTC相等。
2.3 坐标系统
基本概念
1.大地基准
所谓基准是指为描述空间位置而定义的点、线、面，在大地测量中，基准是 指用以描述地球形状的参考椭球的参数（如参考椭球的长短半轴），以及参考 椭球在空间中的定位及定向，还有在描述这些位置时所采用的单位长度的定义。
2. 天球
天轴与天极：地球自转轴的延伸直线为天轴；天轴与天球的交点称为天极（ 为北天极 为南天极）。 天球赤道面与天球赤道：通过地球质心 与天轴垂直的平面，称为天球赤道面，它与天球 ｛相交的大圆，称为天球赤道。 天球子午面与子午圈：包含天轴并通过地球上任一点的平面，称为天球子午面，它与天 球相交的大圆，称为天球子午圈。 时圈：通过天球的平面与天球相交的半个大圆。 黄道：地球公转的轨道面与天球相交的大圆，黄道面与赤道面的夹角 ，称为黄赤空角， 约为23.5 。 黄极：通过天球中心，且垂直于黄道面的直线与天球的交点。其中靠近北天极的交点 称 为北黄极，靠近南天极的交点 为南黄极。 春分点：当太阳在黄道上从天球南半球向北半球运行时，黄道与天球赤道的交点r。
大地测量坐标系统与坐标框架进展
试论大地测量坐标系统与坐标框架进展摘要：itrf是最为通用的地心坐标参考框架，我国从从建国伊始就开始了大地坐标系统和框架的建设工作，在itrf范围内，相继建立了从参照前苏联1942坐标系统的北京1954坐标系统，到后来的1980西安坐标系统、新1954坐标系统，并相继完成了高精度的国家a级和b级大地控制网的测量工作。
关键词：大地测量坐标系统坐标框架国际地球参考坐标框架（international terrestrial reference frame，简称itrf）是目前国际上普遍采用、精度最高的地心坐标参考框架。
从1988年开始，itrf已经相继发布了等地心坐标参考框架。
itrf由国际地球自转服务局基于需要和相关的要求，在全球区域内建立观测点，通过一些测量和定位手段获得大地空间的观测数据，然后由国际地球自转服务局进行数据处理，进而获得框架点的精确坐标、速度以及地球定位定向参数等。
一、邻近国家国大地测量坐标系统和坐标框架进展1.日本2000年日本停止使用东京大地基准，改为采用jgd2000，定义为国际地球参考坐标系统，历元为1997，采用grs80给定的大地常数，此大地坐标框架包括1200个全球定位系统连续运行网站，64000个三等级大地控制点，已经20000个基本水准点。
2.韩国从1988年开始，韩国开始使用以itrf为基础参照，历元为2000的三维地心大地坐标系统，kgd2000，它包括大量的全球定位系统连续运行网站，通过合理分布来科学运行。
3.蒙古通过gps来定位大地框架的点，蒙古取代了原来的二维平面系统msk42，建立了和gps坐标系统一致的三维地心大地坐标系统monref97。
4.马来西亚2001年.通过在全国范围内建立全球定位系统连续运行网站，再将已有的238个网点连入新建的网站内，建立了全新的三维地心大地坐标系统ngrf2000，基本上还是以itrf97为参照。
5.新西兰通过gps来定位大地框架的点，新西兰于2000年采用了全新的三维地心大地坐标系统nagd2000，历元为2000.二、我国的大地测量坐标系统1.北京1954大地坐标系统建国伊始，受困于科技力量的欠缺，我国在和前苏联1942年的大地坐标系统联测中建立了北京1954大地坐标系统。
大学测量《大地测量》教学课件：25我国的大地坐标系
7.4 协议地球参考系
2、协议地球参考系和协议地球参考框架的定义
极移和国际协议原点 地球极点是地球自转轴与地球表面的交点。由于地球自转轴在地球本 体内的运动，地球极点在地球表面上的位置随时间而变化，这种现象叫 做地极移动，简称极移(variation of the poles; polar motion) 。随时间而变 化的地球自转轴为瞬时轴，相应的极点叫瞬时极。 几十年来，对极移的研究不断深入，产生了多种地极系统。1967年在 意大利斯特米萨国际天文学联合会（IAU）和国际大地测量与地球物理联 合会（ IUGG）共同召开的 32 次讨论会上建议平极的位置用 5 个台站的 “ 1900 — 1905 年新系统”的平均纬度来确定，平极的这个位置相对于 1900—1905年平均历元（1903.0），叫做国际协议原点，简称CIO。 当前，CIO系统由IERS维持。IERS根据全球观测台站的资料，解算并定 期出版公报向用户提供瞬时极资料。
conventional terrestrial reference frame
7.4 协议地球参考系
3、协议地球参考框架的建立和维持
步骤 地球参考系从定义到实现需要完成以下几步工作： （1）如上所述，给出地球参考系的理论定义和协议约定； （2）建立地面观测台站，并进行空间大地测量； （3）根据对协议地球参考系的约定，采用国际推荐的一组模型和常数，对 观测数据进行数据处理，解算出各观测台站在某一历元的站坐标，即建立协 议地球参考框架。 （4）对于影响地面台站稳定的各种形变因素进行分析处理，建立相应的时 变模型，以维持协议地球参考框架的稳定。 CTRF是四维的，或者说是动态的，其动态特征表现在CTRF是由具有参考历 元的坐标和速度构成。随时间变化，即动态性是CTRF的固有性质。一方面， 板块运动﹑地壳形变等地球动力学因素的影响使固体地球表面点的瞬时位置 不断变化，需要同时给出点的站坐标和站速度；另一方面，新的观测资料不 断精化﹑新的观测站点不断增加，需要定期发布新的坐标和速度计算结果。
大地测量系统和参考框架分解(25页)
(1)地心坐标框架
地心坐标框架是地心坐标系统的具体实现。
全球性地心坐标框架一般以甚长基线干涉测量 (VLBI)、 卫星激光测距(3!_^、激光测月 (LLR)、全球定位系统(GNSS〉和卫星多普勒定 轨定位 (00^5)等空间大地测量技术构成全球或 局域的大地测量坐标 框架，也可称为大地测量控制网, 经数据处理，得到这些控 制网点(地面观测站)的坐 标和速度等，由此具体体现地心坐 标系。
大地测量系统与参考框架
赣-工测•书童
1,大地测量时空基准 大地测量时空基准，就是指大地测量基准和时间基准， 它由相
应的大地测量系统和时间系统及它们相应的参考框架 所构成。
大地测量系统和时间系统是总体槪念，大地测量参考框 架和时 间参考框架是大地测量系统和时间参考系统的具体实 现。 2-大地测量系统与大地测量参考框架
分别于1971年、1975年、1979年推荐了3组大地测量常数，它 们对 应于大地测量参考系统1967 (GRS67)、11^(375、0卩530。
我国西安80坐标系统采用的是11X3075的大地测量常数，
目前广泛使用的是相应于GRS80的大地测量常数。
几何常数 637813701
物理常数
GM
3 的6005*100!113*5-2
与大地测量系统相对应，大地测量参考框架有坐标（参 考）框
架、髙程（参考）框架和重力测量（参考）框架三种。 （3）.大地 测量基准建设的任务
大地测量基准建设的任务是，确定或定义坐标系统、髙 程系统 /深度基准和重力参考系统。建立和维持坐标框架、 髙程框架和重力 框架。
3.时间系统与时间参考框架 (1) 时间系统
121. 下列大地测是常数中，厲于物玴常数的是（） 六，长 半径3 8.地心引力常数（包含大气质量）0/11 0.地球逭力场二阶带球谐系数人 口.地球自转角速度山 巳.扁率£1
《测绘综合能力》精讲
大地测量概论1、大地测量的任务主要任务是建立国家或者大范围的精密控制测量网，内容包括三角测量、导线测量、水准测量、天文测量、重力测量、惯性测量、卫星大地测量以及各种大地测量数据处理等。
它为大规模地形图测制及各种工程测量提供高精度的平面控制和高程控制，为空间科学技术和军事用途提供精确的点位坐标、距离、方位及地球重力资料，为研究地球形状和大小、地壳形变及地震预报等科学问题提供资料。
2、现代大地测量的特点1 ) 长距离、大范围；2 ) 高精度；3 ) 实时、快速；4 ) 四维；5 ) 地心；6 ) 学科融合。
3、大地测量的作用大地测量师组织、管理、融合和分析地球海量时空信息的一个数理基础，也是描述、构建和认知地球，进而解决地球科学问题的一个时空平台。
各种测绘只有在大地测量基准的基础上，才能获得统一、协调、法定的平面坐标和高程系统，才能获得正确的点位和海拔高以及点之间的空间关系和尺度。
4、大地测量系统与参考框架大地测量系统规定了大地测量的起算基准、尺度标准以及实现方式(包括理论、模型和方法)。
大地测量参考框架时通过大地测量手段，由固定在地面上的点所构成的大地网(点)或其他实体(静止或者运动的物体)按相应于大地测量系统的规定模式构建的，是对大地测量系统的具体实现。
大地测量系统是总体概念，大地测量参考框架是大地测量系统的具体应用形式。
大地测量系统包括：坐标系统、高程系统、深度基准和重力系统。
对应的大地参考框架有：坐标参考框架、高程参考框架和重力参考框架。
5、大地测量坐标系统合大地测量常数大地测量坐标系统是非惯性坐标系统，根据原点位置不同，可以分为地心坐标系统和参心坐标系统，从表现形式可以分为空间直角坐标系统和大地坐标系统；空间直角坐标一般用(X,Y,Z)表示，大地坐标一般用(经度λ，纬度φ，大地高 H ) 表示。
注：大地高是指空间点沿椭球面法线方向至椭球面的距离。
大地常数是指地球椭球几何和物理参数，它分为基本常识和导出常数。
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IUGG分别于1971年、1975年、1979年推荐了3组大地测量常数，它 们对应于大地测量参考系统1967（GRS67）、IUGG75、GRS80。
我国西安80坐标系统采用的是IUGG75的大地测量常数。 目前广泛使用的是相应于GRS80的大地测量常数。
大地测量系统包括坐标系统、高程系统/深度基准和重力 参考系统。
一．大地测量时空基准的基本概念
2．大地测量系统与大地测量参考框架
（2）．大地测量参考框架 大地测量参考框架，就是按大地测量系统的规定的原则，
采用大地测量技术，在全球或局域范围内所测定的、固定在 地面上的点所构成的大地网（点）或其他实体（静止或运动 的物体）。是对大地测量系统的具体实现。
大地测量系统与参考框架
• 一．大地测量时空基准的基本概念 • 二．大地测量常数和大地测量坐标系统 • 三．大地测量参考框架 • 四．高程系统和框架 • 五．重力参考系统和重力参考框架 • 六．时间系统与时间参考框架
一．大地测量时空基准的基本概念
1．大地测量时空基准 大地测量时空基准，就是指大地测量基准和时间基准，
a2 b2 e
b2
f ab a
二．大地测量常数和大地测量坐标系统
1.大地测量常数
（3）属于旋转椭球物理
常数方面的有
椭球的正常重力位U0： U GM arcet a1n2a2
0
E
3
椭球的正常重力位γ：
a
e
cosb sin p
a2co2sb ' p e
e
二．大地测量常数和大地测量坐标系统
最初用来保持时间的时计为天文摆钟。第二次世界大战后， 石英钟担负起了守时的任务。目前各国都用原子钟来保持时 间。 •授时系统 是确定和发播精确时刻的工作系统 •我国的多座天文台均参加测时工作，陕西天文台定时发播 时号，供全国校正时间使用。
•
二．大地测量常数和大地测量坐标系统
大地测量系统包括两个方面的概念：一是大地 测量系统所采用的大地测量常数的确定；二是大地 测量应满足的条件。 1.大地测量常数
大地测量常数是指与地球一起旋转且和地球表 面最佳吻合的旋转椭球（即地球椭球）几何和物理 参数。
分为基本常数和导出常数。 基本常数唯一定义了大地测量系统。导出常数 是由基本常数导出，便于大地测量应用。
二．大地测量常数和大地测量坐标系统
1.大地测量常数 （1）大地测量基本常数
地球椭球的几何和物理属性可由四个基本常数完全确定， 这四个基本常数就是大地测量基本常数。它们是
二．大地测量常数和大地测量坐标系统
2.大地测量坐标系统和应满足的条
件
（2）地（参）心坐标系应满足的 条件
Ⅰ：地心坐标系
地心空间直角坐标系统从几何
方面通俗的定义也可以作如下表述W：
坐标系的原点位于地球质心，z轴
和x轴的定向由某一历元的EOP确
定，y与x、z构成空间右手直角坐 标系。地心大地坐标系统的原点与
x
总地球椭球中心（即地球质心）重
合，椭球旋转轴与协议地极重合， 起始大地子午面与零子午面重合。
2.大地测量坐标系统和应满足的条件 （1）大地坐标系统的类别
大地测量坐标系统是一种固定在地球上，随地球 一起转动的非惯性坐标系统，也称地固坐标系统。
根据其原点位置不同，分为地心坐标系统和参心 坐标系统。前者的原点与地球质心重合，后者的原点 与参考椭球中心重合（参考椭球是指与某一地区或国 家地球表面最佳吻合的地球椭球）。
它由相应的大地测量系统和时间系统及它们相应的参考框架 所构成。
大地测量系统和时间系统是总体概念，大地测量参考框 架和时间参考框架是大地测量系统和时间参考系统的具体实 现。
2．大地测量系统与大地测量参考框架 （1）大地测量系统
大地测量系统规定了大地测量的起算基准和尺度标准及 其实现方式（包括理论、模型和方法）。
与大地测量系统相对应，大地测量参考框架有坐标（参 考）框架、高程（参考）框架和重力测量（参考）框架三种。
（4）．大地测量基准建设的任务 大地测量基准建设的任务是，确定或定义坐标系统、高
程系统/深度基准和重力参考系统。建立和维持坐标框架、 高程框架和重力框架。
一．大地测量时空基准的基本概念
3．时间系统与时间参考框架 （1）时间系统
几何常数
物理常数
a
6378137m
GM
3986005*108m3*s-2
J2
108263*10-8
ω
7292115*10-11rad*s-2
B
6356752.3141m U0
62636860.850m2*s-2
1/f
298.257222101 J4
-0.00000237091222
二．大地测量常数和大地测量坐标系统
从表现形式上分，常用的大地测量坐标系统有空 间直角坐标系统、大地坐标系统二种形式。 （2）地（参）心坐标系应满足的条件
二．大地测量常数和大地测量坐标系统
2.大地测量坐标系统和应满足的条件 （2）地（参）心坐标系应满足的条件 Ⅰ：地心坐标系 地心坐标系统应满足以下四个条件。 ①原点位于整个地球（合海洋和大气）的质心； ②尺度是广义相对论意义下某一局部地球框架内的尺度； ③定向为国际时间局（）测定的某一历元的协议地极（CTP） 和零子午线，称为地球定向参数EOP；（如BIH1984.0是指z 轴和x轴指向分别为BIH历元1984.0年的CTP和零子午线） ④定向随时间的演变满足地壳无整体运动的约束条件。
时间系统规定了时间测量的参考标准，包括时刻得参考 标准和时间间隔的尺度标准。 （2）时间参考框架
时间参考框架就是在全球或局域范围内，通过守时、授 时和时间频率测量技术，实现和维持统一的时间系统。
守时 为了随时获得世界时，要用精密的天文时计将天 文测时结果记录下来，并根据天文时计运行的规律随时指示 外推的世界时，这种工作称为守时，也就是时间的保持。
赤道半径a； 地心引力常数（包含大气质量）GM； 地球动力学形状因子J2； 地球自转角速度ω，如图
二．大地测量常数和大地测量坐标系统
1.大地测量常数 （2）主要的大地测量 导出常数
椭球短半轴b：
ba 1e2 e a2b2 /a
椭球第一偏心率e： 椭球第二偏心率e′： 椭球几何扁率f：
e a2 b2 a2