2000国家大地坐标系ppt课件

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2000中国大地坐标系建立 我国新一代国家坐标系定名为2000 国家大地坐标系，又称2000中国大地坐 标系。英译： China Geodetic Coordinate System，缩写：CGCS2000
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大地坐标系的三个方面
一个大地坐标系，包括定义坐标系、实现坐标 系和维持坐标系三个方面：
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四、更大的问题是：它们都是局部坐标系，坐标 系的原点与地心有较大偏差
ZBJ54
XBJ54年北京坐标系原点偏差 m
YBJ5
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五、严重后果是：在空间时代局部坐标系不好用了
首先，自上世纪50年代卫星上天，人类进入空间时代，大地测 量也进入空间时代，现在大地测量是以GPS为代表的空间时代。 时代变了，测量手段也变了。以前用经纬仪和测距仪；现在则用 GPS，角度测量和距离测量与坐标系没有关系，而GPS测量与坐标 系有直接关系。用GPS进行控制测量时，地面点坐标应参考于地 心坐标系，不可参考于局部坐标系。 其次，在卫星导航日益普及的今天，与导航配套使用的地图也应 采用同卫星导航一致的坐标系。否则，卫星导航的有效性将受到 严重影响。以1954年北京坐标系的地形图为例，导航位置与图上 位置之差可以达到100多米，这样大的误差是不允许的。
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我国现有大地坐标系存在问题
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现有大地坐标系存在问题具体表现以下几点：
一、参考椭球不是最佳椭球
1954年北京坐标系采用克拉索夫斯基椭球 （长半轴a＝6378245m；扁率f=1:298.3）， 与IUGG推荐的 GRS80椭球 （a=6378137m,f= 1:298.257222101）相 比，a长了108m, 1/f大了约0.043
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采用地心坐标系的好处
第五、采用地心坐标系有助于推动卫星导航 产业，进而推动陆、海、空交通运输业的 发展。
第六、采用地心坐标系，有利于世界大地坐 标系的统一，进而有利于我国参与全球化， 有利于社会的可持续发展 。
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我国已具有采用地心坐标系的条件
近十年来，在测绘、地震和科学院有关单位的 共同努力下，我国建成了全国规模的 一、二级 GPS网， A、B级GPS网，以及中国地壳运动观 测网络。这些网络包括不同类型的高精度GPS 点大约2500个。我国高等级空间大地网已具相 当规模，实现地心坐标系的条件已经具备，这 表明采用地心坐标系是可行的。
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再次，航天器测控和武器制导一定在地心坐标系进行。 使用局部坐标系，将会引入很大测控误差。局部坐标系 不支持空间科学和远程武器对大地测量的要求。 总之，在空间时代，局部坐标系已制约测绘本身的发 展，已制约测绘的众多应用，特别是空间、航天和武器 的应用。局部坐标系已变得过时。 当然，这样说并不意味着，局部坐标系在空间时代毫 无用处（例如，对于不涉及空间测量的局部工程建设， 旧坐标系的地形图仍然好用）。
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现代大地坐标系应满足的基本要求
现代大地坐标系应满足下列基本要求：
① 地心；
② 三维；
③ 高精度；
④ 定义符合IERS（国际地球自转和参考系服务）协议。
这四点也是现代大地坐标系的基本特征，体现了现代大地坐标系的科学性、 先进性和统一性。
1954年北京坐标系与1980西安坐标系，显然不具备这些特性，因而都算不上 现代大地基准了。
定义坐标系是指规定坐标系的原点、坐标轴的指 向和尺度，以及使用的参考椭球和正常椭球。
我们的结论是：为了适应空间时代我国经济社会发展以及测绘科技本身的发
展，适应大地坐标系的发展趋势，我国大地坐标系应当更新换代，应当现代
化。
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我们的基本选择：
地心大地坐标系
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采用地心坐标系的好处
第一、采用地心坐标系有助于充分享用空间技术 的成果，具体而言，能方便使用GPS。 第二、采用地心坐标系有助于推动大地测量以至 整个测绘科技的发展。 第三、采用地心坐标系有利于地球空间信息产业 的发展。 第四、采用地心坐标系有利于航天技术与武器的 发展。
大地测量导出常数如下： 大地测量导出参数有很多，常用的有：椭球短半 轴b、几何扁率f（（a-b）/a）等
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我国的大地坐标系
建国以来，我国使用两个大地坐标系：
1954年北京坐标系。它是1942普尔柯夫坐标系在 中国的延伸。 20世纪50年代开始使用。 1980西安坐标系。在参考椭球定位基础上，由天 文大地网整体平差建立起来的。 20世纪90年代 颁布使用。
1980西安坐标系采用IAG－75椭球（长半 轴a＝6378140m；扁率f=1:298.257），与 GRS80椭球相比，a长了3m, 1/f小了约 0.000222。
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二、坐标系实现（天文大地网）精度低且不均匀
1954年北京坐标系是随天文大地网边布设 边平差建立起来的，没有经过整体平差， 因而精度不均匀，个别地区误差可能达到 几m，甚至10m。 1980西安坐标系是在椭球重新定位的基础 上，通过天文大地网整体平差建立起来的， 全网精度比较均匀，在西北和西南边沿地 区，误差大约 1m。
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三、测量标志遭到严重破坏
解放以来，我国共建测量标志90余万座， 到2007年7月为止，被毁坏的测标已达54％ （见2007年7月17日《中国测绘报》 ）。 实际上，天文大地网只存在于纸面上，在 物理上已经不完整了。这无疑给用户带来 极大困难。
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以上三个问题，并不是致命性的，并不构 成坐标系更新换代的决定因素。 那么，什么是致命性问题呢？还有什么是 比这更大的问题呢？
2000国家大地坐标系
××××× 2014.3
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经国务院批准，从2008 年7月起，我国启用 2000国家大地坐标系。
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我国为什么启用2000 国家大地坐标系？
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坐标系的基本概念
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往下讲之前讲几个名词概念：
大地测量基本常数四个如下： 1.地球赤道半径a； 2.地球动力学形状因子J2; 3.地心引力常数GM，其中G是万有引力常数，M 是地球的陆、海和大气质量的总和; 4.地球自转角速度ω。 前两个称为大地测量基本几何常数，后两个称为 大地测量基本物理常数。