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GPS中的坐标系.ppt

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坐标系统及转换,主要内容:,坐标系统概述 投影带带号和中央子午线计算 坐标系统转换 软件操作演示,一、坐标系统概述,1、概念 坐标系统是描述位置的一组数值,一般分为全球坐标系统和二维、三维坐标系统。将整个地表或某一部分投影到平面后,为了在地图上准确地定位,必须使用坐标系统。其主要参数为:地形面(Topography),大地水准面(Geoid),参考椭球面(Reference Ellipsoid),基准(Datum)。坐标是地理数据的骨骼框架,能够将我们的数据定位到相应的位置,为地图中的每一点提供准确的坐标,以确定项目区位置,为项目建设和区域规划提供依据,并实现可视化。,2、类别通常坐标系统分两种:地理空间坐标系(大地坐标)与投影坐标系(平面直角坐标 )(1)地理空间坐标系(Geographic coordinate system )使用基于经纬度坐标描述地球上某一点所处的位置。某一个地理坐标系是基于一个基准面来定义的。基准面是利用特定椭球体对特定地区地球表面的逼近,因此每个国家或地区均有各自的基准面;也称球面坐标 。我国常用的坐标系有WGS 1984(GPS点),Xian 1980.prj ,Beijing 1954.prj。,(2)投影坐标系统 (Projection coordinate system) 在球面上计算角度距离十分麻烦,而且地图是印刷在平面纸张上,要将球面上的物体画到纸上,就必须展平,这种将球面转化为平面的过程,称为“投影”。即平面直角坐标是球面坐标经由投影换算而成的。该坐标系是使用X,Y值来描述地球上某个点所处的位置。这个坐标系是从地球的近似椭球体投影得到的,它对应于某个地理坐标系。平面坐标系统地图单位通常为米 ,也称非地球投影坐标系统 (not earth),或者是平面直角坐标。投影坐标系由以下两项参数确定:地理坐标系(由基准面确定,比如:北京54、西安80、WGS84)投影方法(比如高斯-克吕格投影、Lambert投影),3、常用的坐标系 (1)北京54坐标系北京54坐标系是我国目前广泛采用的大地测量坐标系,源自于前苏联1942年普尔科夫坐标系。以克拉索夫斯基椭球为基础,以1956年青岛验潮站的黄海平均海水面为基准,经局部平差后产生的坐标系,其成果得到了广泛的应用。但是随着测绘新理论、新技术的不断发展,人们发现该坐标系存在如下缺点: 椭球参数有较大误差; 参考椭球面与我国大地水准面存在着自西向东明显的系统性的倾斜,在东部地区大地水准面差距最大达+60m。这使得大比例尺地图反映地面的精度受到影响,同时也对观测量元素的归算提出了严格的要求; 几何大地测量和物理大地测量应用的参考面不统一,这给实际工作带来了麻烦; 定向不明确。为此,我国在1978年在西安召开了“全国天文大地网整体平差会议”,提出了建立属于我国自己的大地坐标系,即后来的1980西安坐标系。,(2)西安80坐标系1980年国家大地坐标系采用地球椭球基本参数为1975年国际大地测量与地球物理联合会第十六届大会推荐的数据(IUG1975)。该坐标系的大地原点设在我国中部的陕西省泾阳县永乐镇,位于西安市西北方向约60公里,故称1980年西安坐标系,又简称西安大地原点。基准面采用青岛大港验潮站1952-1979年确定的黄海平均海水面(即1985国家高程基准)。 西安80坐标系是在1954北京坐标系的基础上建立起来的,具有以下优点:a. 椭球面同似大地水准面在我国境内最为密合,并且是多点定位;b. 定向明确;c. 大地原点位置居中,比较适当;d. 大地高程基准采用1985国家高程基准,(3)WGS-84坐标系一种国际上采用的地心坐标系,采用GPS卫星轨道数据。坐标原点为包括海洋和大气在内的整个地球质心,空间直角坐标系的Z轴指向BIH(1984.0)定义的地极(CTP)方向,即国际协议原点CIO,它由IAU和IUGG共同推荐。X轴指向BIH定义的零度子午面和CTP赤道的交点,Y轴和Z,X轴构成右手坐标系。WGS-84椭球采用国际大地测量与地球物理联合会第17届大会测量常数推荐值。建立WGS-84世界大地坐标系的一个重要目的,是在世界上建立一个统一的地心坐标系。目前是世界通用的经纬度坐标系。,(4)2000国家大地坐标系(CGCS2000)现行的大地坐标系由于其成果受技术条件制约,精度偏低、无法满足新技术的要求。空间技术的发展成熟与广泛应用迫切要求国家提供高精度、地心、动态、实用、统一的大地坐标系作为各项社会经济活动的基础性保障。因此,经国务院批准,根据《中华人民共和国测绘法》,我国自2008年7月1日起启用2000国家大地坐标系。现有各类测绘成果,在过渡期内可沿用现行国家大地坐标系;2008年7月1日后新生产的各类测绘成果应采用2000国
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