坐標系統
瀏覽量：0發布時間：2023-02-17 09:51:15
坐標系統，是描述物質存在的空間位置(坐標)的參照系，通過定義特定基準及其參數形式來實現。坐標系統可以分為WGS-84、1980 西安坐標系、北京54 坐標系以及CGCS2000國家大地坐標系。
1、CGCS2000國家大地坐標系
2000國家大地坐標系是全球地心坐標系在我國的具體體現，其原點為包括海洋和大氣的整個地球的質量中心。Z軸指向BIH1984.0定義的協議極地方向(BIH國際時間局)，X軸指向BIH1984.0定義的零子午面與協議赤道的交點，Y軸按右手坐標系確定。2000國家大地坐標系采用的地球橢球參數如下：
長半軸 a=6378137m
扁率 f=1/298.257222101
地心引力常數 GM=3.986004418×1014m3s-2
自轉角速度 ω=7.292115×10-5rad s-1
短半軸b=6356752.31414m
極曲率半徑=6399593.62586m
第一偏心率e=0.0818191910428
2、WGS-84 坐標系
WGS-84采用的橢球是國際大地測量與地球物理聯合會第17屆大會大地測量常數推薦值，其四個基本參數
公式
長半徑：a=6378137±2(m);
地球引力和地球質量的乘積：GM=3986005×108m3s-2±0.6×108m3s-2;
正常化二階帶諧系數：C20=-484.16685×10-6±1.3×10-9;
地球重力場二階帶球諧系數：J2=108263×10-8
地球自轉角速度：ω=7292115×10-11rads-1±0.150×10-11rads-1
扁率f=1/298. 257 223 563
3、1980 西安坐標系
西安80是為了進行全國天文大地網整體平差而建立的。根據橢球定位的基本原理，在建立西安80坐標系時有以下先決條件：
(1)大地原點在我國中部，具體地點是陜西省涇陽縣永樂鎮;
(2)西安80坐標系是參心坐標系，橢球短軸Z11想軸· 平行于地球質心指向地極原點方向，大地起始子午面平行于格林尼治平均天文臺子午面;X軸在大地起始子午面內與 Z軸垂直指向經度 0方向;Y軸與 Z、X軸成右手坐標系;
(3)橢球參數采用IUG 1975年大會推薦的參數，因而可得西安80橢球兩個最常用的幾何參數為：
長半軸a=6378140±5(m)
短半軸b=6356755.2882m
扁 率α=1/298.2570
第一偏心率平方 =0.00669438499959 第二偏心率平方=0.00673950181947
4、北京54 坐標系
北京54坐標系(BJZ54)是指北京54坐標系為參心大地坐標系，大地上的一點可用經度L54、緯度M54和大地高H54定位，它是以克拉索夫斯基橢球為基礎，經局部平差后產生的坐標系。
橢球坐標參數如下：
長半軸a=6378245m;
短半軸=6356863.0188m;
扁率α=1/298.3;
第一偏心率平方 =0.006693421622
4、坐標轉換
RTK 測量采用 WGS84 系統，當 RTK 測量要求提供其它坐標系(北京坐標或 1980 西安坐標系等)時，應進行坐標轉換。各坐標系的地球橢球和參考橢球基本參數，應符合下表規定。
(1)坐標轉換求轉換參數時應采用 3 點以上的兩套坐標系成果，采用Bursa-Wolf、Molodenky 等經典、成熟的模型，使用 PowerADJ3.0 成 SKIpro2.3、TGO1.5 以上版本的通用 GPS 軟件進行求解，也可自行編制求參數軟件，經測試與鑒定后使用。轉換參數時應采用三參、四參、五參、七參不同模型形式，視具體工作情況而定，但每次必須使用一組的全套參數進行轉換。坐標轉換參數不準確可影響到 2～3cm 左右 RTK 測量誤差。
(2)當要求提供 1985 國家高程基準或其它高程系高程時，轉換參數必須考慮高程要素。如果轉換參數無法滿足高程精度要求，可對 RTK 數據進行后處理，按高程擬合、大地水準面精化等方法求得這些高程系統的高程。
1、CGCS2000國家大地坐標系
2000國家大地坐標系是全球地心坐標系在我國的具體體現，其原點為包括海洋和大氣的整個地球的質量中心。Z軸指向BIH1984.0定義的協議極地方向(BIH國際時間局)，X軸指向BIH1984.0定義的零子午面與協議赤道的交點，Y軸按右手坐標系確定。2000國家大地坐標系采用的地球橢球參數如下：
長半軸 a=6378137m
扁率 f=1/298.257222101
地心引力常數 GM=3.986004418×1014m3s-2
自轉角速度 ω=7.292115×10-5rad s-1
短半軸b=6356752.31414m
極曲率半徑=6399593.62586m
第一偏心率e=0.0818191910428
2、WGS-84 坐標系
WGS-84采用的橢球是國際大地測量與地球物理聯合會第17屆大會大地測量常數推薦值，其四個基本參數
公式
長半徑：a=6378137±2(m);
地球引力和地球質量的乘積：GM=3986005×108m3s-2±0.6×108m3s-2;
正常化二階帶諧系數：C20=-484.16685×10-6±1.3×10-9;
地球重力場二階帶球諧系數：J2=108263×10-8
地球自轉角速度：ω=7292115×10-11rads-1±0.150×10-11rads-1
扁率f=1/298. 257 223 563
3、1980 西安坐標系
西安80是為了進行全國天文大地網整體平差而建立的。根據橢球定位的基本原理，在建立西安80坐標系時有以下先決條件：
(1)大地原點在我國中部，具體地點是陜西省涇陽縣永樂鎮;
(2)西安80坐標系是參心坐標系，橢球短軸Z11想軸· 平行于地球質心指向地極原點方向，大地起始子午面平行于格林尼治平均天文臺子午面;X軸在大地起始子午面內與 Z軸垂直指向經度 0方向;Y軸與 Z、X軸成右手坐標系;
(3)橢球參數采用IUG 1975年大會推薦的參數，因而可得西安80橢球兩個最常用的幾何參數為：
長半軸a=6378140±5(m)
短半軸b=6356755.2882m
扁 率α=1/298.2570
第一偏心率平方 =0.00669438499959 第二偏心率平方=0.00673950181947
4、北京54 坐標系
北京54坐標系(BJZ54)是指北京54坐標系為參心大地坐標系，大地上的一點可用經度L54、緯度M54和大地高H54定位，它是以克拉索夫斯基橢球為基礎，經局部平差后產生的坐標系。
橢球坐標參數如下：
長半軸a=6378245m;
短半軸=6356863.0188m;
扁率α=1/298.3;
第一偏心率平方 =0.006693421622
4、坐標轉換
RTK 測量采用 WGS84 系統，當 RTK 測量要求提供其它坐標系(北京坐標或 1980 西安坐標系等)時，應進行坐標轉換。各坐標系的地球橢球和參考橢球基本參數，應符合下表規定。
(1)坐標轉換求轉換參數時應采用 3 點以上的兩套坐標系成果，采用Bursa-Wolf、Molodenky 等經典、成熟的模型，使用 PowerADJ3.0 成 SKIpro2.3、TGO1.5 以上版本的通用 GPS 軟件進行求解，也可自行編制求參數軟件，經測試與鑒定后使用。轉換參數時應采用三參、四參、五參、七參不同模型形式，視具體工作情況而定，但每次必須使用一組的全套參數進行轉換。坐標轉換參數不準確可影響到 2～3cm 左右 RTK 測量誤差。
(2)當要求提供 1985 國家高程基準或其它高程系高程時，轉換參數必須考慮高程要素。如果轉換參數無法滿足高程精度要求，可對 RTK 數據進行后處理，按高程擬合、大地水準面精化等方法求得這些高程系統的高程。
