中國礦業(yè)大學(xué)環(huán)境與測繪學(xué)院《應(yīng)用大地測量學(xué)》王中元第七章 大地測量坐標系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換

《中國礦業(yè)大學(xué)環(huán)境與測繪學(xué)院《應(yīng)用大地測量學(xué)》王中元第七章 大地測量坐標系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《中國礦業(yè)大學(xué)環(huán)境與測繪學(xué)院《應(yīng)用大地測量學(xué)》王中元第七章 大地測量坐標系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換（88頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第七章第七章 大地測量坐標大地測量坐標系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換第七章第七章 大地測量坐標系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換大地測量坐標系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換第一節(jié)第一節(jié) 我國的大地坐標系統(tǒng)簡介我國的大地坐標系統(tǒng)簡介第二節(jié)第二節(jié) 大地坐標與三維直角坐標的換算關(guān)系（重點）大地坐標與三維直角坐標的換算關(guān)系（重點）第三節(jié)第三節(jié) 不同大地坐標系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換（重點）不同大地坐標系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換（重點）第四節(jié)第四節(jié) 平面坐標系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換（重點）平面坐標系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換（重點）第五節(jié)第五節(jié) 局部坐標系統(tǒng)的選擇與坐標轉(zhuǎn)換（重點）局部坐標系統(tǒng)的選擇與坐標轉(zhuǎn)換（重點）第六節(jié)第六節(jié) 天球坐標系與地球坐標系的轉(zhuǎn)換天球坐標系與地球坐標系的轉(zhuǎn)換第七節(jié)第七節(jié) GPS

2、GPS高程與局部地區(qū)大地水準面精化問題高程與局部地區(qū)大地水準面精化問題第七章第七章 大地測量坐標系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換大地測量坐標系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換第一節(jié)第一節(jié) 我國的大地坐標系統(tǒng)簡介我國的大地坐標系統(tǒng)簡介第二節(jié)第二節(jié) 大地坐標與三維直角坐標的換算關(guān)系（重點）大地坐標與三維直角坐標的換算關(guān)系（重點）第三節(jié)第三節(jié) 不同大地坐標系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換（重點）不同大地坐標系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換（重點）第四節(jié)第四節(jié) 平面坐標系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換（重點）平面坐標系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換（重點）第五節(jié)第五節(jié) 局部坐標系統(tǒng)的選擇與坐標轉(zhuǎn)換（重點）局部坐標系統(tǒng)的選擇與坐標轉(zhuǎn)換（重點）第六節(jié)第六節(jié) 天球坐標系與地球坐標系的轉(zhuǎn)換天球坐標系與地球坐標系的轉(zhuǎn)換第七節(jié)第

3、七節(jié) GPSGPS高程與局部地區(qū)大地水準面精化問題高程與局部地區(qū)大地水準面精化問題第一節(jié)第一節(jié) 我國的大地坐標系統(tǒng)簡介我國的大地坐標系統(tǒng)簡介 應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué) 應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué)7.1.1 1954年北京坐標系年北京坐標系7.1.2 1980年國家大地坐標系年國家大地坐標系7.1.3 1954年北京坐標系（整體平差轉(zhuǎn)換值）年北京坐標系（整體平差轉(zhuǎn)換值）7.1 我國的大地坐標系統(tǒng)簡介我國的大地坐標系統(tǒng)簡介 應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué)7.1.1 1954年北京坐標系年北京坐標系7.1.2 1980年國家大地坐標系年國家大地坐標系7.1.3 1954年北京坐標系（整體平差轉(zhuǎn)換

4、值）年北京坐標系（整體平差轉(zhuǎn)換值）7.1 我國的大地坐標系統(tǒng)簡介我國的大地坐標系統(tǒng)簡介7.1.1 1954年北京坐標系年北京坐標系 應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué) 19541954年，總參測繪局在有關(guān)方面的建議與支持下，年，總參測繪局在有關(guān)方面的建議與支持下，鑒于當時的歷史條件，采取先將我國一等鎖與前蘇聯(lián)遠鑒于當時的歷史條件，采取先將我國一等鎖與前蘇聯(lián)遠東一等鎖相聯(lián)接，然后以連接處呼瑪，吉拉林，東寧基東一等鎖相聯(lián)接，然后以連接處呼瑪，吉拉林，東寧基線網(wǎng)擴大邊端點的前蘇聯(lián)線網(wǎng)擴大邊端點的前蘇聯(lián)19421942年年普爾科沃坐標系普爾科沃坐標系的坐標的坐標為起算數(shù)據(jù)，平差我國東北及東部一等鎖，這樣從蘇

5、聯(lián)為起算數(shù)據(jù)，平差我國東北及東部一等鎖，這樣從蘇聯(lián)傳算來的坐標系定名為傳算來的坐標系定名為19541954年北京坐標系。年北京坐標系。19541954年北京坐標系實際上是前蘇聯(lián)年北京坐標系實際上是前蘇聯(lián)19421942年普爾科沃年普爾科沃坐標系在我國的延伸，但我國坐標系的大地點高程坐標系在我國的延伸，但我國坐標系的大地點高程（19561956年黃海高程系）卻與前蘇聯(lián)坐標系的計算基準面年黃海高程系）卻與前蘇聯(lián)坐標系的計算基準面不同，因此嚴格意義上來說，二者不是完全相同的大地不同，因此嚴格意義上來說，二者不是完全相同的大地坐標系。坐標系。應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué)u19541954年北京坐標系屬

6、于年北京坐標系屬于參心參心坐標系；坐標系；u采用采用克拉索夫斯基橢球克拉索夫斯基橢球參數(shù)；參數(shù)；u多點多點定位定位:垂線偏差由垂線偏差由900900個點解得，大地水準面差距由個點解得，大地水準面差距由4343個點解得；個點解得；u參考橢球參考橢球定向定向時令時令 ；u大地大地原點原點是前蘇聯(lián)的普爾科沃；是前蘇聯(lián)的普爾科沃；u大地點大地點高程高程是以是以19561956年青島驗潮站求出的黃海平均海水面為基準；年青島驗潮站求出的黃海平均海水面為基準；u高程異常高程異常是以前蘇聯(lián)是以前蘇聯(lián)19551955年大地水準面重新平差結(jié)果為起算值，按年大地水準面重新平差結(jié)果為起算值，按我國天文水準路線推算出來

7、的；我國天文水準路線推算出來的；u提供的大地點成果是提供的大地點成果是局部平差局部平差結(jié)果。結(jié)果。0zyx7.1.1 1954年北京坐標系年北京坐標系 應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué)u克拉索夫斯基橢球克拉索夫斯基橢球比現(xiàn)代精確橢球相差過大比現(xiàn)代精確橢球相差過大；u只涉及兩個幾何性質(zhì)的橢球參數(shù)只涉及兩個幾何性質(zhì)的橢球參數(shù)（a a和和），滿足不了當今理論研究和實），滿足不了當今理論研究和實際工作中所需四個地球橢球基本參數(shù)的要求；際工作中所需四個地球橢球基本參數(shù)的要求；u處理處理重力數(shù)據(jù)重力數(shù)據(jù)時采用的是赫爾默特時采用的是赫爾默特19011901到到19091909年正常重力公式，與之相應(yīng)年正常重力公

8、式，與之相應(yīng)的赫爾默特扁球不是旋轉(zhuǎn)橢球，它與克拉索夫斯基橢球是不一致的；的赫爾默特扁球不是旋轉(zhuǎn)橢球，它與克拉索夫斯基橢球是不一致的；u對應(yīng)的對應(yīng)的參考橢球面與我國大地水準面存在著自西向東明顯的系統(tǒng)性傾斜參考橢球面與我國大地水準面存在著自西向東明顯的系統(tǒng)性傾斜，在東部地區(qū)高程異常最大達到在東部地區(qū)高程異常最大達到6565米，全國范圍平均米，全國范圍平均2929米；米；u橢球定向不明確橢球定向不明確，橢球短軸指向既不是，橢球短軸指向既不是CIO,CIO,也不是我國的也不是我國的JYD1968.0JYD1968.0；u起始子午面起始子午面不是國際時間局不是國際時間局BIHBIH所定義的格林尼治平均天

9、文臺子午面，給所定義的格林尼治平均天文臺子午面，給坐標換算帶來一些不便和誤差；坐標換算帶來一些不便和誤差；u坐標系未經(jīng)整體平差坐標系未經(jīng)整體平差而僅是局部平差成果，點位精度不高，也不均勻；而僅是局部平差成果，點位精度不高，也不均勻；u名不副實名不副實，容易引起一些誤解。，容易引起一些誤解。7.1.1 1954年北京坐標系年北京坐標系 應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué)7.1.1 1954年北京坐標系年北京坐標系 應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué)7.1.1 1954年北京坐標系年北京坐標系7.1.2 1980年國家大地坐標系年國家大地坐標系7.1.3 1954年北京坐標系（整體平差轉(zhuǎn)換值）年北京坐標系（整

10、體平差轉(zhuǎn)換值）7.1 我國的大地坐標系統(tǒng)簡介我國的大地坐標系統(tǒng)簡介7.1.2 1980年國家大地坐標系年國家大地坐標系 應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué)u19801980年國家大地坐標系屬年國家大地坐標系屬參心參心大地坐標系；大地坐標系；u采用既含幾何參數(shù)又含物理參數(shù)的采用既含幾何參數(shù)又含物理參數(shù)的四個橢球基本參數(shù)四個橢球基本參數(shù)。數(shù)值采用。數(shù)值采用19751975年年IUGGIUGG第第1616屆大會的推薦值；屆大會的推薦值；u多點多點定位；定位；u定向定向明確。地球橢球短軸平行于由地球質(zhì)心指向地極原點明確。地球橢球短軸平行于由地球質(zhì)心指向地極原點JYD1968.0JYD1968.0方向，起始大

11、地子午面平行于我國起始天文子午面；方向，起始大地子午面平行于我國起始天文子午面；u大地原點大地原點在我國中部：陜西省涇陽縣永樂鎮(zhèn)，簡稱西安原點；在我國中部：陜西省涇陽縣永樂鎮(zhèn)，簡稱西安原點；u大地點高程大地點高程以以19561956年青島驗潮站求出的黃海平均海水面為基準；年青島驗潮站求出的黃海平均海水面為基準；u19801980年國家大地坐標系建立后，進行了全國天文大地網(wǎng)年國家大地坐標系建立后，進行了全國天文大地網(wǎng)整體平差整體平差，計算了計算了5 5萬余個點的成果。萬余個點的成果。應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué)7.1.2 1980年國家大地坐標系年國家大地坐標系7.1.2 1980年國家大地坐標

12、系年國家大地坐標系 應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué)u原來的各種關(guān)于橢球參數(shù)的用表均要變更原來的各種關(guān)于橢球參數(shù)的用表均要變更u低等點要重新平差，編撰新的三角點成果表低等點要重新平差，編撰新的三角點成果表u地形圖圖廓線和方里網(wǎng)線位置發(fā)生變化，并引起地形圖內(nèi)地形、地地形圖圖廓線和方里網(wǎng)線位置發(fā)生變化，并引起地形圖內(nèi)地形、地物相關(guān)位置的改變物相關(guān)位置的改變u新形勢下新形勢下19801980年國家大地坐標系的地極原點年國家大地坐標系的地極原點JYD1968.0JYD1968.0已不能適應(yīng)已不能適應(yīng)當代建立高精度天文地球動力學(xué)系帶要求。當代建立高精度天文地球動力學(xué)系帶要求。應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué)7.

13、1.1 1954年北京坐標系年北京坐標系7.1.2 1980年國家大地坐標系年國家大地坐標系7.1.3 1954年北京坐標系（整體平差轉(zhuǎn)換值）年北京坐標系（整體平差轉(zhuǎn)換值）7.1 我國的大地坐標系統(tǒng)簡介我國的大地坐標系統(tǒng)簡介7.1.3 1954年北京坐標系（整體平差轉(zhuǎn)換值年北京坐標系（整體平差轉(zhuǎn)換值）應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué) 它是在它是在19801980年國家大地坐標系的基礎(chǔ)上，年國家大地坐標系的基礎(chǔ)上，改變改變IUGG1975IUGG1975年橢球至克拉索夫斯基橢球年橢球至克拉索夫斯基橢球，通過在空間，通過在空間三個坐標軸上進行平移而來的。因此，其坐標值仍三個坐標軸上進行平移而來的。因此

14、，其坐標值仍體現(xiàn)了體現(xiàn)了整體平差整體平差的特點，精度和的特點，精度和19801980年國家大地坐年國家大地坐標系相同，克服了標系相同，克服了19541954年北京坐標系局部平差的缺年北京坐標系局部平差的缺點；其點；其坐標軸坐標軸和和19801980年國家大地坐標系坐標軸相互年國家大地坐標系坐標軸相互平行，所以它的定向明確；它的平行，所以它的定向明確；它的橢球參數(shù)橢球參數(shù)恢復(fù)為恢復(fù)為19541954年北京坐標系的橢球參數(shù)，從而使其坐標值和年北京坐標系的橢球參數(shù)，從而使其坐標值和19541954年北京坐標系局部平差坐標值相差較小。年北京坐標系局部平差坐標值相差較小。應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué)u屬

15、屬參心參心大地坐標系；長短軸采用大地坐標系；長短軸采用克拉索夫斯基克拉索夫斯基橢球參數(shù)；橢球參數(shù)；u多點多點定位，參心雖和定位，參心雖和19541954年北京坐標系參心不相一致，但十分年北京坐標系參心不相一致，但十分接近；接近；u定向定向明確，與明確，與19801980年國家大地坐標系的定向相同；年國家大地坐標系的定向相同；u大地原點大地原點與與19801980年國家大地坐標系相同，但大地年國家大地坐標系相同，但大地起算數(shù)據(jù)起算數(shù)據(jù)不同；不同；u大地點高程基準大地點高程基準是以是以19561956年青島驗潮站求出的黃海平均海水面年青島驗潮站求出的黃海平均海水面為基準；為基準；u提供坐標是提供坐

16、標是19801980年國家大地坐標系年國家大地坐標系整體平差整體平差轉(zhuǎn)換值，精度一致；轉(zhuǎn)換值，精度一致；u用于用于測圖坐標系測圖坐標系，對于，對于1:51:5萬以下比例尺測圖，新舊圖接邊，不萬以下比例尺測圖，新舊圖接邊，不會產(chǎn)生明顯裂痕。會產(chǎn)生明顯裂痕。7.1.3 1954年北京坐標系（整體平差轉(zhuǎn)換值年北京坐標系（整體平差轉(zhuǎn)換值）應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué)三個坐標系的關(guān)系如下圖三個坐標系的關(guān)系如下圖:7.1.3 1954年北京坐標系（整體平差轉(zhuǎn)換值年北京坐標系（整體平差轉(zhuǎn)換值）第七章第七章 大地測量坐標系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換大地測量坐標系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換第一節(jié)第一節(jié) 我國的大地坐標系統(tǒng)簡介我國的大地坐標系統(tǒng)簡介

17、第二節(jié)第二節(jié) 大地坐標與三維直角坐標的換算關(guān)系（重點）大地坐標與三維直角坐標的換算關(guān)系（重點）第三節(jié)第三節(jié) 不同大地坐標系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換（重點）不同大地坐標系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換（重點）第四節(jié)第四節(jié) 平面坐標系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換（重點）平面坐標系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換（重點）第五節(jié)第五節(jié) 局部坐標系統(tǒng)的選擇與坐標轉(zhuǎn)換（重點）局部坐標系統(tǒng)的選擇與坐標轉(zhuǎn)換（重點）第六節(jié)第六節(jié) 天球坐標系與地球坐標系的轉(zhuǎn)換天球坐標系與地球坐標系的轉(zhuǎn)換第七節(jié)第七節(jié) GPSGPS高程與局部地區(qū)大地水準面精化問題高程與局部地區(qū)大地水準面精化問題第二節(jié)第二節(jié) 大地坐標與三維直角坐標的換算關(guān)系大地坐標與三維直角坐標的換算關(guān)系 應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測

18、量學(xué)第二節(jié)第二節(jié) 大地坐標與三維直角坐標的換算關(guān)系大地坐標與三維直角坐標的換算關(guān)系 應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué)BHeNZLBHNYLBHNXsin)1(sincos)(coscos)(2第二節(jié)第二節(jié) 大地坐標與三維直角坐標的換算關(guān)系大地坐標與三維直角坐標的換算關(guān)系 應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué)NBYXHHNNeYXZBXYLcos)(1(arctanarctan221222第二節(jié)第二節(jié) 大地坐標與三維直角坐標的換算關(guān)系大地坐標與三維直角坐標的換算關(guān)系 應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué))57()/(1)(/arctan()sin()/arctan(122220222HNNeYXZBNBNeZYXH

19、XYL第七章第七章 大地測量坐標系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換大地測量坐標系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換第一節(jié)第一節(jié) 我國的大地坐標系統(tǒng)簡介我國的大地坐標系統(tǒng)簡介第二節(jié)第二節(jié) 大地坐標與三維直角坐標的換算關(guān)系（重點）大地坐標與三維直角坐標的換算關(guān)系（重點）第三節(jié)第三節(jié) 不同大地坐標系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換（重點）不同大地坐標系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換（重點）第四節(jié)第四節(jié) 平面坐標系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換（重點）平面坐標系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換（重點）第五節(jié)第五節(jié) 局部坐標系統(tǒng)的選擇與坐標轉(zhuǎn)換（重點）局部坐標系統(tǒng)的選擇與坐標轉(zhuǎn)換（重點）第六節(jié)第六節(jié) 天球坐標系與地球坐標系的轉(zhuǎn)換天球坐標系與地球坐標系的轉(zhuǎn)換第七節(jié)第七節(jié) GPSGPS高程與局部地區(qū)大地水準面精化問題高程與局部地區(qū)

20、大地水準面精化問題第三節(jié)第三節(jié) 不同大地坐標系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換不同大地坐標系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換 應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué) 應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué)7.3.1 不同空間直角坐標系的轉(zhuǎn)換不同空間直角坐標系的轉(zhuǎn)換7.3.2 不同大地坐標系的轉(zhuǎn)換不同大地坐標系的轉(zhuǎn)換7.3.3 其他轉(zhuǎn)換方法其他轉(zhuǎn)換方法7.3 不同大地坐標系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換不同大地坐標系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換 應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué)7.3.1 不同空間直角坐標系的轉(zhuǎn)換不同空間直角坐標系的轉(zhuǎn)換7.3.2 不同大地坐標系的轉(zhuǎn)換不同大地坐標系的轉(zhuǎn)換7.3.3 其他轉(zhuǎn)換方法其他轉(zhuǎn)換方法7.3 不同大地坐標系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換不同大地坐標系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換7.3.1

21、 不同空間直角坐標系的轉(zhuǎn)換不同空間直角坐標系的轉(zhuǎn)換 應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué) 不同空間直角坐標系的轉(zhuǎn)換，包括三個坐標軸的不同空間直角坐標系的轉(zhuǎn)換，包括三個坐標軸的平移平移和坐標和坐標軸的軸的旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)，以及兩個坐標系的，以及兩個坐標系的尺度比尺度比參數(shù)，坐標軸之間的三個旋參數(shù)，坐標軸之間的三個旋轉(zhuǎn)角叫歐勒角。轉(zhuǎn)角叫歐勒角?？臻g直角坐標轉(zhuǎn)換公式：（空間直角坐標轉(zhuǎn)換公式：（7-7）、（）、（7-8）應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué) 三參數(shù)坐標轉(zhuǎn)換公式是在假設(shè)兩坐標系間三參數(shù)坐標轉(zhuǎn)換公式是在假設(shè)兩坐標系間各坐標軸相互平行各坐標軸相互平行，軸系間軸系間不存在歐勒角不存在歐勒角的條件下得出的。實際應(yīng)用中，

22、因為歐勒角的條件下得出的。實際應(yīng)用中，因為歐勒角不大，可以用三參數(shù)公式近似地進行空間直角坐標系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換。不大，可以用三參數(shù)公式近似地進行空間直角坐標系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換。公共點只有一個時公共點只有一個時,采用三參數(shù)公式進行轉(zhuǎn)換。采用三參數(shù)公式進行轉(zhuǎn)換。（7-97-9）000111222ZYXZYXZYX7.3.1 不同空間直角坐標系的轉(zhuǎn)換不同空間直角坐標系的轉(zhuǎn)換 應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué) 用七參數(shù)進行空間直角坐標轉(zhuǎn)換有用七參數(shù)進行空間直角坐標轉(zhuǎn)換有布爾莎公式布爾莎公式，莫洛琴斯基公莫洛琴斯基公式式和和范氏公式范氏公式等。下面給出布爾莎七參數(shù)公式：等。下面給出布爾莎七參數(shù)公式：（7-10）000111

23、111222000)1(ZYXZYXZYXmZYXXYXZYZ7.3.1 不同空間直角坐標系的轉(zhuǎn)換不同空間直角坐標系的轉(zhuǎn)換 應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué) 坐標轉(zhuǎn)換七參數(shù)公式屬于坐標轉(zhuǎn)換七參數(shù)公式屬于相似變換模型相似變換模型。大地控制網(wǎng)中的系。大地控制網(wǎng)中的系統(tǒng)誤差一般呈區(qū)域性，當統(tǒng)誤差一般呈區(qū)域性，當區(qū)域較小區(qū)域較小時，區(qū)域性的系統(tǒng)誤差被相似時，區(qū)域性的系統(tǒng)誤差被相似變換參數(shù)變換參數(shù)擬合擬合，故局部區(qū)域的坐標轉(zhuǎn)換采用七參數(shù)公式模型是比，故局部區(qū)域的坐標轉(zhuǎn)換采用七參數(shù)公式模型是比較適宜的。但對較適宜的。但對全國或一個省區(qū)范圍全國或一個省區(qū)范圍內(nèi)的坐標轉(zhuǎn)換，可以采用內(nèi)的坐標轉(zhuǎn)換，可以采用多多項式回

24、歸模型項式回歸模型，將各區(qū)域的系統(tǒng)偏差擬合到回歸參數(shù)中，從而提，將各區(qū)域的系統(tǒng)偏差擬合到回歸參數(shù)中，從而提高坐標轉(zhuǎn)換精度。高坐標轉(zhuǎn)換精度。兩種不同空間直角坐標系轉(zhuǎn)換時，兩種不同空間直角坐標系轉(zhuǎn)換時，坐標轉(zhuǎn)換的精度坐標轉(zhuǎn)換的精度取決于坐取決于坐標轉(zhuǎn)換的標轉(zhuǎn)換的數(shù)學(xué)模型數(shù)學(xué)模型和求解轉(zhuǎn)換系數(shù)的和求解轉(zhuǎn)換系數(shù)的公共點坐標精度公共點坐標精度，此外，還，此外，還與與公共點的分布公共點的分布有關(guān)。鑒于地面控制網(wǎng)系統(tǒng)誤差在不同區(qū)域并非有關(guān)。鑒于地面控制網(wǎng)系統(tǒng)誤差在不同區(qū)域并非是一個常數(shù)，所以采用是一個常數(shù)，所以采用能更好地反映實際情況，能更好地反映實際情況，提高坐標轉(zhuǎn)換的精度。提高坐標轉(zhuǎn)換的精度。7.3.1

25、 不同空間直角坐標系的轉(zhuǎn)換不同空間直角坐標系的轉(zhuǎn)換 應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué)7.3.1 不同空間直角坐標系的轉(zhuǎn)換不同空間直角坐標系的轉(zhuǎn)換7.3.2 不同大地坐標系的轉(zhuǎn)換不同大地坐標系的轉(zhuǎn)換7.3.3 其他轉(zhuǎn)換方法其他轉(zhuǎn)換方法7.3 不同大地坐標系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換不同大地坐標系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換7.3.2 不同大地坐標系的轉(zhuǎn)換不同大地坐標系的轉(zhuǎn)換 應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué) 不同大地坐標系的轉(zhuǎn)換是指不同大地坐標系的轉(zhuǎn)換是指的兩個大地的兩個大地坐標系統(tǒng)之間的坐標轉(zhuǎn)換坐標系統(tǒng)之間的坐標轉(zhuǎn)換。空間一點?？臻g一點P P對于第一個參考橢球其大地對于第一個參考橢球其大地坐標為（坐標為（B1B1，L1L1，H1H

26、1），當橢球元素及其定位變化后，），當橢球元素及其定位變化后，P P點的大地點的大地坐標變化了（坐標變化了（dB,dL,dHdB,dL,dH），對于變化后的第二個參考橢球），對于變化后的第二個參考橢球P P點的大點的大地坐標為（地坐標為（B2B2，L2L2，H2H2）。顯然，不同大地坐標系的轉(zhuǎn)換公式為）。顯然，不同大地坐標系的轉(zhuǎn)換公式為 只要求出大地坐標的只要求出大地坐標的變化量變化量，就可以按上式進行不同大地坐標，就可以按上式進行不同大地坐標系的轉(zhuǎn)換。系的轉(zhuǎn)換。根據(jù)橢球元素和定位的變化推求點的大地經(jīng)緯度和大地根據(jù)橢球元素和定位的變化推求點的大地經(jīng)緯度和大地高的變化的公式高的變化的公式，叫做，

27、叫做。dHHHdLLLdBBB121212 應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué) 由第二節(jié)空間直角坐標和大地坐標的關(guān)系式（由第二節(jié)空間直角坐標和大地坐標的關(guān)系式（7-17-1）可知，點）可知，點的空間大地直角坐標是橢球幾何元素（的空間大地直角坐標是橢球幾何元素（長半徑長半徑a a和和扁率扁率f f）和橢球定）和橢球定位元素（位元素（B B，L L，H H）的函數(shù)。當橢球元素和定位結(jié)果發(fā)生變化時，）的函數(shù)。當橢球元素和定位結(jié)果發(fā)生變化時，點的空間大地直角坐標必然發(fā)生變化。點的空間大地直角坐標必然發(fā)生變化。dHHZdLLZdBBZdffZdaaZdZdHHYdLLYdBBYdffYdaaYdYdHHXdL

28、LXdBBXdffXdaaXdX7.3.2 不同大地坐標系的轉(zhuǎn)換不同大地坐標系的轉(zhuǎn)換 應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué)：（：（7-167-16）fdfBBeMadaBeNBdZLdYBLdXBdH1sin)sin1()sin1(sinsincoscoscos222221cossin)sin2(sincoscossinsincossin1222fdfBBBeMadaBBNeBdZLdYBLdXBHMdB)cossecsinsec(1LdYBLdXBHNdL7.3.2 不同大地坐標系的轉(zhuǎn)換不同大地坐標系的轉(zhuǎn)換 應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué)fdfBBeMadaBeNmBeNLBBNeLBBNeBZLYB

29、LXBdHYX1sin)sin1()sin1()sin1(coscossinsincossinsinsincoscoscos2222222220001cossin)sin2(sincos1cossincossin)cossinsincossin(12222000fdfBBBeMadaBBNeHMBmBeMNLLBZLYBLXBHMdBYXzYXLBLBLYBLXBHNdLsintancostan)cossecsinsec(1007.3.2 不同大地坐標系的轉(zhuǎn)換不同大地坐標系的轉(zhuǎn)換 應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué)（X1,Y1,Z1X1,Y1,Z1）（B1,L1,H1B1,L1,H1）（X2,Y2,

30、Z2X2,Y2,Z2）（B2,L2,H2B2,L2,H2）BrusaBrusa七參數(shù)公式七參數(shù)公式橢球橢球1 1參數(shù)參數(shù)橢球橢球2 2參數(shù)參數(shù)7.3.2 不同大地坐標系的轉(zhuǎn)換不同大地坐標系的轉(zhuǎn)換 應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué) 1cossin)sin2(sincos1cossincossin)cossinsincossin(12222000fdfBBBeMadaBBNeMBmBeMNLLBZLYBLXBMdBYXzYXLBLBLYBLXBNdLsintancostan)cossecsinsec(100只要在大地坐標微分公式中，將只要在大地坐標微分公式中，將H=0H=0代入即得到二維大地坐標代入即

31、得到二維大地坐標轉(zhuǎn)換模型轉(zhuǎn)換模型：（：（7-187-18）7.3.2 不同大地坐標系的轉(zhuǎn)換不同大地坐標系的轉(zhuǎn)換 應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué)7.3.1 不同空間直角坐標系的轉(zhuǎn)換不同空間直角坐標系的轉(zhuǎn)換7.3.2 不同大地坐標系的轉(zhuǎn)換不同大地坐標系的轉(zhuǎn)換7.3.3 其他轉(zhuǎn)換方法其他轉(zhuǎn)換方法7.3 不同大地坐標系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換不同大地坐標系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換第七章第七章 大地測量坐標系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換大地測量坐標系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換第一節(jié)第一節(jié) 我國的大地坐標系統(tǒng)簡介我國的大地坐標系統(tǒng)簡介第二節(jié)第二節(jié) 大地坐標與三維直角坐標的換算關(guān)系（重點）大地坐標與三維直角坐標的換算關(guān)系（重點）第三節(jié)第三節(jié) 不同大地坐標系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換（

32、重點）不同大地坐標系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換（重點）第四節(jié)第四節(jié) 平面坐標系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換（重點）平面坐標系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換（重點）第五節(jié)第五節(jié) 局部坐標系統(tǒng)的選擇與坐標轉(zhuǎn)換（重點）局部坐標系統(tǒng)的選擇與坐標轉(zhuǎn)換（重點）第六節(jié)第六節(jié) 天球坐標系與地球坐標系的轉(zhuǎn)換天球坐標系與地球坐標系的轉(zhuǎn)換第七節(jié)第七節(jié) GPSGPS高程與局部地區(qū)大地水準面精化問題高程與局部地區(qū)大地水準面精化問題 應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué)7.4.1 不同二維高斯投影平面坐標系的轉(zhuǎn)換模型不同二維高斯投影平面坐標系的轉(zhuǎn)換模型7.4.2 平面坐標系統(tǒng)相似變換模型平面坐標系統(tǒng)相似變換模型7.4 平面坐標系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換平面坐標系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換 應(yīng)用大地測量

33、學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué)7.4.1 不同二維高斯投影平面坐標系的轉(zhuǎn)換模型不同二維高斯投影平面坐標系的轉(zhuǎn)換模型7.4.2 平面坐標系統(tǒng)相似變換模型平面坐標系統(tǒng)相似變換模型7.4 平面坐標系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換平面坐標系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換7.4.1 不同二維高斯投影平面坐標不同二維高斯投影平面坐標系的轉(zhuǎn)換模型系的轉(zhuǎn)換模型 應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué) 思路：將不同的大地坐標（思路：將不同的大地坐標（B B，L L）用各自的橢球參數(shù)分別按）用各自的橢球參數(shù)分別按高高斯正形投影正算公式斯正形投影正算公式變換到高斯平面上，變?yōu)椴煌亩S高斯投影變換到高斯平面上，變?yōu)椴煌亩S高斯投影平面坐標（平面坐標（x x，y y）。此時

34、，可以按）。此時，可以按二維高斯投影坐標變換模型二維高斯投影坐標變換模型進行進行坐標轉(zhuǎn)換，再將轉(zhuǎn)換后的高斯平面坐標按坐標轉(zhuǎn)換，再將轉(zhuǎn)換后的高斯平面坐標按高斯投影反算公式高斯投影反算公式變換為變換為相應(yīng)的大地坐標。相應(yīng)的大地坐標。dBBydLLydydBBxdLLxdx 應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué)7.4.1 不同二維高斯投影平面坐標系的轉(zhuǎn)換模型不同二維高斯投影平面坐標系的轉(zhuǎn)換模型7.4.2 平面坐標系統(tǒng)相似變換模型平面坐標系統(tǒng)相似變換模型7.4 平面坐標系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換平面坐標系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換7.4.2 平面坐標系統(tǒng)相似變換模型平面坐標系統(tǒng)相似變換模型 應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué) cossins

35、incos00mymxYYmymxXXiiiiii00,YX 稱為坐標變換的稱為坐標變換的平移參數(shù)平移參數(shù)，m m稱為稱為尺度比尺度比參數(shù)，參數(shù)，稱為稱為旋轉(zhuǎn)角旋轉(zhuǎn)角參參數(shù)。數(shù)。第七章第七章 大地測量坐標系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換大地測量坐標系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換第一節(jié)第一節(jié) 我國的大地坐標系統(tǒng)簡介我國的大地坐標系統(tǒng)簡介第二節(jié)第二節(jié) 大地坐標與三維直角坐標的換算關(guān)系（重點）大地坐標與三維直角坐標的換算關(guān)系（重點）第三節(jié)第三節(jié) 不同大地坐標系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換（重點）不同大地坐標系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換（重點）第四節(jié)第四節(jié) 平面坐標系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換（重點）平面坐標系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換（重點）第五節(jié)第五節(jié) 局部坐標系統(tǒng)的選擇與坐標轉(zhuǎn)換（重點）局部坐

36、標系統(tǒng)的選擇與坐標轉(zhuǎn)換（重點）第六節(jié)第六節(jié) 天球坐標系與地球坐標系的轉(zhuǎn)換天球坐標系與地球坐標系的轉(zhuǎn)換第七節(jié)第七節(jié) GPSGPS高程與局部地區(qū)大地水準面精化問題高程與局部地區(qū)大地水準面精化問題第五節(jié)第五節(jié) 局部坐標系統(tǒng)的選擇與坐標轉(zhuǎn)換局部坐標系統(tǒng)的選擇與坐標轉(zhuǎn)換 應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué) 按高斯正形投影按高斯正形投影6 6分帶或分帶或3 3分帶所建立的高分帶所建立的高斯平面坐標系統(tǒng)通常稱為斯平面坐標系統(tǒng)通常稱為國家統(tǒng)一坐標系統(tǒng)國家統(tǒng)一坐標系統(tǒng)。高。高斯投影會引起長度變形，投影帶的邊沿長度變形斯投影會引起長度變形，投影帶的邊沿長度變形更大。更大。工程測量工程測量采用國家統(tǒng)一坐標系統(tǒng)時，采用國家

37、統(tǒng)一坐標系統(tǒng)時，控制網(wǎng)控制網(wǎng)實測邊長實測邊長應(yīng)化算為高斯平面邊長。應(yīng)化算為高斯平面邊長。測圖測圖時時地面長地面長度度化算為高斯平面邊長要加改正；另外化算為高斯平面邊長要加改正；另外地面點如地面點如果高出橢球面一定高度果高出橢球面一定高度，則地面長度歸算至橢球，則地面長度歸算至橢球面上也要加改正。這樣一來，給測圖用圖帶來不面上也要加改正。這樣一來，給測圖用圖帶來不便，有時需選擇局部坐標系。便，有時需選擇局部坐標系。應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué)7.5.1 長度變形及其容許值長度變形及其容許值7.5.2 國家統(tǒng)一坐標系引起的長度變形國家統(tǒng)一坐標系引起的長度變形7.5.3 工程測量坐標系的選擇工程測量

38、坐標系的選擇7.5.4 選擇獨立坐標系應(yīng)注意的事項選擇獨立坐標系應(yīng)注意的事項7.5 局部坐標系統(tǒng)的選擇與坐標轉(zhuǎn)換局部坐標系統(tǒng)的選擇與坐標轉(zhuǎn)換 應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué)7.5.1 長度變形及其容許值長度變形及其容許值7.5.2 國家統(tǒng)一坐標系引起的長度變形國家統(tǒng)一坐標系引起的長度變形7.5.3 工程測量坐標系的選擇工程測量坐標系的選擇7.5.4 選擇獨立坐標系應(yīng)注意的事項選擇獨立坐標系應(yīng)注意的事項7.5 局部坐標系統(tǒng)的選擇與坐標轉(zhuǎn)換局部坐標系統(tǒng)的選擇與坐標轉(zhuǎn)換7.5.1 長度變形及其容許值長度變形及其容許值 應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué) 地面水平長度歸算至國家規(guī)定的橢球面上要加如下改正：地面

39、水平長度歸算至國家規(guī)定的橢球面上要加如下改正：（7-247-24）（）（4-294-29）式中，式中，RARA為長度所在方向的橢球曲率半徑，為長度所在方向的橢球曲率半徑，HmHm為長度所在高程面為長度所在高程面對于橢球面的高差，對于橢球面的高差，s s為實地測量的水平長度。為實地測量的水平長度。例：例：Hm=1000mHm=1000m，s=10000ms=10000m，s=-1.57ms=-1.57m sRHsAm 應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué) 橢球面上的長度投影至高斯平面要加如下的改正：橢球面上的長度投影至高斯平面要加如下的改正：（7-257-25）（）（4-324-32）式中，式中，為長度

40、兩端點高斯平面坐標為長度兩端點高斯平面坐標y y坐標的平均值。坐標的平均值。S S為橢為橢球面邊長。球面邊長。R R為邊長中點處橢球平均半徑。為邊長中點處橢球平均半徑。例：例：=113km=113km，S=10000mS=10000m，S=+1.57mS=+1.57m SRySm222mymy7.5.1 長度變形及其容許值長度變形及其容許值 應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué) （7-267-26）式中：各符號的含義同上，式中：各符號的含義同上，。sRHSRyAmm2227.5.1 長度變形及其容許值長度變形及其容許值 應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué) 取取S=sS=s，R=RA=6371kmR=RA=6

41、371km，Y Y、H H以以kmkm為單位，將為單位，將長度綜合變形長度綜合變形公公式寫成相對變形的形式：式寫成相對變形的形式：（7-277-27）上式表明，采用國家統(tǒng)一坐標系統(tǒng)所產(chǎn)生的長度綜合變形與上式表明，采用國家統(tǒng)一坐標系統(tǒng)所產(chǎn)生的長度綜合變形與該長度該長度所在的所在的有關(guān)。有關(guān)。我國我國工程測量規(guī)范工程測量規(guī)范和和城市測量規(guī)范城市測量規(guī)范均對長度綜合變均對長度綜合變形的容許值作出了明確規(guī)定，形的容許值作出了明確規(guī)定，選擇獨立坐標系時，應(yīng)保證長度綜選擇獨立坐標系時，應(yīng)保證長度綜合變形不超過合變形不超過的這一原則的這一原則。5210)7.1500123.0(Hys7.5.1 長度變形及其

42、容許值長度變形及其容許值 應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué)7.5.1 長度變形及其容許值長度變形及其容許值7.5.2 國家統(tǒng)一坐標系引起的長度變形國家統(tǒng)一坐標系引起的長度變形7.5.3 工程測量坐標系的選擇工程測量坐標系的選擇7.5.4 選擇獨立坐標系應(yīng)注意的事項選擇獨立坐標系應(yīng)注意的事項7.5 局部坐標系統(tǒng)的選擇與坐標轉(zhuǎn)換局部坐標系統(tǒng)的選擇與坐標轉(zhuǎn)換7.5.2 國家統(tǒng)一坐標系引起的長度變形國家統(tǒng)一坐標系引起的長度變形 應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué) 將長度綜合變形的容許值將長度綜合變形的容許值1 1：4 4萬代入相對變形公式，得萬代入相對變形公式，得 以以H H為縱坐標軸，為縱坐標軸，y y為橫坐

43、標軸繪右圖為橫坐標軸繪右圖159.0)10(783.042yH 應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué) 所謂所謂適用區(qū)適用區(qū)，即如果地面長度平均高程和平均橫坐標值位于該區(qū)域，即如果地面長度平均高程和平均橫坐標值位于該區(qū)域，則長度綜合變形小于則長度綜合變形小于1:41:4萬。萬。例如例如1 1、2 2測區(qū)，測區(qū)中地面點的高程測區(qū)，測區(qū)中地面點的高程H H和橫坐標和橫坐標Y Y都滿足測區(qū)所限定都滿足測區(qū)所限定的范圍，則不必選擇獨立坐標系。的范圍，則不必選擇獨立坐標系。而而3 3、4 4、5 5測區(qū)位于不適用區(qū)，其長度綜合變形大于測區(qū)位于不適用區(qū)，其長度綜合變形大于1:41:4萬，為測圖萬，為測圖方便，可以選

44、擇獨立坐標系方便，可以選擇獨立坐標系,有以下三種選擇方法：有以下三種選擇方法：u選擇選擇H H值，保證長度綜合變形小于值，保證長度綜合變形小于1:41:4萬，萬，“3 3測區(qū)測區(qū)”可以考慮這種選擇可以考慮這種選擇;u選擇選擇y y值，保證長度綜合變形小于值，保證長度綜合變形小于1:41:4萬，萬，“4 4測區(qū)測區(qū)”可以考慮這種選擇；可以考慮這種選擇；u同時選擇同時選擇H H和和y y值，保證長度綜合變形小于值，保證長度綜合變形小于1:41:4萬，萬，“5 5測區(qū)測區(qū)”可以考慮可以考慮這種選擇。這種選擇。7.5.2 國家統(tǒng)一坐標系引起的長度變形國家統(tǒng)一坐標系引起的長度變形 應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地

45、測量學(xué)7.5.1 長度變形及其容許值長度變形及其容許值7.5.2 國家統(tǒng)一坐標系引起的長度變形國家統(tǒng)一坐標系引起的長度變形7.5.3 工程測量坐標系的選擇工程測量坐標系的選擇7.5.4 選擇獨立坐標系應(yīng)注意的事項選擇獨立坐標系應(yīng)注意的事項7.5 局部坐標系統(tǒng)的選擇與坐標轉(zhuǎn)換局部坐標系統(tǒng)的選擇與坐標轉(zhuǎn)換7.5.3 工程測量坐標系的選擇工程測量坐標系的選擇 應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué) 如果地面高出橢球面，地面長度歸算到橢球面與從橢球面投影如果地面高出橢球面，地面長度歸算到橢球面與從橢球面投影到高斯平面，所加的兩項長度改正有互相抵償?shù)男再|(zhì)。設(shè)想，改變到高斯平面，所加的兩項長度改正有互相抵償?shù)男再|(zhì)。

46、設(shè)想，改變橢球的半徑，則地面點的高程隨之改變。如果高程橢球的半徑，則地面點的高程隨之改變。如果高程H H值改變到滿足長值改變到滿足長度綜合變形為度綜合變形為0 0，即：，即：則：則：H H為改變橢球面后，地面點至新選橢球面（抵償高程面）的高程。為改變橢球面后，地面點至新選橢球面（抵償高程面）的高程。若若y y以百公里為單位，以百公里為單位，H H以米為單位，則以米為單位，則 （7-297-29）2785yHsRysRH222637100022yH 應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué)（一）選擇（一）選擇“抵償高程面抵償高程面”作為投影面，按高斯正形投影作為投影面，按高斯正形投影3 3度帶計算度帶計算平

47、面直角坐標平面直角坐標 設(shè)地面點平均高程為設(shè)地面點平均高程為HmHm，抵償高程面至原橢球面的高程，抵償高程面至原橢球面的高程H H抵抵為：為：H H抵抵 =Hm-H =Hm-H （7-307-30）例一：地面點橫坐標例一：地面點橫坐標y0kmy0km，地面點平均高程，地面點平均高程Hm=400mHm=400m，計算，計算H=0mH=0m，則則H H抵抵=400m=400m。則所選抵償高程面（新的橢球面）為地面平均高程面。則所選抵償高程面（新的橢球面）為地面平均高程面。例二：地面點橫坐標例二：地面點橫坐標y=91kmy=91km，地面點平均高程，地面點平均高程Hm=400mHm=400m，計算，

48、計算H=650mH=650m，則則H H抵抵=-250m=-250m。7.5.3 工程測量坐標系的選擇工程測量坐標系的選擇 應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué)（一）選擇（一）選擇“抵償高程面抵償高程面”作為投影作為投影面，按高斯正形投影面，按高斯正形投影3 3度帶計算平面度帶計算平面直角坐標直角坐標 抵償高程面確定后，地面點在獨抵償高程面確定后，地面點在獨立坐標系中的坐標（立坐標系中的坐標（XDXD、YDYD）與國家）與國家統(tǒng)一坐標系坐標（統(tǒng)一坐標系坐標（X X、Y Y）之間的關(guān)系）之間的關(guān)系按如下方法計算：按如下方法計算：選擇其中一個國家大地點作為選擇其中一個國家大地點作為“原點原點”，保持它的國

49、家統(tǒng)一坐標，保持它的國家統(tǒng)一坐標（x0 x0，y0y0）不變，將其它大地點坐標）不變，將其它大地點坐標（x x，y y）換算到抵償高程面相應(yīng)的坐）換算到抵償高程面相應(yīng)的坐標系中。公式如右所示：標系中。公式如右所示：（7-317-31）RHyyyyRHxxxxDDDD)(,)(007.5.3 工程測量坐標系的選擇工程測量坐標系的選擇 應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué)（二）保持國家統(tǒng)一的橢球面作投影面不變，選擇（二）保持國家統(tǒng)一的橢球面作投影面不變，選擇“任意投影帶任意投影帶”，按高斯投影計算平面直角坐標按高斯投影計算平面直角坐標 此項選擇為保持高程不變，改變高斯投影的中央子午線，地面此項選擇為保持高

50、程不變，改變高斯投影的中央子午線，地面點的點的y y值改變值改變，使之滿足，使之滿足 即：長度綜合變形為零的條件。即：長度綜合變形為零的條件。地面點在獨立坐標系中的坐標（地面點在獨立坐標系中的坐標（XDXD、YDYD）與國家統(tǒng)一坐標系坐）與國家統(tǒng)一坐標系坐標（標（X X、Y Y）之間的關(guān)系）之間的關(guān)系計算。計算。2785yH 7.5.3 工程測量坐標系的選擇工程測量坐標系的選擇 應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué)（三）選擇（三）選擇平均高程面平均高程面作投影面，通過作投影面，通過測區(qū)中心的子午線測區(qū)中心的子午線作為中央作為中央子午線，按高斯投影計算平面直角坐標子午線，按高斯投影計算平面直角坐標 此項

51、選擇為既選擇投影面，又選擇投影帶。選擇后，保證測區(qū)此項選擇為既選擇投影面，又選擇投影帶。選擇后，保證測區(qū)中心處中心處y0y0，H0H0，此時，長度綜合變形為最小。，此時，長度綜合變形為最小。例四：在國家統(tǒng)一坐標系中，地面點橫坐標例四：在國家統(tǒng)一坐標系中，地面點橫坐標y=63kmy=63km，地面點平，地面點平均高程均高程Hm=800mHm=800m，按相對變形公式計算的綜合投影變形為，按相對變形公式計算的綜合投影變形為1/8281/828。選。選擇獨立坐標系時，首先選擇過測區(qū)中心的經(jīng)度為投影帶的中央子午擇獨立坐標系時，首先選擇過測區(qū)中心的經(jīng)度為投影帶的中央子午線經(jīng)度線經(jīng)度L0L0，此時，在新選

52、擇的投影帶中，測區(qū)地面點的橫坐標，此時，在新選擇的投影帶中，測區(qū)地面點的橫坐標Y0Y0；再按例一的方法選擇過測區(qū)平均高程面為新的橢球面，即再按例一的方法選擇過測區(qū)平均高程面為新的橢球面，即H H抵抵=800m=800m。地面點在獨立坐標系中的坐標（地面點在獨立坐標系中的坐標（XDXD、YDYD）與國家統(tǒng)一坐標系坐）與國家統(tǒng)一坐標系坐標（標（X X、Y Y）之間的關(guān)系按如下方法計算：）之間的關(guān)系按如下方法計算：先進行換帶計算，再按（先進行換帶計算，再按（7-317-31）方法計算選定坐標系的坐標值。）方法計算選定坐標系的坐標值。7.5.3 工程測量坐標系的選擇工程測量坐標系的選擇 應(yīng)用大地測量學(xué)

53、應(yīng)用大地測量學(xué)7.5.1 長度變形及其容許值長度變形及其容許值7.5.2 國家統(tǒng)一坐標系引起的長度變形國家統(tǒng)一坐標系引起的長度變形7.5.3 工程測量坐標系的選擇工程測量坐標系的選擇7.5.4 選擇獨立坐標系應(yīng)注意的事項選擇獨立坐標系應(yīng)注意的事項7.5 局部坐標系統(tǒng)的選擇與坐標轉(zhuǎn)換局部坐標系統(tǒng)的選擇與坐標轉(zhuǎn)換 應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué)（1 1）礦井深度較大的礦區(qū)，井下測度長度應(yīng)加以改正。）礦井深度較大的礦區(qū)，井下測度長度應(yīng)加以改正。（2 2）對各等級控制測量，其長度應(yīng)進行改正。）對各等級控制測量，其長度應(yīng)進行改正。（3 3）獨立坐標系測繪的地形圖，不能與國家坐標系測繪）獨立坐標系測繪的地形

54、圖，不能與國家坐標系測繪的地形圖接邊。的地形圖接邊。（4 4）大面積的基礎(chǔ)測繪不能采用獨立坐標系。）大面積的基礎(chǔ)測繪不能采用獨立坐標系。7.5.4 選擇獨立坐標系應(yīng)注意的事項選擇獨立坐標系應(yīng)注意的事項第七章第七章 大地測量坐標系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換大地測量坐標系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換第一節(jié)第一節(jié) 我國的大地坐標系統(tǒng)簡介我國的大地坐標系統(tǒng)簡介第二節(jié)第二節(jié) 大地坐標與三維直角坐標的換算關(guān)系（重點）大地坐標與三維直角坐標的換算關(guān)系（重點）第三節(jié)第三節(jié) 不同大地坐標系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換（重點）不同大地坐標系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換（重點）第四節(jié)第四節(jié) 平面坐標系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換（重點）平面坐標系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換（重點）第五節(jié)第五節(jié) 局部坐標系統(tǒng)的選擇與

55、坐標轉(zhuǎn)換（重點）局部坐標系統(tǒng)的選擇與坐標轉(zhuǎn)換（重點）第六節(jié)第六節(jié) 天球坐標系與地球坐標系的轉(zhuǎn)換天球坐標系與地球坐標系的轉(zhuǎn)換第七節(jié)第七節(jié) GPSGPS高程與局部地區(qū)大地水準面精化問題高程與局部地區(qū)大地水準面精化問題 應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué)7.6.1 歷元平天球坐標系與瞬時極（真）天球坐歷元平天球坐標系與瞬時極（真）天球坐標系標系7.6.2 瞬時極（真）地球坐標系與平地球坐標系瞬時極（真）地球坐標系與平地球坐標系7.6.3 瞬時極（真）天球坐標系與瞬時極（真）瞬時極（真）天球坐標系與瞬時極（真）地球坐標系地球坐標系7.6天球坐標系與地球坐標系的轉(zhuǎn)換天球坐標系與地球坐標系的轉(zhuǎn)換 應(yīng)用大地測量學(xué)

56、應(yīng)用大地測量學(xué)7.6.1 歷元平天球坐標系與瞬時極（真）天球坐歷元平天球坐標系與瞬時極（真）天球坐標系標系7.6.2 瞬時極（真）地球坐標系與平地球坐標系瞬時極（真）地球坐標系與平地球坐標系7.6.3 瞬時極（真）天球坐標系與瞬時極（真）瞬時極（真）天球坐標系與瞬時極（真）地球坐標系地球坐標系7.6 天球坐標系與地球坐標系的轉(zhuǎn)換天球坐標系與地球坐標系的轉(zhuǎn)換7.6.1 歷元平天球坐標系與瞬時極歷元平天球坐標系與瞬時極（真）天球坐標系（真）天球坐標系 應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué) 地球在日、月和其他天體引力的作用下，在繞太陽運行時，其地球在日、月和其他天體引力的作用下，在繞太陽運行時，其自轉(zhuǎn)軸方向

57、并不保持恒定。地球自轉(zhuǎn)軸的變化，意味著天球南北極自轉(zhuǎn)軸方向并不保持恒定。地球自轉(zhuǎn)軸的變化，意味著天球南北極的運動，即北天極繞北黃極（過天球中心垂直與黃道平面的直線和的運動，即北天極繞北黃極（過天球中心垂直與黃道平面的直線和天球表面的交點）作緩慢的旋轉(zhuǎn)運動。天球表面的交點）作緩慢的旋轉(zhuǎn)運動。天文學(xué)天文學(xué)中把天極的運動分解中把天極的運動分解為為。天極天極位置的變化使天極有位置的變化使天極有瞬時極（真）天極瞬時極（真）天極和和平天極平天極之分。相之分。相應(yīng)的應(yīng)的天球赤道天球赤道也有也有真真與與平平之分。天極的變化必然導(dǎo)致天球赤道面的之分。天極的變化必然導(dǎo)致天球赤道面的變化，實際反映出變化，實際反映出

58、春分點位置春分點位置的變化。這樣，以天球赤道面和春分的變化。這樣，以天球赤道面和春分點定義的天球坐標系便有了點定義的天球坐標系便有了瞬時極（真）天球坐標系瞬時極（真）天球坐標系與與平天球坐標平天球坐標系系。二者的轉(zhuǎn)換。二者的轉(zhuǎn)換來實現(xiàn)，可從來實現(xiàn)，可從天文天文年歷年歷中查取。中查取。應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué)7.6.1 歷元平天球坐標系與瞬時極（真）天球坐歷元平天球坐標系與瞬時極（真）天球坐標系標系7.6.2 瞬時極（真）地球坐標系與平地球坐標系瞬時極（真）地球坐標系與平地球坐標系7.6.3 瞬時極（真）天球坐標系與瞬時極（真）瞬時極（真）天球坐標系與瞬時極（真）地球坐標系地球坐標系7.6

59、天球坐標系與地球坐標系的轉(zhuǎn)換天球坐標系與地球坐標系的轉(zhuǎn)換7.6.2 瞬時極（真）地球坐標系與瞬時極（真）地球坐標系與平地球坐標系平地球坐標系 應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué) 瞬時極地球坐標系即真地球坐標系原點為地球瞬時極地球坐標系即真地球坐標系原點為地球質(zhì)心質(zhì)心，Z Z軸指向軸指向瞬時瞬時地球自轉(zhuǎn)方向，地球自轉(zhuǎn)方向，X X軸指向瞬時赤道面和包含軸指向瞬時赤道面和包含瞬時瞬時地球自轉(zhuǎn)軸與地球自轉(zhuǎn)軸與平均天文臺子午面之交線方向，平均天文臺子午面之交線方向，Y Y軸與軸與X X、Z Z軸構(gòu)成軸構(gòu)成右手右手系。系。7.6.2 瞬時極（真）地球坐標系與瞬時極（真）地球坐標系與平地球坐標系平地球坐標系 應(yīng)用

60、大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué) 地球瞬時自轉(zhuǎn)軸在地球上隨時間而變，稱為地球瞬時自轉(zhuǎn)軸在地球上隨時間而變，稱為地極移動地極移動，簡稱，簡稱極極移移。極移使點的緯度、經(jīng)度和方位角發(fā)生變化，地面點的瞬時極地極移使點的緯度、經(jīng)度和方位角發(fā)生變化，地面點的瞬時極地球坐標不固定。實際應(yīng)用中需要建立一個在地球上固定不變的坐標球坐標不固定。實際應(yīng)用中需要建立一個在地球上固定不變的坐標系系-平地球坐標系。平地球坐標系。國際協(xié)議（習用）地極原點：國際協(xié)議（習用）地極原點：CIOCIO。我國我國19801980年國家坐標系地極原點：年國家坐標系地極原點：JYD1968.0JYD1968.0。7.6.2 瞬時極（真）地球坐

61、標系與瞬時極（真）地球坐標系與平地球坐標系平地球坐標系 應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué) （7-347-34）瞬時平ZYXYRXRZYXPxPY)()(應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué)7.6.1 歷元平天球坐標系與瞬時極（真）天球坐歷元平天球坐標系與瞬時極（真）天球坐標系標系7.6.2 瞬時極（真）地球坐標系與平地球坐標系瞬時極（真）地球坐標系與平地球坐標系7.6.3 瞬時極（真）天球坐標系與瞬時極（真）瞬時極（真）天球坐標系與瞬時極（真）地球坐標系地球坐標系7.6 天球坐標系與地球坐標系的轉(zhuǎn)換天球坐標系與地球坐標系的轉(zhuǎn)換7.6.3 瞬時極（真）天球坐標系與瞬時極（真）天球坐標系與瞬時極（真）地球坐標

62、系瞬時極（真）地球坐標系 應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué) （7-357-35）瞬天瞬地ZYXGRZYXs)(Z第七章第七章 大地測量坐標系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換大地測量坐標系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換第一節(jié)第一節(jié) 我國的大地坐標系統(tǒng)簡介我國的大地坐標系統(tǒng)簡介第二節(jié)第二節(jié) 大地坐標與三維直角坐標的換算關(guān)系（重點）大地坐標與三維直角坐標的換算關(guān)系（重點）第三節(jié)第三節(jié) 不同大地坐標系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換（重點）不同大地坐標系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換（重點）第四節(jié)第四節(jié) 平面坐標系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換（重點）平面坐標系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換（重點）第五節(jié)第五節(jié) 局部坐標系統(tǒng)的選擇與坐標轉(zhuǎn)換（重點）局部坐標系統(tǒng)的選擇與坐標轉(zhuǎn)換（重點）第六節(jié)第六節(jié) 天球坐標系與地球坐標系的轉(zhuǎn)

63、換天球坐標系與地球坐標系的轉(zhuǎn)換第七節(jié)第七節(jié) GPSGPS高程與局部地區(qū)大地水準面精化問題高程與局部地區(qū)大地水準面精化問題 應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué)7.7.1 GPS水準高程水準高程7.7.2 GPS水準高程中不同坐標系的轉(zhuǎn)換水準高程中不同坐標系的轉(zhuǎn)換7.7.3 局部地區(qū)大地水準面精化局部地區(qū)大地水準面精化7.7 GPS高程與局部地區(qū)大地水準面高程與局部地區(qū)大地水準面精化問題精化問題 應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué)7.7.1 GPS水準高程水準高程7.7.2 GPS水準高程中不同坐標系的轉(zhuǎn)換水準高程中不同坐標系的轉(zhuǎn)換7.7.3 局部地區(qū)大地水準面精化局部地區(qū)大地水準面精化7.7 GPS高程與局

64、部地區(qū)大地水準面高程與局部地區(qū)大地水準面精化問題精化問題7.7.1 GPS水準高程水準高程 應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué) 為了滿足經(jīng)典大地測量中地面觀測值歸算至橢球面的需要，大為了滿足經(jīng)典大地測量中地面觀測值歸算至橢球面的需要，大地點的高程應(yīng)該采用大地高程。地面點的大地高等于水準高程加上地點的高程應(yīng)該采用大地高程。地面點的大地高等于水準高程加上高程異常高程異常。高程異常高程異常按天文水準或天文重力水準方法測定，其按天文水準或天文重力水準方法測定，其精度為米級。這對于觀測值的歸算是可以滿足的。精度為米級。這對于觀測值的歸算是可以滿足的。隨著社會的發(fā)展與進步，為了適應(yīng)現(xiàn)代空間技術(shù)、地球科學(xué)以隨著社

65、會的發(fā)展與進步，為了適應(yīng)現(xiàn)代空間技術(shù)、地球科學(xué)以及軍事科學(xué)等的需要，提出了精化和改善我國似大地水準面的這一及軍事科學(xué)等的需要，提出了精化和改善我國似大地水準面的這一迫切要解決的問題。精化和改善我國似大地水準面也是現(xiàn)代大地測迫切要解決的問題。精化和改善我國似大地水準面也是現(xiàn)代大地測量學(xué)的任務(wù)之一。量學(xué)的任務(wù)之一。用用GPSGPS水準方法精化和改善似大地水準面水準方法精化和改善似大地水準面是目前是目前較好的一種方法。較好的一種方法。應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué) 7.7.1 GPS水準高程水準高程1。高程異常高程異常2 2L L5 5A A2 2B B4 4A AB BL L3 3A AL L2 2

66、A AB B1 1A A0 0A A7.7.1 GPS水準高程水準高程 應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué) 應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué)7.7.1 GPS水準高程水準高程7.7.2 GPS水準高程中不同坐標系的轉(zhuǎn)換水準高程中不同坐標系的轉(zhuǎn)換7.7.3 局部地區(qū)大地水準面精化局部地區(qū)大地水準面精化7.7 GPS高程與局部地區(qū)大地水準面高程與局部地區(qū)大地水準面精化問題精化問題7.7.2 GPS水準高程中不同坐標系的水準高程中不同坐標系的轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換 應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué)fdfBBeMadaBeNmBeNLBBNeLBBNeBZLYBLXBdHYX1sin)sin1()sin1()sin1(coscossinsincossinsinsincoscoscos222222222000 應(yīng)用大地測量學(xué)應(yīng)用大地測量學(xué)7.7.1 GPS水準高程水準高程7.7.2 GPS水準高程中不同坐標系的轉(zhuǎn)換水準高程中不同坐標系的轉(zhuǎn)換7.7.3 局部地區(qū)大地水準面精化局部地區(qū)大地水準面精化7.7 GPS高程與局部地區(qū)大地水準面高程與局部地區(qū)大地水準面精化問題精化問題7.7.3 局部地區(qū)大地水準面精化局部地區(qū)大地水準面