常用坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換及坐標(biāo)轉(zhuǎn)換軟件課件

常用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法程鵬飛中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院2010年６月10日1ppt課件常用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法程鵬飛1ppt課件坐標(biāo)系基本概念一框架間的關(guān)系與比較二軟件功能與界面五框架轉(zhuǎn)換實(shí)例六

內(nèi)容常用坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換三轉(zhuǎn)換模型及適用范圍

四2ppt課件坐標(biāo)系基本概念一框架間的關(guān)系與比較二軟件功能與界面五框架轉(zhuǎn)換一框架間的關(guān)系與比較二軟件功能與界面五框架轉(zhuǎn)換實(shí)例六

內(nèi)容常用坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換三轉(zhuǎn)換模型及適用范圍

四坐標(biāo)系基本概念3ppt課件一框架間的關(guān)系與比較二軟件功能與界面五框架轉(zhuǎn)換實(shí)例六1、地球的形狀地球的大地水準(zhǔn)面地球看做球形地球看做橢球4ppt課件1、地球的形狀地球的大地水準(zhǔn)面地球看做球形地球看做地球?yàn)闄E球大地水準(zhǔn)面全球一致的總橢球參考橢球5ppt課件地球?yàn)闄E球大地水準(zhǔn)面全球一致的總橢球參考橢球5ppt課件地心坐標(biāo)系－坐標(biāo)原點(diǎn)位于地球質(zhì)心2、地心坐標(biāo)系與參心坐標(biāo)系參心坐標(biāo)系－坐標(biāo)原點(diǎn)不位于地球質(zhì)心地心坐標(biāo)系和參心坐標(biāo)系的特點(diǎn)地心坐標(biāo)系適合于全球用途的應(yīng)用參心坐標(biāo)系適合于局部用途的應(yīng)用有利于使局部大地水準(zhǔn)面與參考橢球面符合更好保持國(guó)家坐標(biāo)系的穩(wěn)定有利于坐標(biāo)系的保密6ppt課件地心坐標(biāo)系－坐標(biāo)原點(diǎn)位于地球質(zhì)心2、地心坐標(biāo)系與參心坐標(biāo)系參參心坐標(biāo)系原點(diǎn)與軸指向由給定點(diǎn)定義基于國(guó)家或局部參考橢球在國(guó)家內(nèi)部進(jìn)行平差參考系為水平坐標(biāo)系LocalellipsoidGeoidLocalareaofinterestEastingNorthing7ppt課件參心坐標(biāo)系原點(diǎn)與軸指向由給定點(diǎn)定義Localellipso原點(diǎn)地球質(zhì)量中心Z-軸地球平均旋轉(zhuǎn)軸X-軸平均格林尼治子午面,垂直于Z軸P(X,Y,Z)格林尼治平均旋轉(zhuǎn)軸平均赤道面O平均格林尼治子午面地心坐標(biāo)系全球橢球大地水準(zhǔn)面8ppt課件原點(diǎn)P(X,Y,Z)格林尼治平均旋轉(zhuǎn)軸平均赤道面O平均WGS-84坐標(biāo)系3、常用坐標(biāo)系國(guó)際地球參考框架(ITRF)1954年北京坐標(biāo)系1980西安坐標(biāo)系新1954北京坐標(biāo)系2000國(guó)家大地坐標(biāo)系我國(guó)大地基準(zhǔn)參心坐標(biāo)系地心坐標(biāo)系9ppt課件WGS-84坐標(biāo)系3、常用坐標(biāo)系國(guó)際地球參考框架(ITRF)存在的問(wèn)題：（1）橢球參數(shù)有較大誤差。（2）參考橢球面與我國(guó)大地水準(zhǔn)面存在著自西向東明顯的系統(tǒng)性傾斜。（3）幾何大地測(cè)量和物理大地測(cè)量應(yīng)用的參考面不統(tǒng)一。（4）定向不明確。3.11954年北京坐標(biāo)系1.1954年北京坐標(biāo)系（BJ54舊）坐標(biāo)原點(diǎn)：前蘇聯(lián)的普爾科沃。參考橢球：克拉索夫斯基橢球。平差方法：分區(qū)分期局部平差。10ppt課件存在的問(wèn)題：3.11954年北京坐標(biāo)系1.1954年北坐標(biāo)原點(diǎn)：陜西省涇陽(yáng)縣永樂(lè)鎮(zhèn)。參考橢球：1975年國(guó)際橢球。平差方法：天文大地網(wǎng)整體平差。3.21980年國(guó)家大地坐標(biāo)系（GDZ80）特點(diǎn)：（1）采用1975年國(guó)際橢球。（2）橢球面同似大地水準(zhǔn)面在我國(guó)境內(nèi)最為密合，是多點(diǎn)定位。（3）定向明確。（4）大地原點(diǎn)地處我國(guó)中部。（5）大地高程基準(zhǔn)采用1956年黃海高程。11ppt課件坐標(biāo)原點(diǎn)：陜西省涇陽(yáng)縣永樂(lè)鎮(zhèn)。3.21980年國(guó)家大地坐標(biāo)

新1954年北京坐標(biāo)系（BJ54新）是由1980國(guó)家大地坐標(biāo)（GDZ80）轉(zhuǎn)換得來(lái)的。坐標(biāo)原點(diǎn)：陜西省涇陽(yáng)縣永樂(lè)鎮(zhèn)。參考橢球：克拉索夫斯基橢球。平差方法：天文大地網(wǎng)整體平差。3.3新1954年北京坐標(biāo)系（BJ54新）

BJ54新的特點(diǎn)：（1）采用克拉索夫斯基橢球。（2）是綜合GDZ80和BJ54舊建立起來(lái)的參心坐標(biāo)系。12ppt課件新1954年北京坐標(biāo)系（BJ54新）是由1980國(guó)33.3

新1954年北京坐標(biāo)系（BJ54新）（3）采用多點(diǎn)定位。但橢球面與大地水準(zhǔn)面在我國(guó)境內(nèi)不是最佳擬合。（4）定向明確。（5）大地原點(diǎn)與GDZ80相同，但大地起算數(shù)據(jù)不同。（6）大地高程基準(zhǔn)采用1956年黃海高程。（7）與BJ54舊相比，所采用的橢球參數(shù)相同，其定位相近，但定向不同。（8）BJ54舊與BJ54新無(wú)全國(guó)統(tǒng)一的轉(zhuǎn)換參數(shù)，只能進(jìn)行局部轉(zhuǎn)換。13ppt課件3.3新1954年北京坐標(biāo)系（BJ54新）（3）采用多點(diǎn)定

WGS-84橢球及其有關(guān)常數(shù)：WGS-84采用的橢球是國(guó)際大地測(cè)量與地球物理聯(lián)合會(huì)第17屆大會(huì)大地測(cè)量常數(shù)推薦值，其四個(gè)基本參數(shù)3.4WGS-84坐標(biāo)系WGS-84的定義：原點(diǎn)在地球質(zhì)心

Z軸指向BIH1984.0定義的協(xié)定地球極（CTP）方向

X軸指向BIH1984.0的零度子午面和CTP赤道的交點(diǎn)

Y軸和Z、X軸構(gòu)成右手坐標(biāo)系.

它是一個(gè)地固坐標(biāo)系。14ppt課件WGS-84橢球及其有關(guān)常數(shù)：WGS-84采用的橢長(zhǎng)半徑：

a=6378137±2（m）；地球引力常數(shù)：

GM=3986005×108m3s-2±0.6×108m3s-2；正?；A帶諧系數(shù)：

C20=-484.16685×10-6±1.3×10-9；

J2=108263×10-8

地球自轉(zhuǎn)角速度：

ω=7292115×10-11rads-1±0.150×10-11rads-13.4WGS-84坐標(biāo)系15ppt課件長(zhǎng)半徑：地球自轉(zhuǎn)角速度：3.4WGS-84坐標(biāo)系15ppt國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)，2008年7月1日起正式實(shí)施地心坐標(biāo)系，原點(diǎn)為包括海洋和大氣的整個(gè)地球的質(zhì)量中心Z軸由原點(diǎn)指向歷元2000.0的地球參考極的方向X軸由原點(diǎn)指向格林尼治參考子午線與地球赤道面（歷元2000.0）的交點(diǎn),該歷元的指向由國(guó)際時(shí)間局給定的歷元1984.0推算得到Y(jié)軸與Z軸、X軸構(gòu)成右手正交坐標(biāo)系。2000國(guó)家大地坐標(biāo)系采用的地球橢球的參數(shù)為：長(zhǎng)半軸a=6378137m，扁率f=1/298.257222101

3.52000國(guó)家大地坐標(biāo)系16ppt課件國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)，2008年7月1日起正式實(shí)施3.52000國(guó)家3.6獨(dú)立坐標(biāo)系統(tǒng)大多數(shù)建立在上個(gè)世紀(jì)五六十年代控制網(wǎng)普遍采用傳統(tǒng)的三角導(dǎo)線測(cè)量方法布測(cè)以城市或測(cè)區(qū)中心設(shè)立中央子午線，為了滿足每公里長(zhǎng)度變形小于2.5厘米限差要求；基于2000國(guó)家大地坐標(biāo)系建立的獨(dú)立坐標(biāo)系統(tǒng)，稱為2000獨(dú)立坐標(biāo)系。建立方法與常用獨(dú)立坐標(biāo)系建立方法基本相同。17ppt課件3.6獨(dú)立坐標(biāo)系統(tǒng)大多數(shù)建立在上個(gè)世紀(jì)五六十年代17ppt課3.7坐標(biāo)系各參數(shù)比較18ppt課件3.7坐標(biāo)系各參數(shù)比較18ppt課件3.8國(guó)際地球參考架（ITRF）國(guó)際地球參考架(ITRF)是IERS(InternationalEarthRotationService)制定，由全球數(shù)百個(gè)SLR、VLBI和GPS站所構(gòu)成–IGS精密星歷

–Z軸指向CIO，利用SLR、VLBI和GPS等技術(shù)維持.

–提供站坐標(biāo)及速度場(chǎng)信息19ppt課件3.8國(guó)際地球參考架（ITRF）國(guó)際地球參考架(ITRF

ITRF序列觀測(cè)技術(shù)及板塊運(yùn)動(dòng)模型

最新的是ITRF200520ppt課件ITRF序列觀測(cè)技術(shù)及板塊運(yùn)動(dòng)模型最新的是ITRF200坐標(biāo)系基本概念一二軟件功能與界面五框架轉(zhuǎn)換實(shí)例六

內(nèi)容常用坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換三轉(zhuǎn)換模型及適用范圍

四框架間的關(guān)系與比較21ppt課件坐標(biāo)系基本概念一二軟件功能與界面五框架轉(zhuǎn)換實(shí)例六內(nèi)ITRF和IGS(衛(wèi)星軌道)的關(guān)系—ITRF91

1992年至1993年底;—ITRF92

1994年期間;—ITRF93

1995年初至1996年中期;—ITRF94

1996年中期至1998年3月;—ITRF96

1998年3月至1999年7月—

ITRF971999年8月至2000年6月—IGS972000年6月至2001年12月—IGS002001年12月至2004年1月—IGS00b2004年1月至2006年10月—IGS052006年11月至今22ppt課件ITRF和IGS(衛(wèi)星軌道)的關(guān)系—ITRF91199ITRF和IGS的關(guān)系IGS精密星歷,軌道約束，則測(cè)站坐標(biāo)與IGS精密星歷所采用的ITRF框架一致。采用ITRF中的測(cè)站坐標(biāo),并對(duì)測(cè)站進(jìn)行約束，則必需采用最新的參考框架并將它轉(zhuǎn)換至觀測(cè)歷元。如果測(cè)站框架ITRFzz比IGS星歷框架ITRFyy新。修正過(guò)程為,在自由網(wǎng)或最小約束分析方案中利用星歷軌道計(jì)算;在觀測(cè)歷元采用近似轉(zhuǎn)換參數(shù)將測(cè)站坐標(biāo)從ITRFyy轉(zhuǎn)換至ITRFzz;在ITRFzz中加測(cè)站約束;23ppt課件ITRF和IGS的關(guān)系IGS精密星歷,軌道約束，則測(cè)站ITRF和IGS的關(guān)系４)如果采用GPS廣播星歷（WGS84）,則測(cè)站坐標(biāo)同任一ITRFyy的一致性在1米以內(nèi),利用精化了的WGS84(G1150)星歷,則兩者的一致性在1厘米以內(nèi)。24ppt課件ITRF和IGS的關(guān)系４)如果采用GPS廣播星歷（WG

最初WGS84與ITRF的關(guān)系WGS84地面站坐標(biāo)精度為1m到2m的精度，ITRF則為厘米級(jí)精度引力常數(shù)不同WGS-84與ITRF的關(guān)系WGS84與ITRF的轉(zhuǎn)換關(guān)系25ppt課件最初WGS84與ITRF的關(guān)系WGS-84與ITRF的關(guān)WGS-84與ITRF的關(guān)系精化后差別越來(lái)越小，最新實(shí)現(xiàn)差別在毫米量級(jí)26ppt課件WGS-84與ITRF的關(guān)系精化后差別越來(lái)越小，最新實(shí)現(xiàn)差別WGS84與CGCS2000的比較27ppt課件WGS84與CGCS2000的比較27ppt課件WGS84與CGCS2000的比較從定義上CGCS2000與WGS84是一致的，即關(guān)于坐標(biāo)系原點(diǎn)、尺度、定向及定向演變的定義都是相同的。參考橢球非常相近，在4個(gè)橢球常數(shù)ａ、ｆ、GM、ω中，唯有扁率ｆ有微小差異：28ppt課件WGS84與CGCS2000的比較從定義上28ppt課件WGS84與CGCS2000的比較１）df不引起大地經(jīng)度變化；２）df引起大地緯度的變化范圍為0～0.105mm；３）df引起大地高的變化范圍為0～0.105mm；在當(dāng)前的測(cè)量精度水平,即坐標(biāo)測(cè)量精度1mm，由兩個(gè)坐標(biāo)系的參考橢球的扁率差異引起同一點(diǎn)在WGS84和CGCS2000坐標(biāo)系內(nèi)的坐標(biāo)變化可以忽略。結(jié)論:CGCS2000和WGS84（G1150）在坐標(biāo)系的實(shí)現(xiàn)精度范圍內(nèi)，兩者的坐標(biāo)是一致的。29ppt課件WGS84與CGCS2000的比較１）df不引起大地經(jīng)度變化坐標(biāo)系基本概念一框架間的關(guān)系與比較二軟件功能與界面五框架轉(zhuǎn)換實(shí)例六

內(nèi)容三轉(zhuǎn)換模型及適用范圍

四常用坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換30ppt課件坐標(biāo)系基本概念一框架間的關(guān)系與比較二軟件功能與界面五框架轉(zhuǎn)換坐標(biāo)類型空間直角坐標(biāo)-XYZ大地坐標(biāo)BLH31ppt課件坐標(biāo)類型空間直角坐標(biāo)-XYZ大地坐標(biāo)BLH31ppt課件對(duì)同一空間點(diǎn)，直角坐標(biāo)系與大地坐標(biāo)系參數(shù)間有如下轉(zhuǎn)換關(guān)系：直角坐標(biāo)系與大地坐標(biāo)系參數(shù)間的轉(zhuǎn)換直接算法32ppt課件對(duì)同一空間點(diǎn)，直角坐標(biāo)系與大地坐標(biāo)系參數(shù)間有如下轉(zhuǎn)換關(guān)大地坐標(biāo)系與空間直角坐標(biāo)系變換由空間直角坐標(biāo)系變換至大地坐標(biāo)系采用迭代法

33ppt課件大地坐標(biāo)系與空間直角坐標(biāo)系變換由空間直角坐標(biāo)系變換至大地坐標(biāo)兩個(gè)坐標(biāo)系三個(gè)平移參數(shù)、三個(gè)旋轉(zhuǎn)參數(shù)、一個(gè)尺度參數(shù)國(guó)家大地坐標(biāo)系之間及與國(guó)際上坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換布爾莎七參數(shù)模型34ppt課件兩個(gè)坐標(biāo)系三個(gè)平移參數(shù)、三個(gè)旋轉(zhuǎn)參數(shù)、一個(gè)尺度參數(shù)國(guó)家大地坐布爾莎七參數(shù)模型

35ppt課件布爾莎七參數(shù)模型35ppt課件大地微分公式－橢球面上的轉(zhuǎn)換

三維七參數(shù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型36ppt課件大地微分公式－橢球面上的轉(zhuǎn)換

三維七參數(shù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型36pp大地微分公式－橢球面上的轉(zhuǎn)換

二維七參數(shù)轉(zhuǎn)換模型用于大地高的精度較低的轉(zhuǎn)換37ppt課件大地微分公式－橢球面上的轉(zhuǎn)換

二維七參數(shù)轉(zhuǎn)換模型用于大地高的三維四參數(shù)轉(zhuǎn)換若不考慮兩者尺度的差異只顧及兩個(gè)坐標(biāo)系原點(diǎn)及起始定向的差異進(jìn)行空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換時(shí)這4個(gè)參數(shù)可以是3個(gè)坐標(biāo)平移參數(shù)和1個(gè)旋轉(zhuǎn)參數(shù)38ppt課件三維四參數(shù)轉(zhuǎn)換若不考慮兩者尺度的差異38ppt課件平面四參數(shù)轉(zhuǎn)換模型39ppt課件平面四參數(shù)轉(zhuǎn)換模型39ppt課件平面相似變換模型考慮兩個(gè)方向不同尺度Sx，Sy40ppt課件平面相似變換模型考慮兩個(gè)方向不同尺度Sx，Sy40ppt課件獨(dú)立坐標(biāo)系建立方法

地方獨(dú)立坐標(biāo)系測(cè)繪成果向地心坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的方法

城市獨(dú)立坐標(biāo)系一般是以國(guó)家坐標(biāo)系坐標(biāo)為基礎(chǔ)建立的，獨(dú)立坐標(biāo)系建立方法大致歸類為以下三種類型或它們的組合：（1）高斯正形投影于參考橢球面上任意帶平面直角坐標(biāo)系；（2）高斯正形投影于低償高程面的任意帶平面直角坐標(biāo)系；（3）以中心點(diǎn)坐標(biāo)平移或者坐標(biāo)加常數(shù)和旋轉(zhuǎn)。41ppt課件獨(dú)立坐標(biāo)系建立方法地方獨(dú)立坐標(biāo)系測(cè)繪成果向地心坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的建立城市獨(dú)立坐標(biāo)系模型1）橢球膨縮法獨(dú)立坐標(biāo)系投影面即可高出CGCS2000橢球面，也可降低。建立高斯投影于抵償高程面上任意帶平面直角坐標(biāo)系，可采用橢球膨縮法。2）橢球平移法地方獨(dú)立坐標(biāo)系測(cè)繪成果向地心坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的方法

42ppt課件建立城市獨(dú)立坐標(biāo)系模型地方獨(dú)立坐標(biāo)系測(cè)繪成果向地心坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換地方獨(dú)立坐標(biāo)系測(cè)繪成果向地心坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的方法

（1）高斯正形投影于參考橢球面上任意帶平面直角坐標(biāo)系這種類型通常采用用高斯投影計(jì)算方法，將獨(dú)立坐標(biāo)變換到相應(yīng)橢球的國(guó)家平面坐標(biāo)。（2）高斯正形投影于低償高程面的任意帶平面直角坐標(biāo)系這種類型通常采用橢球變換法或比例縮放法進(jìn)行變換。①橢球變換法在不改變扁率（偏心率）的前提下，改變橢球的長(zhǎng)半軸，使改變后的橢球面與區(qū)域平均高程面重合，然后在改變參數(shù)后的橢球基礎(chǔ)上進(jìn)行投影。43ppt課件地方獨(dú)立坐標(biāo)系測(cè)繪成果向地心坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的方法（1）高斯正形地方獨(dú)立坐標(biāo)系測(cè)繪成果向地心坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的方法

轉(zhuǎn)換步驟44ppt課件地方獨(dú)立坐標(biāo)系測(cè)繪成果向地心坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的方法轉(zhuǎn)44ppt課地方獨(dú)立坐標(biāo)系測(cè)繪成果向地心坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的方法

②比例縮放法

比例縮放法1：通常在一定的精度和范圍內(nèi)進(jìn)行不同投影歸算面的坐標(biāo)換算，可視為是長(zhǎng)度元素進(jìn)行一次按比例的縮放。轉(zhuǎn)換步驟45ppt課件地方獨(dú)立坐標(biāo)系測(cè)繪成果向地心坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的方法②比地方獨(dú)立坐標(biāo)系測(cè)繪成果向地心坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的方法

比例縮放法2：在測(cè)區(qū)中央選擇一個(gè)中心點(diǎn)，保持其它各點(diǎn)與中心點(diǎn)的方位不變，對(duì)各點(diǎn)與中心點(diǎn)的距離乘以一個(gè)變形系數(shù)K后得到零變形距離，然后根據(jù)零變形距離與方位角計(jì)算各點(diǎn)的坐標(biāo)改正量，從而得到各點(diǎn)的新坐標(biāo)（地方坐標(biāo)）。

轉(zhuǎn)換步驟46ppt課件地方獨(dú)立坐標(biāo)系測(cè)繪成果向地心坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的方法比例縮地方獨(dú)立坐標(biāo)系測(cè)繪成果向地心坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的方法

③算法比較比例縮放法：適用在小區(qū)域范圍，算法上只考慮兩個(gè)投影歸算面簡(jiǎn)單近似的平面縮放關(guān)系，沒(méi)有考慮由于歸算面的變化而產(chǎn)生的橢球面變化問(wèn)題。而且需要選擇一個(gè)重合點(diǎn)，選擇不同重合點(diǎn)換算后坐標(biāo)也會(huì)有差異，其優(yōu)點(diǎn)換算后坐標(biāo)值與原坐標(biāo)值較接近，便于展到原地形圖上。橢球變換法：通過(guò)改變橢球參數(shù)來(lái)確定新橢球面，換算后坐標(biāo)值具有唯一值，適用換算區(qū)域范圍更大，精度較高，但是，換算后坐標(biāo)值與原坐標(biāo)值相差較大，不便于展到原坐標(biāo)地形圖上。47ppt課件地方獨(dú)立坐標(biāo)系測(cè)繪成果向地心坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的方法③算地方獨(dú)立坐標(biāo)系測(cè)繪成果向地心坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的方法

（3）以中心點(diǎn)坐標(biāo)平移或者坐標(biāo)加常數(shù)和旋轉(zhuǎn)

①以中心點(diǎn)進(jìn)行平移

以城市或測(cè)區(qū)中央某個(gè)控制點(diǎn)為中心點(diǎn)，將所有原控制點(diǎn)坐標(biāo)以中心點(diǎn)進(jìn)行平移，從而獲得獨(dú)立坐標(biāo)系坐標(biāo)。

48ppt課件地方獨(dú)立坐標(biāo)系測(cè)繪成果向地心坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的方法（3）以中心點(diǎn)地方獨(dú)立坐標(biāo)系測(cè)繪成果向地心坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的方法

（3）以中心點(diǎn)坐標(biāo)平移或者坐標(biāo)加常數(shù)和旋轉(zhuǎn)（續(xù)）

②以中心點(diǎn)進(jìn)行平移，再按某角度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)

以城市或測(cè)區(qū)中央某個(gè)控制點(diǎn)為中心點(diǎn)，將先所有原控制點(diǎn)坐標(biāo)以中心點(diǎn)基準(zhǔn)進(jìn)行平移，然后按某角度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，最后獲得獨(dú)立坐標(biāo)系坐標(biāo)。49ppt課件地方獨(dú)立坐標(biāo)系測(cè)繪成果向地心坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的方法（3）以中心點(diǎn)原獨(dú)立坐標(biāo)系向2000系獨(dú)立坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換

地方獨(dú)立坐標(biāo)系測(cè)繪成果向地心坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的方法

原獨(dú)立坐標(biāo)系成果轉(zhuǎn)換到2000系獨(dú)立坐標(biāo)系，通過(guò)選擇覆蓋整個(gè)轉(zhuǎn)換區(qū)域，且分布均勻，具有一定密度的高精度重合點(diǎn)，采用二維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型（二維四參數(shù)模型或二維多項(xiàng)式模型）求解轉(zhuǎn)換參數(shù)，根據(jù)轉(zhuǎn)換參數(shù)通過(guò)轉(zhuǎn)換獲得2000系獨(dú)立系坐標(biāo)。

50ppt課件原獨(dú)立坐標(biāo)系向2000系獨(dú)立坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換地方獨(dú)立坐標(biāo)系測(cè)繪成轉(zhuǎn)換模型51ppt課件轉(zhuǎn)換模型51ppt課件ITRF框架間的相互轉(zhuǎn)換框架轉(zhuǎn)換步驟框架轉(zhuǎn)換關(guān)系建立進(jìn)行板塊運(yùn)動(dòng)改正進(jìn)行框架點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算52ppt課件ITRF框架間的相互轉(zhuǎn)換框架轉(zhuǎn)換步驟52ppt課件ITRF框架相互轉(zhuǎn)換第一步:框架轉(zhuǎn)換關(guān)系建立若已給定轉(zhuǎn)換參數(shù)P，任一歷元t的坐標(biāo)值可從下式中得到

t0是表中指定的歷元，t為需轉(zhuǎn)到的目標(biāo)歷元,P’為參數(shù)的速率

53ppt課件ITRF框架相互轉(zhuǎn)換第一步:框架轉(zhuǎn)換關(guān)系建立53ppt課件框架轉(zhuǎn)換關(guān)系從ITRF2000轉(zhuǎn)換到以前框架的轉(zhuǎn)換參數(shù)與速率（歷元1998.0）54ppt課件框架轉(zhuǎn)換關(guān)系從ITRF2000轉(zhuǎn)換到以前框架的轉(zhuǎn)換參數(shù)與速率ITRF框架相互轉(zhuǎn)換具體的公式為55ppt課件ITRF框架相互轉(zhuǎn)換具體的公式為55ppt課件ITRF框架相互轉(zhuǎn)換第二步:考慮板塊運(yùn)動(dòng)第三步:進(jìn)行框架點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算X,Y,Z為在ITRF2000中的坐標(biāo)，XS,YS,ZS為其它框架中的坐標(biāo)56ppt課件ITRF框架相互轉(zhuǎn)換第二步:考慮板塊運(yùn)動(dòng)第三步:進(jìn)行框架點(diǎn)坐2000國(guó)家大地坐標(biāo)與ITRF框架坐標(biāo)轉(zhuǎn)換

首先按已公布的ITRF框架之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系由參考?xì)v元轉(zhuǎn)換到2000.0歷元。ITRF2005->ITRF97=ITRF2005->ITRF2000+ITRF2000->ITRF97例如:將ITRF2005坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系轉(zhuǎn)換為ITRF97，2000歷元57ppt課件2000國(guó)家大地坐標(biāo)與ITRF框架坐標(biāo)轉(zhuǎn)換首先按已公布的I2000國(guó)家大地坐標(biāo)與ITRF框架坐標(biāo)轉(zhuǎn)換根據(jù)測(cè)站本身在預(yù)轉(zhuǎn)換框架中的速率值及框架本身的變化速率代入公式，轉(zhuǎn)換參數(shù)的變化率看作年變率，計(jì)算得到測(cè)站的實(shí)際變化速率。58ppt課件2000國(guó)家大地坐標(biāo)與ITRF框架坐標(biāo)轉(zhuǎn)換根據(jù)測(cè)站本身在預(yù)轉(zhuǎn)2000國(guó)家大地坐標(biāo)與ITRF框架坐標(biāo)轉(zhuǎn)換

為控制點(diǎn)的速率，可從ITRF網(wǎng)站（http://itrf.ensg.ign.fr/ITRF）所提供的相應(yīng)的框架站點(diǎn)坐標(biāo)文件中獲取(例如：ITRF2005_GPS_SSC)。59ppt課件2000國(guó)家大地坐標(biāo)與ITRF框架坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為控2000國(guó)家大地坐標(biāo)與ITRF框架坐標(biāo)轉(zhuǎn)換其速度矢量不確定時(shí)測(cè)站的速度場(chǎng)可通過(guò)已公布的動(dòng)態(tài)板塊模型近似得到。每個(gè)板塊的角速度分量是已知值都可從地球物理模型計(jì)算得到，因此，測(cè)站的速度為：60ppt課件2000國(guó)家大地坐標(biāo)與ITRF框架坐標(biāo)轉(zhuǎn)換其速度矢量不確定時(shí)2000國(guó)家大地坐標(biāo)與ITRF框架坐標(biāo)轉(zhuǎn)換按計(jì)算得到的框架之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系轉(zhuǎn)換得到CGCS2000的坐標(biāo)61ppt課件2000國(guó)家大地坐標(biāo)與ITRF框架坐標(biāo)轉(zhuǎn)換按計(jì)算得到的框架之坐標(biāo)系基本概念一框架間的關(guān)系與比較二軟件功能與界面五框架轉(zhuǎn)換實(shí)例六

內(nèi)容常用坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換三四轉(zhuǎn)換模型及適用范圍62ppt課件坐標(biāo)系基本概念一框架間的關(guān)系與比較二軟件功能與界面五框架轉(zhuǎn)換Bursa橢球面三維平面七參數(shù)七參數(shù)四、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型及適用范圍四參數(shù)四參數(shù)三參數(shù)63ppt課件Bursa橢球面三維平面七參數(shù)七參數(shù)四、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型及適用范四、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型及適用范圍二維七參數(shù)轉(zhuǎn)換模型省級(jí)以下相對(duì)獨(dú)立的平面坐標(biāo)系統(tǒng)與CGCS2000的聯(lián)系全國(guó)及省級(jí)三維四參數(shù)轉(zhuǎn)換模型平面四參數(shù)轉(zhuǎn)換模型范圍與模型選擇多項(xiàng)式回歸模型64ppt課件四、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型及適用范圍二維七參數(shù)轉(zhuǎn)換模型省級(jí)以下相對(duì)獨(dú)立坐標(biāo)系基本概念一框架間的關(guān)系與比較二五框架轉(zhuǎn)換實(shí)例六

內(nèi)容常用坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換三四轉(zhuǎn)換模型及適用范圍軟件功能與界面65ppt課件坐標(biāo)系基本概念一框架間的關(guān)系與比較二五框架轉(zhuǎn)換實(shí)例六五、軟件主要功能及界面1不同坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換2ITRF與CGCS2000的轉(zhuǎn)換3三度帶、六度帶、任意帶換帶4高斯投影:XY<->BL5同一坐標(biāo)系下坐標(biāo)轉(zhuǎn)換:BLH<->XYZ6

強(qiáng)大的編輯功能7

支持單點(diǎn)與批量處理66ppt課件五、軟件主要功能及界面1不同坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換2ITRF與C67ppt課件67ppt課件五、軟件主要功能及界面1不同坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換23高斯投影:XY<->BL4三度帶、六度帶、任意帶換帶5同一坐標(biāo)系下坐標(biāo)轉(zhuǎn)換:BLH<->XYZ6

強(qiáng)大的編輯功能7

支持單點(diǎn)與批量處理ITRF與CGCS2000的轉(zhuǎn)換68ppt課件五、軟件主要功能及界面1不同坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換23高斯投影:坐標(biāo)轉(zhuǎn)換計(jì)算步驟69ppt課件坐標(biāo)轉(zhuǎn)換計(jì)算步驟69ppt課件擬合殘差及檢核文件輸出（二維輸出為例）：70ppt課件擬合殘差及檢核文件輸出（二維輸出為例）：70ppt課件五、軟件主要功能及界面1不同坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換2ITRF與CGCS2000的轉(zhuǎn)換3高斯投影:XY<->BL4三度帶、六度帶、任意帶換帶5同一坐標(biāo)系下坐標(biāo)轉(zhuǎn)換:BLH<->XYZ6

強(qiáng)大的編輯功能7

支持單點(diǎn)與批量處理71ppt課件五、軟件主要功能及界面1不同坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換2ITRF與CITRF框架與CGCS2000坐標(biāo)轉(zhuǎn)換72ppt課件ITRF框架與CGCS2000坐標(biāo)轉(zhuǎn)換72ppt課件五、軟件主要功能及界面1不同坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換2ITRF與CGCS2000的轉(zhuǎn)換3高斯投影:XY<->BL4三度帶、六度帶、任意帶換帶5同一坐標(biāo)系下坐標(biāo)轉(zhuǎn)換:BLH<->XYZ6

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支持單點(diǎn)與批量處理73ppt課件五、軟件主要功能及界面1不同坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換2ITRF與C74ppt課件74ppt課件75ppt課件75ppt課件五、軟件主要功能及界面1不同坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換2ITRF與CGCS2000的轉(zhuǎn)換3三度帶、六度帶、任意帶換帶4高斯投影:XY<->BL5同一坐標(biāo)系下坐標(biāo)轉(zhuǎn)換:BLH<->XYZ6

強(qiáng)大的編輯功能7

支持單點(diǎn)與批量處理76ppt課件五、軟件主要功能及界面1不同坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換2ITRF與C77ppt課件77ppt課件五、軟件主要功能及界面1不同坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換2ITRF與CGCS2000的轉(zhuǎn)換3三度帶、六度帶、任意帶換帶4高斯投影:XY<->BL5同一坐標(biāo)系下坐標(biāo)轉(zhuǎn)換:BLH<->XYZ6

強(qiáng)大的編輯功能7

支持單點(diǎn)與批量處理78ppt課件五、軟件主要功能及界面1不同坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換2ITRF與C79ppt課件79ppt課件公共點(diǎn)選取80ppt課件公共點(diǎn)選取80ppt課件81ppt課件81ppt課件坐標(biāo)系基本概念一框架間的關(guān)系與比較二軟件功能與界面五六

內(nèi)容常用坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換三轉(zhuǎn)換模型及適用范圍

四框架轉(zhuǎn)換實(shí)例82ppt課件坐標(biāo)系基本概念一框架間的關(guān)系與比較二軟件功能與界面五六六、ITRF框架轉(zhuǎn)換實(shí)例輸入文件：預(yù)轉(zhuǎn)換站點(diǎn)坐標(biāo)文件83ppt課件六、ITRF框架轉(zhuǎn)換實(shí)例輸入文件：預(yù)轉(zhuǎn)換站點(diǎn)坐標(biāo)文件83pp輸出轉(zhuǎn)換后的坐標(biāo)文件六、ITRF框架轉(zhuǎn)換實(shí)例84ppt課件輸出轉(zhuǎn)換后的坐標(biāo)文件六、ITRF框架轉(zhuǎn)換實(shí)例84ppt課件85ppt課件85ppt課件

謝謝！86ppt課件謝謝！86ppt課件常用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法程鵬飛中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院2010年６月10日87ppt課件常用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法程鵬飛1ppt課件坐標(biāo)系基本概念一框架間的關(guān)系與比較二軟件功能與界面五框架轉(zhuǎn)換實(shí)例六

內(nèi)容常用坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換三轉(zhuǎn)換模型及適用范圍

四88ppt課件坐標(biāo)系基本概念一框架間的關(guān)系與比較二軟件功能與界面五框架轉(zhuǎn)換一框架間的關(guān)系與比較二軟件功能與界面五框架轉(zhuǎn)換實(shí)例六

內(nèi)容常用坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換三轉(zhuǎn)換模型及適用范圍

四坐標(biāo)系基本概念89ppt課件一框架間的關(guān)系與比較二軟件功能與界面五框架轉(zhuǎn)換實(shí)例六1、地球的形狀地球的大地水準(zhǔn)面地球看做球形地球看做橢球90ppt課件1、地球的形狀地球的大地水準(zhǔn)面地球看做球形地球看做地球?yàn)闄E球大地水準(zhǔn)面全球一致的總橢球參考橢球91ppt課件地球?yàn)闄E球大地水準(zhǔn)面全球一致的總橢球參考橢球5ppt課件地心坐標(biāo)系－坐標(biāo)原點(diǎn)位于地球質(zhì)心2、地心坐標(biāo)系與參心坐標(biāo)系參心坐標(biāo)系－坐標(biāo)原點(diǎn)不位于地球質(zhì)心地心坐標(biāo)系和參心坐標(biāo)系的特點(diǎn)地心坐標(biāo)系適合于全球用途的應(yīng)用參心坐標(biāo)系適合于局部用途的應(yīng)用有利于使局部大地水準(zhǔn)面與參考橢球面符合更好保持國(guó)家坐標(biāo)系的穩(wěn)定有利于坐標(biāo)系的保密92ppt課件地心坐標(biāo)系－坐標(biāo)原點(diǎn)位于地球質(zhì)心2、地心坐標(biāo)系與參心坐標(biāo)系參參心坐標(biāo)系原點(diǎn)與軸指向由給定點(diǎn)定義基于國(guó)家或局部參考橢球在國(guó)家內(nèi)部進(jìn)行平差參考系為水平坐標(biāo)系LocalellipsoidGeoidLocalareaofinterestEastingNorthing93ppt課件參心坐標(biāo)系原點(diǎn)與軸指向由給定點(diǎn)定義Localellipso原點(diǎn)地球質(zhì)量中心Z-軸地球平均旋轉(zhuǎn)軸X-軸平均格林尼治子午面,垂直于Z軸P(X,Y,Z)格林尼治平均旋轉(zhuǎn)軸平均赤道面O平均格林尼治子午面地心坐標(biāo)系全球橢球大地水準(zhǔn)面94ppt課件原點(diǎn)P(X,Y,Z)格林尼治平均旋轉(zhuǎn)軸平均赤道面O平均WGS-84坐標(biāo)系3、常用坐標(biāo)系國(guó)際地球參考框架(ITRF)1954年北京坐標(biāo)系1980西安坐標(biāo)系新1954北京坐標(biāo)系2000國(guó)家大地坐標(biāo)系我國(guó)大地基準(zhǔn)參心坐標(biāo)系地心坐標(biāo)系95ppt課件WGS-84坐標(biāo)系3、常用坐標(biāo)系國(guó)際地球參考框架(ITRF)存在的問(wèn)題：（1）橢球參數(shù)有較大誤差。（2）參考橢球面與我國(guó)大地水準(zhǔn)面存在著自西向東明顯的系統(tǒng)性傾斜。（3）幾何大地測(cè)量和物理大地測(cè)量應(yīng)用的參考面不統(tǒng)一。（4）定向不明確。3.11954年北京坐標(biāo)系1.1954年北京坐標(biāo)系（BJ54舊）坐標(biāo)原點(diǎn)：前蘇聯(lián)的普爾科沃。參考橢球：克拉索夫斯基橢球。平差方法：分區(qū)分期局部平差。96ppt課件存在的問(wèn)題：3.11954年北京坐標(biāo)系1.1954年北坐標(biāo)原點(diǎn)：陜西省涇陽(yáng)縣永樂(lè)鎮(zhèn)。參考橢球：1975年國(guó)際橢球。平差方法：天文大地網(wǎng)整體平差。3.21980年國(guó)家大地坐標(biāo)系（GDZ80）特點(diǎn)：（1）采用1975年國(guó)際橢球。（2）橢球面同似大地水準(zhǔn)面在我國(guó)境內(nèi)最為密合，是多點(diǎn)定位。（3）定向明確。（4）大地原點(diǎn)地處我國(guó)中部。（5）大地高程基準(zhǔn)采用1956年黃海高程。97ppt課件坐標(biāo)原點(diǎn)：陜西省涇陽(yáng)縣永樂(lè)鎮(zhèn)。3.21980年國(guó)家大地坐標(biāo)

新1954年北京坐標(biāo)系（BJ54新）是由1980國(guó)家大地坐標(biāo)（GDZ80）轉(zhuǎn)換得來(lái)的。坐標(biāo)原點(diǎn)：陜西省涇陽(yáng)縣永樂(lè)鎮(zhèn)。參考橢球：克拉索夫斯基橢球。平差方法：天文大地網(wǎng)整體平差。3.3新1954年北京坐標(biāo)系（BJ54新）

BJ54新的特點(diǎn)：（1）采用克拉索夫斯基橢球。（2）是綜合GDZ80和BJ54舊建立起來(lái)的參心坐標(biāo)系。98ppt課件新1954年北京坐標(biāo)系（BJ54新）是由1980國(guó)33.3

新1954年北京坐標(biāo)系（BJ54新）（3）采用多點(diǎn)定位。但橢球面與大地水準(zhǔn)面在我國(guó)境內(nèi)不是最佳擬合。（4）定向明確。（5）大地原點(diǎn)與GDZ80相同，但大地起算數(shù)據(jù)不同。（6）大地高程基準(zhǔn)采用1956年黃海高程。（7）與BJ54舊相比，所采用的橢球參數(shù)相同，其定位相近，但定向不同。（8）BJ54舊與BJ54新無(wú)全國(guó)統(tǒng)一的轉(zhuǎn)換參數(shù)，只能進(jìn)行局部轉(zhuǎn)換。99ppt課件3.3新1954年北京坐標(biāo)系（BJ54新）（3）采用多點(diǎn)定

WGS-84橢球及其有關(guān)常數(shù)：WGS-84采用的橢球是國(guó)際大地測(cè)量與地球物理聯(lián)合會(huì)第17屆大會(huì)大地測(cè)量常數(shù)推薦值，其四個(gè)基本參數(shù)3.4WGS-84坐標(biāo)系WGS-84的定義：原點(diǎn)在地球質(zhì)心

Z軸指向BIH1984.0定義的協(xié)定地球極（CTP）方向

X軸指向BIH1984.0的零度子午面和CTP赤道的交點(diǎn)

Y軸和Z、X軸構(gòu)成右手坐標(biāo)系.

它是一個(gè)地固坐標(biāo)系。100ppt課件WGS-84橢球及其有關(guān)常數(shù)：WGS-84采用的橢長(zhǎng)半徑：

a=6378137±2（m）；地球引力常數(shù)：

GM=3986005×108m3s-2±0.6×108m3s-2；正?；A帶諧系數(shù)：

C20=-484.16685×10-6±1.3×10-9；

J2=108263×10-8

地球自轉(zhuǎn)角速度：

ω=7292115×10-11rads-1±0.150×10-11rads-13.4WGS-84坐標(biāo)系101ppt課件長(zhǎng)半徑：地球自轉(zhuǎn)角速度：3.4WGS-84坐標(biāo)系15ppt國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)，2008年7月1日起正式實(shí)施地心坐標(biāo)系，原點(diǎn)為包括海洋和大氣的整個(gè)地球的質(zhì)量中心Z軸由原點(diǎn)指向歷元2000.0的地球參考極的方向X軸由原點(diǎn)指向格林尼治參考子午線與地球赤道面（歷元2000.0）的交點(diǎn),該歷元的指向由國(guó)際時(shí)間局給定的歷元1984.0推算得到Y(jié)軸與Z軸、X軸構(gòu)成右手正交坐標(biāo)系。2000國(guó)家大地坐標(biāo)系采用的地球橢球的參數(shù)為：長(zhǎng)半軸a=6378137m，扁率f=1/298.257222101

3.52000國(guó)家大地坐標(biāo)系102ppt課件國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)，2008年7月1日起正式實(shí)施3.52000國(guó)家3.6獨(dú)立坐標(biāo)系統(tǒng)大多數(shù)建立在上個(gè)世紀(jì)五六十年代控制網(wǎng)普遍采用傳統(tǒng)的三角導(dǎo)線測(cè)量方法布測(cè)以城市或測(cè)區(qū)中心設(shè)立中央子午線，為了滿足每公里長(zhǎng)度變形小于2.5厘米限差要求；基于2000國(guó)家大地坐標(biāo)系建立的獨(dú)立坐標(biāo)系統(tǒng)，稱為2000獨(dú)立坐標(biāo)系。建立方法與常用獨(dú)立坐標(biāo)系建立方法基本相同。103ppt課件3.6獨(dú)立坐標(biāo)系統(tǒng)大多數(shù)建立在上個(gè)世紀(jì)五六十年代17ppt課3.7坐標(biāo)系各參數(shù)比較104ppt課件3.7坐標(biāo)系各參數(shù)比較18ppt課件3.8國(guó)際地球參考架（ITRF）國(guó)際地球參考架(ITRF)是IERS(InternationalEarthRotationService)制定，由全球數(shù)百個(gè)SLR、VLBI和GPS站所構(gòu)成–IGS精密星歷

–Z軸指向CIO，利用SLR、VLBI和GPS等技術(shù)維持.

–提供站坐標(biāo)及速度場(chǎng)信息105ppt課件3.8國(guó)際地球參考架（ITRF）國(guó)際地球參考架(ITRF

ITRF序列觀測(cè)技術(shù)及板塊運(yùn)動(dòng)模型

最新的是ITRF2005106ppt課件ITRF序列觀測(cè)技術(shù)及板塊運(yùn)動(dòng)模型最新的是ITRF200坐標(biāo)系基本概念一二軟件功能與界面五框架轉(zhuǎn)換實(shí)例六

內(nèi)容常用坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換三轉(zhuǎn)換模型及適用范圍

四框架間的關(guān)系與比較107ppt課件坐標(biāo)系基本概念一二軟件功能與界面五框架轉(zhuǎn)換實(shí)例六內(nèi)ITRF和IGS(衛(wèi)星軌道)的關(guān)系—ITRF91

1992年至1993年底;—ITRF92

1994年期間;—ITRF93

1995年初至1996年中期;—ITRF94

1996年中期至1998年3月;—ITRF96

1998年3月至1999年7月—

ITRF971999年8月至2000年6月—IGS972000年6月至2001年12月—IGS002001年12月至2004年1月—IGS00b2004年1月至2006年10月—IGS052006年11月至今108ppt課件ITRF和IGS(衛(wèi)星軌道)的關(guān)系—ITRF91199ITRF和IGS的關(guān)系IGS精密星歷,軌道約束，則測(cè)站坐標(biāo)與IGS精密星歷所采用的ITRF框架一致。采用ITRF中的測(cè)站坐標(biāo),并對(duì)測(cè)站進(jìn)行約束，則必需采用最新的參考框架并將它轉(zhuǎn)換至觀測(cè)歷元。如果測(cè)站框架ITRFzz比IGS星歷框架ITRFyy新。修正過(guò)程為,在自由網(wǎng)或最小約束分析方案中利用星歷軌道計(jì)算;在觀測(cè)歷元采用近似轉(zhuǎn)換參數(shù)將測(cè)站坐標(biāo)從ITRFyy轉(zhuǎn)換至ITRFzz;在ITRFzz中加測(cè)站約束;109ppt課件ITRF和IGS的關(guān)系IGS精密星歷,軌道約束，則測(cè)站ITRF和IGS的關(guān)系４)如果采用GPS廣播星歷（WGS84）,則測(cè)站坐標(biāo)同任一ITRFyy的一致性在1米以內(nèi),利用精化了的WGS84(G1150)星歷,則兩者的一致性在1厘米以內(nèi)。110ppt課件ITRF和IGS的關(guān)系４)如果采用GPS廣播星歷（WG

最初WGS84與ITRF的關(guān)系WGS84地面站坐標(biāo)精度為1m到2m的精度，ITRF則為厘米級(jí)精度引力常數(shù)不同WGS-84與ITRF的關(guān)系WGS84與ITRF的轉(zhuǎn)換關(guān)系111ppt課件最初WGS84與ITRF的關(guān)系WGS-84與ITRF的關(guān)WGS-84與ITRF的關(guān)系精化后差別越來(lái)越小，最新實(shí)現(xiàn)差別在毫米量級(jí)112ppt課件WGS-84與ITRF的關(guān)系精化后差別越來(lái)越小，最新實(shí)現(xiàn)差別WGS84與CGCS2000的比較113ppt課件WGS84與CGCS2000的比較27ppt課件WGS84與CGCS2000的比較從定義上CGCS2000與WGS84是一致的，即關(guān)于坐標(biāo)系原點(diǎn)、尺度、定向及定向演變的定義都是相同的。參考橢球非常相近，在4個(gè)橢球常數(shù)ａ、ｆ、GM、ω中，唯有扁率ｆ有微小差異：114ppt課件WGS84與CGCS2000的比較從定義上28ppt課件WGS84與CGCS2000的比較１）df不引起大地經(jīng)度變化；２）df引起大地緯度的變化范圍為0～0.105mm；３）df引起大地高的變化范圍為0～0.105mm；在當(dāng)前的測(cè)量精度水平,即坐標(biāo)測(cè)量精度1mm，由兩個(gè)坐標(biāo)系的參考橢球的扁率差異引起同一點(diǎn)在WGS84和CGCS2000坐標(biāo)系內(nèi)的坐標(biāo)變化可以忽略。結(jié)論:CGCS2000和WGS84（G1150）在坐標(biāo)系的實(shí)現(xiàn)精度范圍內(nèi)，兩者的坐標(biāo)是一致的。115ppt課件WGS84與CGCS2000的比較１）df不引起大地經(jīng)度變化坐標(biāo)系基本概念一框架間的關(guān)系與比較二軟件功能與界面五框架轉(zhuǎn)換實(shí)例六

內(nèi)容三轉(zhuǎn)換模型及適用范圍

四常用坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換116ppt課件坐標(biāo)系基本概念一框架間的關(guān)系與比較二軟件功能與界面五框架轉(zhuǎn)換坐標(biāo)類型空間直角坐標(biāo)-XYZ大地坐標(biāo)BLH117ppt課件坐標(biāo)類型空間直角坐標(biāo)-XYZ大地坐標(biāo)BLH31ppt課件對(duì)同一空間點(diǎn)，直角坐標(biāo)系與大地坐標(biāo)系參數(shù)間有如下轉(zhuǎn)換關(guān)系：直角坐標(biāo)系與大地坐標(biāo)系參數(shù)間的轉(zhuǎn)換直接算法118ppt課件對(duì)同一空間點(diǎn)，直角坐標(biāo)系與大地坐標(biāo)系參數(shù)間有如下轉(zhuǎn)換關(guān)大地坐標(biāo)系與空間直角坐標(biāo)系變換由空間直角坐標(biāo)系變換至大地坐標(biāo)系采用迭代法

119ppt課件大地坐標(biāo)系與空間直角坐標(biāo)系變換由空間直角坐標(biāo)系變換至大地坐標(biāo)兩個(gè)坐標(biāo)系三個(gè)平移參數(shù)、三個(gè)旋轉(zhuǎn)參數(shù)、一個(gè)尺度參數(shù)國(guó)家大地坐標(biāo)系之間及與國(guó)際上坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換布爾莎七參數(shù)模型120ppt課件兩個(gè)坐標(biāo)系三個(gè)平移參數(shù)、三個(gè)旋轉(zhuǎn)參數(shù)、一個(gè)尺度參數(shù)國(guó)家大地坐布爾莎七參數(shù)模型

121ppt課件布爾莎七參數(shù)模型35ppt課件大地微分公式－橢球面上的轉(zhuǎn)換

三維七參數(shù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型122ppt課件大地微分公式－橢球面上的轉(zhuǎn)換

三維七參數(shù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型36pp大地微分公式－橢球面上的轉(zhuǎn)換

二維七參數(shù)轉(zhuǎn)換模型用于大地高的精度較低的轉(zhuǎn)換123ppt課件大地微分公式－橢球面上的轉(zhuǎn)換

二維七參數(shù)轉(zhuǎn)換模型用于大地高的三維四參數(shù)轉(zhuǎn)換若不考慮兩者尺度的差異只顧及兩個(gè)坐標(biāo)系原點(diǎn)及起始定向的差異進(jìn)行空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換時(shí)這4個(gè)參數(shù)可以是3個(gè)坐標(biāo)平移參數(shù)和1個(gè)旋轉(zhuǎn)參數(shù)124ppt課件三維四參數(shù)轉(zhuǎn)換若不考慮兩者尺度的差異38ppt課件平面四參數(shù)轉(zhuǎn)換模型125ppt課件平面四參數(shù)轉(zhuǎn)換模型39ppt課件平面相似變換模型考慮兩個(gè)方向不同尺度Sx，Sy126ppt課件平面相似變換模型考慮兩個(gè)方向不同尺度Sx，Sy40ppt課件獨(dú)立坐標(biāo)系建立方法

地方獨(dú)立坐標(biāo)系測(cè)繪成果向地心坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的方法

城市獨(dú)立坐標(biāo)系一般是以國(guó)家坐標(biāo)系坐標(biāo)為基礎(chǔ)建立的，獨(dú)立坐標(biāo)系建立方法大致歸類為以下三種類型或它們的組合：（1）高斯正形投影于參考橢球面上任意帶平面直角坐標(biāo)系；（2）高斯正形投影于低償高程面的任意帶平面直角坐標(biāo)系；（3）以中心點(diǎn)坐標(biāo)平移或者坐標(biāo)加常數(shù)和旋轉(zhuǎn)。127ppt課件獨(dú)立坐標(biāo)系建立方法地方獨(dú)立坐標(biāo)系測(cè)繪成果向地心坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的建立城市獨(dú)立坐標(biāo)系模型1）橢球膨縮法獨(dú)立坐標(biāo)系投影面即可高出CGCS2000橢球面，也可降低。建立高斯投影于抵償高程面上任意帶平面直角坐標(biāo)系，可采用橢球膨縮法。2）橢球平移法地方獨(dú)立坐標(biāo)系測(cè)繪成果向地心坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的方法

128ppt課件建立城市獨(dú)立坐標(biāo)系模型地方獨(dú)立坐標(biāo)系測(cè)繪成果向地心坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換地方獨(dú)立坐標(biāo)系測(cè)繪成果向地心坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的方法

（1）高斯正形投影于參考橢球面上任意帶平面直角坐標(biāo)系這種類型通常采用用高斯投影計(jì)算方法，將獨(dú)立坐標(biāo)變換到相應(yīng)橢球的國(guó)家平面坐標(biāo)。（2）高斯正形投影于低償高程面的任意帶平面直角坐標(biāo)系這種類型通常采用橢球變換法或比例縮放法進(jìn)行變換。①橢球變換法在不改變扁率（偏心率）的前提下，改變橢球的長(zhǎng)半軸，使改變后的橢球面與區(qū)域平均高程面重合，然后在改變參數(shù)后的橢球基礎(chǔ)上進(jìn)行投影。129ppt課件地方獨(dú)立坐標(biāo)系測(cè)繪成果向地心坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的方法（1）高斯正形地方獨(dú)立坐標(biāo)系測(cè)繪成果向地心坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的方法

轉(zhuǎn)換步驟130ppt課件地方獨(dú)立坐標(biāo)系測(cè)繪成果向地心坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的方法轉(zhuǎn)44ppt課地方獨(dú)立坐標(biāo)系測(cè)繪成果向地心坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的方法

②比例縮放法

比例縮放法1：通常在一定的精度和范圍內(nèi)進(jìn)行不同投影歸算面的坐標(biāo)換算，可視為是長(zhǎng)度元素進(jìn)行一次按比例的縮放。轉(zhuǎn)換步驟131ppt課件地方獨(dú)立坐標(biāo)系測(cè)繪成果向地心坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的方法②比地方獨(dú)立坐標(biāo)系測(cè)繪成果向地心坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的方法

比例縮放法2：在測(cè)區(qū)中央選擇一個(gè)中心點(diǎn)，保持其它各點(diǎn)與中心點(diǎn)的方位不變，對(duì)各點(diǎn)與中心點(diǎn)的距離乘以一個(gè)變形系數(shù)K后得到零變形距離，然后根據(jù)零變形距離與方位角計(jì)算各點(diǎn)的坐標(biāo)改正量，從而得到各點(diǎn)的新坐標(biāo)（地方坐標(biāo)）。

轉(zhuǎn)換步驟132ppt課件地方獨(dú)立坐標(biāo)系測(cè)繪成果向地心坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的方法比例縮地方獨(dú)立坐標(biāo)系測(cè)繪成果向地心坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的方法

③算法比較比例縮放法：適用在小區(qū)域范圍，算法上只考慮兩個(gè)投影歸算面簡(jiǎn)單近似的平面縮放關(guān)系，沒(méi)有考慮由于歸算面的變化而產(chǎn)生的橢球面變化問(wèn)題。而且需要選擇一個(gè)重合點(diǎn)，選擇不同重合點(diǎn)換算后坐標(biāo)也會(huì)有差異，其優(yōu)點(diǎn)換算后坐標(biāo)值與原坐標(biāo)值較接近，便于展到原地形圖上。橢球變換法：通過(guò)改變橢球參數(shù)來(lái)確定新橢球面，換算后坐標(biāo)值具有唯一值，適用換算區(qū)域范圍更大，精度較高，但是，換算后坐標(biāo)值與原坐標(biāo)值相差較大，不便于展到原坐標(biāo)地形圖上。133ppt課件地方獨(dú)立坐標(biāo)系測(cè)繪成果向地心坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的方法③算地方獨(dú)立坐標(biāo)系測(cè)繪成果向地心坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的方法

（3）以中心點(diǎn)坐標(biāo)平移或者坐標(biāo)加常數(shù)和旋轉(zhuǎn)

①以中心點(diǎn)進(jìn)行平移

以城市或測(cè)區(qū)中央某個(gè)控制點(diǎn)為中心點(diǎn)，將所有原控制點(diǎn)坐標(biāo)以中心點(diǎn)進(jìn)行平移，從而獲得獨(dú)立坐標(biāo)系坐標(biāo)。

134ppt課件地方獨(dú)立坐標(biāo)系測(cè)繪成果向地心坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的方法（3）以中心點(diǎn)地方獨(dú)立坐標(biāo)系測(cè)繪成果向地心坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的方法

（3）以中心點(diǎn)坐標(biāo)平移或者坐標(biāo)加常數(shù)和旋轉(zhuǎn)（續(xù)）

②以中心點(diǎn)進(jìn)行平移，再按某角度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)

以城市或測(cè)區(qū)中央某個(gè)控制點(diǎn)為中心點(diǎn)，將先所有原控制點(diǎn)坐標(biāo)以中心點(diǎn)基準(zhǔn)進(jìn)行平移，然后按某角度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，最后獲得獨(dú)立坐標(biāo)系坐標(biāo)。135ppt課件地方獨(dú)立坐標(biāo)系測(cè)繪成果向地心坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的方法（3）以中心點(diǎn)原獨(dú)立坐標(biāo)系向2000系獨(dú)立坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換

地方獨(dú)立坐標(biāo)系測(cè)繪成果向地心坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的方法

原獨(dú)立坐標(biāo)系成果轉(zhuǎn)換到2000系獨(dú)立坐標(biāo)系，通過(guò)選擇覆蓋整個(gè)轉(zhuǎn)換區(qū)域，且分布均勻，具有一定密度的高精度重合點(diǎn)，采用二維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型（二維四參數(shù)模型或二維多項(xiàng)式模型）求解轉(zhuǎn)換參數(shù)，根據(jù)轉(zhuǎn)換參數(shù)通過(guò)轉(zhuǎn)換獲得2000系獨(dú)立系坐標(biāo)。

136ppt課件原獨(dú)立坐標(biāo)系向2000系獨(dú)立坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換地方獨(dú)立坐標(biāo)系測(cè)繪成轉(zhuǎn)換模型137ppt課件轉(zhuǎn)換模型51ppt課件ITRF框架間的相互轉(zhuǎn)換框架轉(zhuǎn)換步驟框架轉(zhuǎn)換關(guān)系建立進(jìn)行板塊運(yùn)動(dòng)改正進(jìn)行框架點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算138ppt課件ITRF框架間的相互轉(zhuǎn)換框架轉(zhuǎn)換步驟52ppt課件ITRF框架相互轉(zhuǎn)換第一步:框架轉(zhuǎn)換關(guān)系建立若已給定轉(zhuǎn)換參數(shù)P，任一歷元t的坐標(biāo)值可從下式中得到

t0是表中指定的歷元，t為需轉(zhuǎn)到的目標(biāo)歷元,P’為參數(shù)的速率

139ppt課件ITRF框架相互轉(zhuǎn)換第一步:框架轉(zhuǎn)換關(guān)系建立53ppt課件框架轉(zhuǎn)換關(guān)系從ITRF2000轉(zhuǎn)換到以前框架的轉(zhuǎn)換參數(shù)與速率（歷元1998.0）140ppt課件框架轉(zhuǎn)換關(guān)系從ITRF2000轉(zhuǎn)換到以前框架的轉(zhuǎn)換參數(shù)與速率ITRF框架相互轉(zhuǎn)換具體的公式為141ppt課件ITRF框架相互轉(zhuǎn)換具體的公式為55ppt課件ITRF框架相互轉(zhuǎn)換第二步:考慮板塊運(yùn)動(dòng)第三步:進(jìn)行框架點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算X,Y,Z為在ITRF2000中的坐標(biāo)，XS,YS,ZS為其它框架中的坐標(biāo)142ppt課件ITRF框架相互轉(zhuǎn)換第二步:考慮板塊運(yùn)動(dòng)第三步:進(jìn)行框架點(diǎn)坐2000國(guó)家大地坐標(biāo)與ITRF框架坐標(biāo)轉(zhuǎn)換

首先按已公布的ITRF框架之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系由參考?xì)v元轉(zhuǎn)換到2000.0歷元。ITRF2005->ITRF97=ITRF2005->ITRF2000+ITRF2000->ITRF97例如:將ITRF2005坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系轉(zhuǎn)換為ITRF97，2000歷元143ppt課件2000國(guó)家大地坐標(biāo)與ITRF框架坐標(biāo)轉(zhuǎn)換首先按已公布的I2000國(guó)家大地坐標(biāo)與ITRF框架坐標(biāo)轉(zhuǎn)換根據(jù)測(cè)站本身在預(yù)轉(zhuǎn)換框架中的速率值及框架本身的變化速率代入公式，轉(zhuǎn)換參數(shù)的變化率看作年變率，計(jì)算得到測(cè)站的實(shí)際變化速率。144ppt課件2000國(guó)家大地坐標(biāo)與ITRF框架坐標(biāo)轉(zhuǎn)換根據(jù)測(cè)站本身在預(yù)轉(zhuǎn)2000國(guó)家大地坐標(biāo)與ITRF框架坐標(biāo)轉(zhuǎn)換

為控制點(diǎn)的速率，可從ITRF網(wǎng)站（http://itrf.ensg.ign.fr/ITRF）所提供的相應(yīng)的框架站點(diǎn)坐標(biāo)文件中獲取(例如：ITRF2005_GPS_SSC)。145ppt課件2000國(guó)家大地坐標(biāo)與ITRF框架坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為控2000國(guó)家大地坐標(biāo)與ITRF框架坐標(biāo)轉(zhuǎn)換其速度矢量不確定時(shí)測(cè)站的速度場(chǎng)可通過(guò)已公布的動(dòng)態(tài)板塊模型近似得到。每個(gè)板塊的角速度分量