测量坐标系统的粗浅认识

淼淼厚德载物 · 发表于 2013-11-3 12:14

1.绝对高程：地面点到水准面的铅垂距离，我国1985国家高程基准以黄海平均海平面为基准面，在观象山设置水准原点，高程为H85=72.260m比H56=72.289低0.029m。相对高程：地面点到任意假定水准面的铅垂距离。

2.地面点的空间位置用坐标和高程来表示，测量使用的平面直角坐标以中央子午线和赤道的交点为原点，以东为Y轴正向，以北为X轴正向。测量工作的基本要素是距离、角度和高程。空间地心直角坐标系定义为原点O与地心重合，Z轴指向地球北极，X轴指向格林尼治子午面与地球赤道的交点E，Y轴指向垂直于XOZ平面构成右手坐标系。由于地球北极存在极移现象，IAG和IAU建议采用平均地极作为基准点，称为国际协议原点（CTP）。WGS-84采用协议地球坐标系。

3.地理坐标可分为大地坐标和天文坐标。地面点若用大地坐标应为经度、纬度和大地高，以参考椭球面和法线为基准面和基准线。地面点的经度L为该点的子午面与首子午面的二面角，纬度B为该点的球面法线与赤道平面的夹角，大地高H大是地面点沿法线至参考椭球面的距离。天文坐标系以大地水准面和铅垂线为基准面和基准线，天文经度 λ、天文纬度Ψ和正高H正，天文经度λ为某点所处的天文子午面与起始子午面之间的夹角，天文纬度Ψ为过该点的铅垂线与天文赤道面的夹角，正高H正为该点沿铅垂线至大地水准面的的距离。该点的铅垂线与法线之间的夹角为垂线偏差。

4.地区自然表面高低起伏，半径约为6371km，表面最高点珠穆朗玛峰8844.43m,最低点为马里亚纳海沟位于海平面以下11022m。大地水准面是通过平均海平面的水准面，是一个具有微小起伏的不规则曲面，不能用数学公式表示，其包围的形体称为大地体。参考椭球面是能用数学公式表示、又接近大地水准面的规则曲面作为计算的基准面，地球椭球体是由一个椭圆绕它的短轴旋转而成的旋转椭球体。

5.大地坐标系统包括北京54和西安80，北京54是前苏联1942年坐标系的延伸，参考椭球为克拉索夫斯基椭球元素，大地原点位于前苏联境内的普尔科沃，西安80是采用IUGG第16届大会推荐椭球，长半轴a=6378140m，扁率α=1：298.257，大地原点位于陕西泾阳县永乐镇北洪流村。

6.从2008年7月1日，开始采用CGCS2000国家大地坐标系，属于地心坐标系。原点为包括海洋和大气的地球质量中心，Z轴指向为BIH1984.0定义的CTP。X轴为IERS起始子午面与通过原点且同Z轴正交的赤道面交线，Y轴与X、Z轴构成的地心地固直角坐标系。采用椭球参数为a=6378137km，α=1/298.257222101。