云南省2000国家大地坐标系坐标转换部分【行业一类】

云南省云南省2000国家大地坐标系培训国家大地坐标系培训 1优选专业20002000国家大地坐标系与现行坐标系有何不同国家大地坐标系与现行坐标系有何不同 20002000国家大地坐标系国家大地坐标系现行坐标系现行坐标系（5454北京系、西安北京系、西安8080系）系）坐标系类型坐标系类型地心坐标系参心坐标系椭球定位方式椭球定位方式与全球大地水准面最密合局部大地水准面最吻合原点位置原点位置包括海洋和大气的整个地球的质量中心与地球质量中心有较大偏差坐标系维数坐标系维数三维坐标系统二维坐标系统相对精度相对精度10-710-810-6实现技术实现技术通过现代空间大地测量观测技术确定传统的大地测量方式确定2优选专业 各基准的参数比较各基准的参数比较 坐标系统坐标系统地球椭球地球椭球19541954年年北京坐标系北京坐标系19801980西安坐标系西安坐标系WGS 84WGS 8420002000国家国家大地坐标系大地坐标系椭球名称椭球名称克拉索夫斯基克拉索夫斯基IUGG1975IUGG1975WGS-84WGS-84CGCS2000CGCS2000建成年代建成年代5050年代年代197919791984198420082008椭球类型椭球类型参考椭球参考椭球参考椭球参考椭球总地球椭球总地球椭球总地球椭球总地球椭球a a（m m）63782456378245637814063781406378137637813763781376378137J2J2或或C20C20(f)(f)1 1：298.3298.3J2:J2:1.082631.082631010-3-31 1：298.257298.257C20C20：-484.16685484.166851010-6-61 1：298.257223563298.257223563J2:J2:1.0826298322581.0826298322581010-3-31 1：/298.257222101/298.257222101GM(mGM(m3 3s s-2-2)3.9860053.986005101014143.9860053.986005101014143.9860044183.98600441810101414（rad/srad/s）7.2921157.2921151010-5-57.2921157.2921151010-5-57.292l157.292l151010-5-53优选专业坐标转换采用的模型坐标转换采用的模型三维七参数三维七参数转换转换模型模型省级以下省级以下相对独立相对独立的的平平面坐标系统与面坐标系统与2000国家大地国家大地坐标系的联系坐标系的联系全国全国及省级及省级三维四参数三维四参数转换模型转换模型二维四参数二维四参数转换模型转换模型范围与模型范围与模型选择选择多 项 式 回多 项 式 回归模型归模型详见详见现有测绘成果转换到现有测绘成果转换到2000国家大地坐标系技术指南国家大地坐标系技术指南第六部分第六部分 4优选专业各省在各省在ITRFITRF框架下及框架下及WGS-84WGS-84下的成果如何与下的成果如何与20002000国家大地坐标系发生联系国家大地坐标系发生联系 各省市已建立的基于WGS-84坐标系及ITRF框架下的GPS C级网的坐标成果，根据ITRF框架与ITRF97框架之间转换关系转换到2000历元上，则可视作2000国家大地坐标系的成果，并依此完成现有测绘产品的转换。5优选专业国际地球参考系统（国际地球参考系统（ITRS）ITRS 是一种协议地球参考系统，它的定义为（IERS Conventions,1996）:pITRS所定义的地心包括海洋和大气的整个地球的质量中心；pITRS的长度为米（SI），是在广义相对论框架下的定义；pITRS坐标轴的定向与国际时间局BIH1984.0历元的定义一致；pITRS的时间演变基准是使用满足无整体旋转NNR条件的板块运动模型来描述地球个块体随时间的变化。6优选专业ITRF(International Terrestrial Reference Frame)pITRF是ITRS 的具体实现，是由IERS 中心局IERS CB利用VLBI-甚长基线干涉、LLR-激光测月、SLR-卫星激光测距、GPS和DORIS-卫星轨道跟踪和定位等空间大地测量技术的观测数据分析得到的一组全球站坐标和速度，进行Co-location协同定位。pITRF是通过框架的定向、原点、尺度和框架时间演变基准的明确定义来实现的。7优选专业ITRF8优选专业ITRF9优选专业ITRF10优选专业ITRF11优选专业ITRF参考框架及其相互转换 自1988年起，IERS已经发布了ITRF88、ITRF89、ITRF90、ITRF91、ITRF92、ITRF93、ITRF94、ITRF96、ITRF97、ITRF2000和ITRF2005等全球坐标参考框架。ITRFxxITRFyyZYXRRRRRRDTTTZYX111)1(12132332112优选专业CGCS2000与与WGS 84的比较的比较从定义上pCGCS2000与WGS 84是一致的，即关于坐标系原点、尺度、定向及定向演变的定义都是相同的。p参考椭球非常相近，在4个椭球常数、GM、中，唯有扁率有微小差异：CGCS2000WGS84df=f-f=13优选专业CGCS2000与与WGS 84的比较的比较相同历元相同框架下的比较相同历元相同框架下的比较p同一点在两个坐标系内的大地坐标产生差异，也导致正常重力产生差异。p大地纬度B、大地经度L、大地高H的变化用下式表示:22222dL=0M2-(2f-f)sin BdB=sinBcosBdf(1-f)MdH=1-(2f-f)sin Bsin Bdf1-f14优选专业CGCS2000与与WGS 84的比较的比较X0YZdXVdY=(t-t)VdZV结论：结论：同一框架不同历元下的坐标不进行历元归算，坐标同一框架不同历元下的坐标不进行历元归算，坐标差异在分米量级。时间间隔越大差异越大。差异在分米量级。时间间隔越大差异越大。即点位的差异与速度场、当前历元与参考历元时间间隔有关，例如ITRF97框架历元为1997.0下的坐标与2008历元下的坐标差，对于武汉站ITRF97-2267749.1575009154.3333221290.7471997ITRF97-2267749.51955009154.25163221290.60732008基于不同历元相同框架下的比较基于不同历元相同框架下的比较同一框架下不同历元差异为：15优选专业CGCS2000与与WGS 84的比较的比较ITRF2005-2267749.2765009154.3383221290.7522000ITRF2000-2267749.25955009154.30193221290.72632000ITRF2000-2267749.16205009154.32503221290.76201997ITRF97-2267749.1575009154.3333221290.7471997相同历元不同框架坐标比较相同历元不同框架坐标比较结论：结论：不同框架在在同一历元下的点位坐标差异一般在不同框架在在同一历元下的点位坐标差异一般在3 35cm5cm。相同历元不同框架点位坐标差异，下表以武汉站为例相同历元不同框架点位坐标差异，下表以武汉站为例16优选专业CGCS2000与与WGS 84的比较的比较ITRF2000ITRF20001010222212123.7 8.3 4.33.7 8.3 4.3ITRF2005ITRF20051.01.01.01.01.01.00.2 0.4 0.20.2 0.4 0.2ITRF2000ITRF2000-1281255.473-1281255.4735640746.0795640746.0792682880.1172682880.117-0.0318-0.0318，-0.0024-0.0024，-0.0203-0.0203ITRF2005ITRF2005-1281255.565-1281255.5655640746.0605640746.0602682880.0572682880.057-0.0317-0.0317，0.0035.-0.01470.0035.-0.0147相同历元不同框架坐标比较相同历元不同框架坐标比较结论：结论：昆明站不同框架在在同一历元下的点位坐标差异为4cm。相同历元不同框架点位坐标差异，下表以昆明站为例相同历元不同框架点位坐标差异，下表以昆明站为例 IGS坐标 X(m)Y(m)Z(m)X(m)Y(m)Z(m)IGS站坐标和速度场的解算精度 X(mm)Y(mm)Z(mm)X1(mm)Y1(mm)Z1(mm)17优选专业基于基于ITRF97ITRF97后的后的ITRFITRF框架完成的定位是否需框架完成的定位是否需要转换到要转换到ITRF97ITRF97框架中框架中 需要需要。以上海站为例，不转换时，不同框架下同一个站点的坐标差差异较以上海站为例，不转换时，不同框架下同一个站点的坐标差差异较大，转换后精度在毫米级。大，转换后精度在毫米级。不同框架下坐标及转换后坐标比较 其他站的坐标精度远不如上海站好，若不进行转换，其差异能差到分其他站的坐标精度远不如上海站好，若不进行转换，其差异能差到分米级。所以，其他框架下的坐标成果必须转换到米级。所以，其他框架下的坐标成果必须转换到20002000国家大地坐标系国家大地坐标系所在的所在的ITRF97ITRF97框架下。框架下。18优选专业相对独立的平面坐标系如何建立与相对独立的平面坐标系如何建立与20002000国家大地坐标系的联系国家大地坐标系的联系独立坐标系下的独立坐标系下的控制点成果控制点成果投影变换投影变换 现行国家现行国家大地坐标大地坐标系下系下平面平面坐标坐标坐 标 转坐 标 转换换2000国家大地坐标系国家大地坐标系下的下的控制点坐标控制点坐标19优选专业(通常情况通常情况)平面四参数平面四参数转换模型转换模型（重合点较多）（重合点较多）多元逐步回归多元逐步回归模型模型(三维地心坐标）三维地心坐标）Bursa七参数七参数转换模型转换模型相对独立的平面坐标系如何建立与相对独立的平面坐标系如何建立与20002000国家大地坐标系的联系国家大地坐标系的联系坐标转换坐标转换 rmsITRF97框架,2000.0历元,方法如下：pITRF93-ITRF97=ITRF93-ITRF2000+ITRF2000-ITRF97p历元转换,将ITRF93框架,历元1996.365=ITRF93框架,1988.0历元。26优选专业GPS C级网转换到级网转换到CGCS2000 坐标系坐标系p将参考历元t1转换为t2。转换公式为212121ttXtt21YZttXXVY=Y+(t-t)VVZZt1为原参考历元，t2为需转到的参考历元，VX，VY，VZT为控制点的速率，可从ITRF网站（http:/itrf.ensg.ign.fr/ITRF）所提供的相应的框架站点坐标文件中获取(例如：ITRF2000_GPS_SSC)。27优选专业GPS C级网转换到级网转换到CGCS2000 坐标系坐标系p参考框架ITRF93 转换为ITRF97，框架转换公式为p也可将观测值所采应的框架由参考历元转换到观测值所在的观测历元，即对于给定的历元转换参数T,在历元（以年）的值可用下面公式得到 S132S231S321XXTD-RRXY=Y+T+RD-RYZZT-RRDZ()()()kkT tT tTtt28优选专业GPS C级网转换到级网转换到CGCS2000 坐标系坐标系 从ITRF2000转换到以前框架的转换参数与速率（历元1997.0）转换参数T1(cm)T2(cm)T3(cm)DppbR1.001R2.001R3.001ITRF970.670.61-1.851.550.000.000.00速率0.00-0.06-0.140.010.000.000.02历元1988.0 ITRF93 1.270.65-2.091.95-0.390.80-1.14 速率-0.29-0.02-0.060.01-0.11-0.190.07从ITRF2005到 ITRF2000的转换参数及它们的速率（历元 2000.0）转换参数T1(mm)T2(mm)T3(mm)D ppbR1(mas)R2(mas)R3(mas)ITRF20000.1-0.8-5.80.400.0000.0000.000速率-0.20.1-1.80.08 0.000 0.000 0.00029优选专业GPS C级网转换到级网转换到CGCS2000 坐标系坐标系ITRFITRFN(mm/Y)N(mm/Y)E(mm/Y)E(mm/Y)U(mm/Y)U(mm/Y)StartStartEndEndData span(years)Data span(years)ITRF97ITRF9723.223.26.96.951.451.49.19.110.710.78.38.3JAN-93JAN-93DEC-98DEC-986.06.0ITRF2000ITRF20000.10.12.72.732.432.45.45.43.23.24.34.3JAN-93JAN-93MAR-99MAR-996.36.3 ITRF稳定性ITRF参考值转换参数转换参数T1(cm)T1(cm)T2(cm)T2(cm)T3(cm)T3(cm)DppbDppbR1.001R1.001R2.001R2.001R3.001R3.001ITRF97ITRF970.670.670.610.61-1.85-1.851.551.550.000.000.000.000.000.00速率速率0.000.00-0.06-0.06-0.14-0.140.010.010.000.000.000.000.020.02ITRF2000ITRF20000.10.1-0.8-0.8-5.8-5.80.400.400 00 00 0速率速率-0.2-0.20.10.1-1.8-1.80.080.080.000.000.000.000.000.00ITRF2005ITRF20050.30.30.30.30.30.30.050.050.0120.0120.0120.0120.0120.012速率速率0.30.30.30.30.30.30.010.010.0120.0120.0120.0120.0120.01230优选专业坐标转换坐标转换p通过公共点进行坐标转换，将以B级网为基准建立的GPS网成果转换为2000国家大地坐标系的成果，使其成果保持一致。坐标转换采用布尔莎（Bursa）模型，p在坐标转换时可采用强制的方法转换，使公共点的坐标保持不变，非公共点采用配置法计算其改正数。计算公式为p式中，n为公共点的个数；pi为权，可以根据非公共点与公共点之间距离平方的倒数定权；v为公共点的改正数。xyzxyx 1 -XXXXY=Y+-1 Y+m YZZZZ -1niii=1nii=1P VV=P31优选专业平差的方法平差的方法p选择C级网基于的B级网点,获得这些B级网点在2000国家大地坐标系下的坐标。p固定B级网点的坐标或进行强约束,对C级网点原始观测数据用高精度数据处理软件(如GAMIT或Bernese软件)进行重新处理。p或对C级网点的基线向量用网平差软件进行处理,得到C级网点在2000国家大地坐标系下的坐标。p如果有原始观测数据,建议采用这种方法。32优选专业谢 谢!33优选专业