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測量基本知識之二
作者:  武汉航道学校张晓燕      来源:博牛彩票      时间:2012-08-29 16:01     阅读次数:

  1.測量常用坐標系

  1.1 大地坐標系

  大地坐標系是以參考橢球面作爲基准面,以起始子午面和赤道面作爲在橢球面上確定某一點投影位置的兩個參考面,如圖2.1。

  大地经度:过地面某点的子午面与起始子午面之间的夹角,称为该点的大地经度,用 L表示。

  规定:从起始子午面起算,向东为正,由 0度至180度,称为东经;向西为负,由0度至180度,称为西经。

  大地緯度:過地面某點的橢球面法線與赤道面的夾角,稱爲該點的大地緯度,用B表示。

  规定:从赤道面起算,由赤道面向北为正,从0度到90度,称为北纬;由赤道面向南为负,从 0度到90度,称为南纬。

  大地高:P點沿橢球面法線到橢球面的距離H,稱爲大地高,從橢球面起算,向外爲正,向內爲負。

  1.2 空間直角坐標系

  以橢球體中心O爲原點;起始子午面與赤道面交線爲X軸;赤道面上與X軸正交的方向爲Y軸;橢球體的旋轉軸爲Z軸;構成右手直角坐標系O-XYZ。在該坐標系中,P點的位置用x,y,z表示,如圖2.2。

  1.3  WGS-84坐标系

  WGS-84坐標系是全球定位系統(GPS)采用的坐標系,屬地心空間直角坐標系。WGS-84坐標系采用1979年國際大地測量與地球物理聯合會第17屆大會推薦的橢球參數。WGS-84坐標系的原點位于地球質心;Z軸指向BIHl984.0定義的協議地球極(CIP)方向;X軸指向BIHl984.0的零子午面和CIP赤道的交點;Y軸垂直于X、Z軸,X、Y、Z軸構成右手直角坐標,如圖2.3。

  1.4 平面直角坐標系

  測繪工作中所用的平面直角坐標系與解析幾何中所用的平面直角坐標系有所不同,測量平面直角坐標系以縱軸爲X軸,表示南北方向,向北爲正;橫軸爲Y軸,表示東西方向,向東爲正;象限順序依順時針方向排列,如圖2.4.1和圖2.4.2。

  當測區範圍較小時(如小于100平方公裏),常把球面看作平面,建立獨立平面直角坐標系,這樣地面點在投影面上的位置就可以用平面直角坐標來確定。建立獨立坐標系時,坐標原點有時是假設的,假設的原點位置應使測區內各點的x、y值爲正。

  2 参考椭球定位

  確定參考橢球面與大地水准面的相關位置,使參考橢球面在一個國家或地區範圍內與大地水准面最佳擬合,稱爲參考橢球定位。

  如圖2.5所示,在一個國家適當地點選定一地面點P作爲大地原點,並在該點進行精密天文測量和高程測量。令大地原點上的大地經度和緯度分別等于該點上的天文經、緯度;由大地原點至某一點的大地方位角等于該點上同一邊的天文方位角;大地原點至橢球面的高度恰好等于其至大地水准面的高度。這樣的定位方法稱爲單點定位法。

  在掌握了一定數量的天文大地和重力測量數據後,利用天文大地網中許多天文點的天文觀測成果和已有的橢球參數進行橢球定位,這種方法稱爲多點

  定位法。多點定位的結果使在大地原點處橢球的法線方向不再與鉛垂線方向重合,橢球面與大地水准面不再相切,但在定位中所利用的天文大地網的範圍內,橢球面與大地水准面有最佳的密合。

  1949年以後,我國采用了兩種不同的大地坐標系,即1954年北京坐標系和1980年國家大地坐標系。

  1954年我國完成了北京天文原點的測定,采用了克拉索夫斯基橢球體參數,並與前蘇聯1942年坐標系進行聯測,建立了1954年北京坐標系。

  爲了適應我國經濟建設和國防建設發展的需要,我國在1972-1982年期間進行天文大地網平差時,建立了新的大地基准,相應的大地坐標系稱爲1980年國家大地坐標系。大地原點地處我國中部,位于陝西省西安市以北60km處的泾陽縣永樂鎮,簡稱西安原點。橢球參數采用1975年國際大地測量與地球物理聯合會第16屆大會的推薦值(見表2-1),應用多點定位法定位。該坐標系建立後,實施了全國天文大地網平差,平差後提供的大地點成果屬于1980年國家大地坐標系,它與原1954年北京坐標系的成果是不同的,使用時必須注意所用成果相應的坐標系統。



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