第二章坐标系统与时间系统2.1天球坐标系2.2参心坐标系2.3地心坐标系2.4独立坐标系2.5坐标转换2.6时间系统

第二章坐标系统与时间系统2.2参心坐标系

31、大地基准所谓基准是指为描述空间位置而定义的点、线、面，在大地测量中，基准是指用以描述地球形状的参考椭球的参数（如参考椭球的长短半轴），以及参考椭球在空间中的定位及定向，还有在描述这些位置时所采用的单位长度的定义。测量常用的基准包括平面基准、高程基准、重力基准等。

4图2－10大地坐标系与空间直角坐标

5高程参考系统以大地水准面为参照面的高程系统称为正高以似大地水准面为参照面的高程系统称为正常高；大地水准面相对于旋转椭球面的起伏如图所示，正常高及正高与大地高有如下关系：H=H正常+ζH=H正高+N

6国家平面控制网是全国进行测量工作的平面位置的参考框架，国家平面控制网是按控制等级和施测精度分为一、二、三、四等网。目前提供使用的国家平面控制网含三角点、导线点共154348个。国家高程控制网是全国进行测量工作的高程参考框架，按控制等级和施测精度分为一、二、三、四等网，目前提供使用的1985国家高程系统共有水准点成果114041个，水准路线长度为4166191公里。大地测量参考系统的具体实现，是通过大地测量手段确定的固定在地面上的控制网(点)所构建坐标参考架、高程参考框架、重力参考框架。

7国家重力基本网是确定我国重力加速度数值的参考框架，目前提供使用的2000国家重力基本网包括21个重力基准点和126个重力基本点。“2000国家GPS控制网”由国家测绘局布设的高精度GPSA、B级网，总参布设的GPS一、二级网，地震局、总参测绘局、科学院、国家测绘局共建的中国地壳运动观测网组成，该控制网整合了上述三个大型的有重要影响力的GPS观测网的成果，共2609个点，通过联合处理将其归于一个坐标参考框架，可满足现代测量技术对地心坐标的需求，是我国新一代的地心坐标系统的基础框架.

2、参心大地坐标系的概念

11大地坐标系与空间直角坐标

?参心大地坐标系的应用十分广泛，它是经典大地测量的一种通用坐标系。根据地图投影理论，参心大地坐标系可以通过高斯投影计算转化为平面直角坐标系，为地形测量和工程测量提供控制基础。由于不同时期采用的地球椭球不同或其定位与定向不同，我国历史上出现的参心大地坐标系，主要有BJZ54（原）、GDZ80和BJZ54等三种。

建立一个参心大地坐标系，必须解决以下问题：（1）确定椭球的形状和大小；（2）确定椭球中心的位置，简称定位；（3）确定椭球中心为原点的空间直角坐标系坐标轴的方向，简称定向；（4）确定大地原点。解决这些问题的过程，也就是建立参心大地坐标系的过程。3、参心大地坐标系的建立

144、椭球定位和定向概念椭球的类型:参考椭球:具有确定参数(长半径a和扁率α)，经过局部定位和定向，同某一地区大地水准面最佳拟合的地球椭球.总地球椭球:除了满足地心定位和双平行条件外，在确定椭球参数时能使它在全球范围内与大地体最密合的地球椭球.椭球定位:是指确定椭球中心的位置，可分为两类：局部定位和地心定位。

15局部定位：要求在一定范围内椭球面与大地水准面有最佳的符合，而对椭球的中心位置无特殊要求；地心定位：要求在全球范围内椭球面与大地水准面最佳的符合，同时要求椭球中心与地球质心一致。椭球的定向指确定椭球旋转轴的方向，不论是局部定位还是地心定位，都应满足两个平行条件：①椭球短轴平行于地球自转轴；②大地起始子午面平行于天文起始子午面。

(X0,Y0,Z0)如图建立两个坐标系二者的关系可用下面参数表示：三个平移参数(X0,Y0,Z0)三个旋转参数εX,εy,εZ根据椭球定向平行条件有：εX=0εy=0εZ=0

在地面上选定某一适宜的点K作为大地原点，观测其天文经度λK，天文纬度φK，正高H正K，至某相邻点的天文方位角αK，然后再换算成大地经度LK，大地纬度BK，大地方位角AK，大地高HK。根据广义垂线偏差公式和广义拉普拉斯方程有：LK，BK，AK称为大地起算数据，大地原点又称大地起算点。

其中：ξK－大地原点垂线偏差子午分量ηK－大地原点垂线偏差子午分量NK－大地水准面差距顾及εX=0，εy=0，εZ=0，有：

4.1单点定位：令大地原点的椭球法线与铅垂线重合，椭球面和大地水准面相切。则：

4.2多点定位：在全国范围内观测许多点的天文经度λ，天文纬度φ，天文方位角α（这样的点称为拉普拉斯点）。利用这些观测成果和已有的椭球参数，根据最