【正文】 為 1/， 其原點(diǎn)為原蘇聯(lián)的普爾科沃 。 1954年北京坐標(biāo)系雖然是蘇聯(lián) 1942年坐標(biāo)系的延伸 ，但也還不能說(shuō)它們完全相同 。 因?yàn)?該橢球的高程異常 是以蘇聯(lián) 1955年大地水準(zhǔn)面重新平差結(jié)果為起算數(shù)據(jù) ， 按我國(guó)天文水準(zhǔn)路線推算而得 。 而 高程 又是以 1959年青島驗(yàn)潮站的黃海平均海水面為基準(zhǔn) 。 1954年北京坐標(biāo)系建立之后 ， 在這個(gè)系統(tǒng)上 ， ３０多年來(lái) ， 我國(guó)用該坐標(biāo)系統(tǒng)完成了大量的測(cè)繪工作 ， 獲得了許多的測(cè)繪成果 ， 在國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域中發(fā)揮了巨大作用 。 但是 ， 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展 ， 這個(gè)坐標(biāo)系的先天弱點(diǎn)也顯得越來(lái)越突出 ， 難以適應(yīng)現(xiàn)代科學(xué)研究 、 經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防尖端技術(shù)的需要 ， 它的缺點(diǎn)主要表現(xiàn)在： (1)克拉索夫斯基橢球參數(shù)同現(xiàn)代精確的橢球參數(shù)相比 ，誤差較大 ， 長(zhǎng)半徑約大 105～ 109m， 這不僅對(duì)研究地球幾何形狀有影響 ， 特別是該橢球參數(shù)只有兩個(gè)幾何參數(shù) ， 不包含表示物理特性的參數(shù) ， 不能滿足現(xiàn)今理論研究和實(shí)際工作的需要 ， 對(duì)于發(fā)展空間技術(shù)也帶來(lái)諸多不便 。 (2) 橢球定向不明確 ， 即不指向國(guó)際通用的 CIO極 ， 也不指向目前我國(guó)使用的 JYD極 ， 橢球定位實(shí)際上采用了前蘇聯(lián)的普爾科沃定位 ， 該定位橢球面與我國(guó)的大地水準(zhǔn)面呈系統(tǒng)性傾斜 。 東部高程異常達(dá) 90余米 。而我國(guó)東部地勢(shì)平坦 、 經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá) ， 要求橢球面與大地水準(zhǔn)面有較好的密合 ， 但實(shí)際情況與此相反 。 (3) 該坐標(biāo)系統(tǒng)的大地點(diǎn)坐標(biāo)是經(jīng)局部平差逐次得到的 ， 全國(guó)天文大地控制點(diǎn)坐標(biāo)值實(shí)際上連不成一個(gè)統(tǒng)一的整體 。 不同區(qū)域的接合部之間存在較大隙距 ， 同一點(diǎn)在不同區(qū)的坐標(biāo)值相差 1～ 2m， 不同區(qū)域的尺度差異也很大 。 而且坐標(biāo)傳遞是從東北至西北西南 ， 前一區(qū)的最弱點(diǎn)即為后一區(qū)的坐標(biāo)起算點(diǎn) ， 因而坐標(biāo)積累誤差明顯 ， 這對(duì)于發(fā)展我國(guó)空間技術(shù) 、 國(guó)防建設(shè)和國(guó)家大規(guī)模經(jīng)濟(jì)建設(shè)不利 ， 因此有必要建立新的大地坐標(biāo)系統(tǒng) 。 1980年西安坐標(biāo)系 1978年 ， 我國(guó)決定建立新的國(guó)家大地坐標(biāo)系統(tǒng) ， 并且在新的大地坐標(biāo)系統(tǒng)中進(jìn)行全國(guó)天文大地網(wǎng)的整體平差 ， 這個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)定名為 1980年西安大地坐標(biāo)系統(tǒng) 。 1980年西安坐標(biāo)系的 大地原點(diǎn) 設(shè)在我國(guó)的中部 ， 處于陜西涇陽(yáng)永樂(lè)鎮(zhèn) ， 橢球參數(shù)采用 1975年國(guó)際大地測(cè)量與地球物理聯(lián)合會(huì)推薦值 ， 它們?yōu)椋? 橢球長(zhǎng)半徑 a=9378140m； 重力場(chǎng)二階帶球諧系數(shù) J2= 103； 地心引力常數(shù) GM= 1014m3/s。 地球自轉(zhuǎn)角速度 ω= 105rad/s。 因而可得 80橢球兩個(gè)最常用幾何參數(shù)為 :a=9378140m； f=1/。 橢球定位按我國(guó)范圍高程異常值平方和最小為原則求解參數(shù)。 橢球的短軸 平行于由地球質(zhì)心 指向 (JYD)的方向， 起始大地子午面 平行于格林尼治天文臺(tái)子午面。 長(zhǎng)度基準(zhǔn) 與國(guó)際統(tǒng)一長(zhǎng)度基準(zhǔn)一致。 高程基準(zhǔn) 以青島驗(yàn)潮站 1959年黃海平均海水面為高程起算基準(zhǔn)，水準(zhǔn)原點(diǎn)高出黃海平均海水面 m。 1980年西安大地坐標(biāo)系建立后，利用該坐標(biāo)進(jìn)行了全國(guó)天文大地網(wǎng)平差，提供全國(guó)統(tǒng)一的、精度較高的 1980年國(guó)家大地點(diǎn)坐標(biāo)，據(jù)分析，它完全可以滿足 1/5000測(cè)圖的需要。 新 1954年北京坐標(biāo)系 由于 1980年西安坐標(biāo)系與 1954年北京坐標(biāo)系的橢球參數(shù)和定位均不同 ， 因而大地控制點(diǎn)在兩坐標(biāo)系中的坐標(biāo)存在較大差異 ， 最大的達(dá) 100m以上 ， 這將引起成果換算的不便和地形圖圖廓和方格線位置的變化 ， 且已有的測(cè)繪成果大部分是1954年北京坐標(biāo)系下的 。 所以 ， 作為過(guò)渡 ， 產(chǎn)生了所謂的新1954年北京坐標(biāo)系 。 新 1954年北京坐標(biāo)系是通過(guò) 將 1980年西安坐標(biāo)系的三個(gè)定位參數(shù)平移 至克拉索夫斯基橢球中心 ， 長(zhǎng)半徑與扁率仍取克拉索夫斯基橢球幾何參數(shù) 。 而定位與 1980年大地坐標(biāo)系相同 (即大地原點(diǎn)相同 )， 定向也與 1980橢球相同 。 因此 ，新 1954年北京坐標(biāo)系的精度和 1980年坐標(biāo)系精度相同 ， 而坐標(biāo)值與舊 1954年北京坐標(biāo)系的坐標(biāo)接近 。 地方獨(dú)立坐標(biāo)系 在我國(guó)許多城市測(cè)量與工程測(cè)量中 ， 若直接采用國(guó)家坐標(biāo)系 ， 則可能會(huì)由于 遠(yuǎn)離中央子午線 ， 或由于 測(cè)區(qū)平均高程較大 ， 而導(dǎo)致長(zhǎng)度投影變形較大 ， 難以滿足工程上或?qū)嵱蒙系木纫?。 另一方面 ， 對(duì)于一些 特殊的測(cè)量 ， 如大橋施工測(cè)量 、 水利水壩測(cè)量 、 滑坡變形監(jiān)測(cè)等 ， 采用國(guó)家坐標(biāo)系在實(shí)用中也會(huì)很不方便 。 因此 ， 基于限制變形 ， 以及方便實(shí)用 、科學(xué)的目的 ， 在許多城市和工程測(cè)量中 ， 常常會(huì)建立適合本地區(qū)的地方獨(dú)立坐標(biāo)系 。 建立地方獨(dú)立坐標(biāo)系 ， 實(shí)際上就是通過(guò)一些元素的確定來(lái)決定地方參考橢球與投影面 。 地方參考橢球一般選擇與當(dāng)?shù)仄骄叱滔鄬?duì)應(yīng)的參考橢球 ， 該橢球的中心 、 軸向和扁率與國(guó)家參考橢球相同 ， 其橢球半徑 α 1增大為： α 1=α +Δα1, Δα1=Hm+ζ 0 式中： Hm為當(dāng)?shù)仄骄０胃叱?， ζ 0為該地區(qū)的平均高程異常 。 而地方投影面的確定中 ， 選取過(guò)測(cè)區(qū)中心的經(jīng)線或某個(gè)起算點(diǎn)的經(jīng)線作為 獨(dú)立中央子午線 。 以某個(gè)特定方便使用的點(diǎn)和方位為地方獨(dú)立坐標(biāo)系的起算原點(diǎn)和方位 ， 并選取 當(dāng)?shù)仄骄叱堂?Hm為投影面 。 高斯平面直角坐標(biāo)系和 UTM 大地測(cè)量建立的大地坐標(biāo)的重要作用之一是為測(cè)圖服務(wù) ， 傳統(tǒng)地圖均為平面圖 ， 作為測(cè)圖控制的大地點(diǎn)的坐標(biāo)也必須是平面坐標(biāo) 。 因此 ， 需要將橢球面上各點(diǎn)的大地坐標(biāo) ， 按照一定的數(shù)學(xué)規(guī)律投影到平面上成為平面直角坐標(biāo) 。 由于地球橢球面是不可展的曲面，無(wú)論采用什么數(shù)學(xué)規(guī)律投影都會(huì)產(chǎn)生變形。因此，只能按照滿足某種特定需要與用途，對(duì)一些變形加以限制，使其減小到適當(dāng)程度，甚至為零。按變形性質(zhì)，我們可以將投影分為等角投影、等面積投影、等距離投影以及任意投影。 等角投影也叫正形投影 、 相似投影 。 即該投影在小區(qū)域范圍內(nèi)使平面圖形與橢球面上的圖形保持相似 。 目前世界各國(guó)采用最廣泛的高斯投影和墨卡托投影 (UTM)均是正形投影 。 高斯投影和墨卡托 (UTM)投影具有如下特征： (1)橢球面上任一角度，投影到平面上后保持不變。 (3)高斯投影的中央子午線長(zhǎng)度比 m0=1， 而 UTM投影的 m0=。 (2)中央子午線投影為縱坐標(biāo)軸。 3度帶是在 9度帶的基礎(chǔ)上分帶，其帶號(hào) n′ 與相應(yīng)的中央子午線經(jīng)度 L0′ 的關(guān)系為： 高斯投影和 UTM投影是正形投影 ， 因此 ， 其角度沒(méi)有變形 ，而長(zhǎng)度除中央子午線外均存在變形 ， 距中央子午線越遠(yuǎn) ， 長(zhǎng)度變形越大 。 為了限制長(zhǎng)度變形 ， 根據(jù)國(guó)際測(cè)量協(xié)會(huì)規(guī)定 ， 將全球按一定經(jīng)差分成若干帶 。 我國(guó)采用 6度帶或 3度帶 。 6度帶是自零度子午線起每隔經(jīng)度差 9度自西向東分帶 ， 帶號(hào) n與相應(yīng)的中央子午線經(jīng)度 L0的關(guān)系為 L0=6176。 n3176。 ； n=1/6(L0+3176。 ) L0′=3n′； n′=1/3*L0′=2n1 高斯 — 克呂格投影 在我國(guó)范圍內(nèi) :3度帶號(hào)從 2545， 6度帶號(hào)從 1323。 167。 GPS定位測(cè)量中的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 不同的測(cè)量成果均對(duì)應(yīng)于各自的坐標(biāo)系 。 GPS定位 結(jié)果屬于 協(xié)議地球地心坐標(biāo)系 ， 即 WGS84坐標(biāo)系 ， 且通常以空間直角坐標(biāo) (Ｘ ,Ｙ ,Ｚ )s或以橢球大地坐標(biāo) (B， L， H)s的形式給出 。 而實(shí)用的常規(guī)地面測(cè)量成果或是屬于國(guó)家的 參心大地坐標(biāo)系 ， 或是屬于地方獨(dú)立坐標(biāo)系 。 因此必須實(shí)現(xiàn) GPS成果的坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換 。 另外 ， GPS相對(duì)定位所求得的 GPS基線向量通常 是以WGS84坐標(biāo)差的形式表示 ， 對(duì)于這種特殊的坐標(biāo)表示形式 ，應(yīng)考慮其相應(yīng)的轉(zhuǎn)換模型 。 為了與傳統(tǒng)測(cè)量成果一致 ， 常將 GPS成果投影到平面 ，形成 GPS二維坐標(biāo)系成果 ， 因此還應(yīng)考慮二維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 。 空間直角坐標(biāo)系與橢球大地坐標(biāo)系的關(guān)系 2( ) c o s c o s( ) c o s s in[ ( 1 ) ] s inX N H B LY N H B LZ N e H B?????? 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