【文章內容簡介】 國際地球參考框架 ITRF ? ITRF 框架為高精度的 GPS 定位測量提供較好的參考系，近幾年已被廣泛地用于地球動力學研究，高精度、大區(qū)域控制網的建立等方面，如青藏高原地球動力學研究、國家 A 級網平差等。 ? 一個測區(qū)在使用 ITRF 框架時，一般以高級約束點的參考框架來確定本測區(qū)的框架。如選用我國 7 個 GPS 跟蹤站 （上海韶山、武漢、拉薩、西安、烏魯木齊、昆明、北京房山）為約束基準，并選擇固定的參考歷元。 ? 在 ITRF 框架提出前，對全球性及大區(qū)域精密定位問題幾乎都采用VLBI 及 SLR 獲取有關點的資料來建立坐標系。 ? 目前幾乎所有的 IGS 精密星歷都是在 ITRF 框架下提供的。所以在應用精密星歷進行 GPS 數據處理時，應當注意所提供的精密星歷的參考框架問題。 國際地球參考框架 ITRF 地方獨立坐標系 ?高鐵 、 水利 、 礦區(qū)等工程項目 ， 基于實用 、 方便和科學的目的 ， 將地方獨立測量控制網建立在當地的平均海拔高程面上 ， 并以當地子午線作為中央子午線進行高斯投影求的平面坐標 。 ?這些網都有自己的原點 ， 自己的方向 ， 也就是說 ， 這些控制網都是以地方獨立坐標系為參考的 。 ?地方獨立坐標系則隱含著一個與當地平均海拔高程對應的參考橢球 。 該橢球的中心軸向和扁率與國家參考橢球相同 ， 其長半徑則有一改正量 。 我們將該參考橢球稱為 地方參考橢球 （ 或工程橢球 ） ? 設某地方獨立坐標系位于海拔高程為 H的橢球面上 ， 該地方的大地水準面差距為 ， 則該曲面離國家參考橢球的高度為： ? 根據假定 ， 兩橢球的中心一致 、 軸向一致 、扁率相等 ， 僅長半徑有一變值 ， 即有 為國家參考橢球長半徑 ， N為相應于該橢球的地方獨立控制網原點的卯酉圈曲率半徑 。 地方參考橢球長半徑與國家參考橢球長半徑的關系 daaa L ???? ?LrHNada )/(?a??? HH r?地方橢球 )1(0RHss m??A B 平均高程面 A點高程面 B點高程面 參考橢球面 Hm S0 S R 位置基準與坐標系 ? 坐標系 （ 平面 ） ? 測量上的計算和繪圖 ， 要求最好在平面上進行 ，因而需要平面坐標投影 。 ? 高斯投影實現了一種空間坐標到平面直角坐標的轉換 ， 具有十分重要的應用意義 。 位置基準與坐標系 ? 高斯投影的特點 ? 中央經線和赤道為互相垂直的直線； ? 中央經線投影長度變形比等于 1， 即沒有長度變形 ， 其余經線長度比均大于 1， 長度變形為正；在同一條經線上 ， 長度變形隨緯度的降低而增大 ， 在赤道處為最大；在同一條緯線上 ， 長度變形隨經差的增加而增大 ， 且增大速度較快； ? 面積變形也是距中央經線愈遠 ， 變形愈大； ? 高斯投影后角度沒有變形 。 1． 坐標換帶計算公式 高斯投影坐標正算公式 ? 高斯坐標正算公式，即由 L， B求 x， y ? ??????????????? BCBCBCBCBCBCpx fedcba 10s i n8s i n6s i n4s i n2s i n0? ? BlBLLm c o sc o s0 ????? ?? ? ??????????????2224264224203302705861720149524121TTTN T mTN T mN T mxx????? ? ? ? ??????????? 222425223 5814185120 1161 TTTNmTNmNmy ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????10108108610864108642108642131072693101655363465163843158113072311852048315512356116384103954096220525610564154165536727652048220551252516154321655364365916384110252561756445431eCeeCeeeCeeeeCeeeeeCeeeeeCfedcba (B,L) (x, y) 高斯投影 X X0 Y0 X0 Y0 X0 Y0 X0 Y0 Y 1． 坐標換帶計算公式高斯投影坐標反算公式 ? 高斯坐標反算公式，即由 x， y求 B， L ? 高斯投影反算的基本思想是首先根據 x計算縱坐標在橢球面上投影的垂足緯度 ，接著按 與 B、經差 ，最后得到： fBfB l? ?d1 s in 2 s in 4 s in 6 s in 8 s in 1 0f b f c f f e f f faaxB C B C B C B C B C BC p C? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??Nym? T tan fB? 21 ???V? ? ? ??????? ????????? 4242222222 45906136093512121 TTmTTmTmVBB f ??? ? ? ?24 2 2 2 4 2 2 20 1 1 2 T 5 2 8 T 2 4 T 6 8 Tc o s 6 1 2 0fm m ml L LB ? ? ???? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????10108108610864108642108642131072693101655363465163843158113072311852048315512356116384103954096220525610564154165536727652048220551252516154321655364365916384110252561756445431eCeeCeeeCeeeeCeeeeeCeeeeeCfedcba (B,L) (x, y) 高斯投影 X X0 Y0 X0 Y0 X0 Y0 X0 Y0 Y 位置基準與坐標系 ? 高斯投影分帶 ? 為了保證地圖的精度，采用分帶投影方法，即將投影范圍的東西界加以限制，使其變形不超過一定的限度，這樣把許多帶結合起來，可成為整個區(qū)域的投影。 ? 我國的高鐵平面精測網對投影長度變形有嚴格控制，要求最大變形比不超過 10mm/km。 盡管可以通過細分投影帶，或者抬高投影面高程的方式來限制投影長度變形比，但是，在平面直角坐標的使用過程中，這種方法將增加了大量的坐標換帶計算工作。 位置基準與坐標系 ? 高斯投影通用坐標 規(guī)定以中央經線為 X 軸 ， 赤道為 Y 軸 ， 兩軸的交點為坐標原點 。 X坐標值在赤道以北為正 ， 以南為負； Y坐標值在中央經線以東為正 ， 以西為負 。 我國在北半球 ， X坐標皆為正值 。 為了避免 Y坐標出現負值 ， 將各帶的坐標縱軸加一個常數（ 500公里 加常數 ） 。 又由于采用了分帶方法 ，某一坐標值 （ x， y） 在每一投影帶中均有一個 ，不能確切表示該點的位臵 。 因此 ， 在 Y值前需冠以帶號 ， 這樣的坐標稱為通用坐標 。 位置基準與坐標系 ? 坐標轉換 （ 同一坐標系 ） ? 空間 空間直角坐標 —— 大地坐標 ? 空間與平面 高斯投影正 、 反算 ? 平面 高斯換帶計算 位置基準