10.2.2大地原点和大地起算数据
大地测量基准，也叫 大地测量起算数据
一定的参考椭球和一定的大地原点起算数据， 确定了一定的坐标系。通常就是用参考椭球 和大地原点上的起算数据的确立作为一个参 心大地坐标系建成的标志。
§10.3我国大地坐标系
1954年北京坐标系
建国初期，为了迅速开展我国的测绘事业，鉴于当时的实际 情况，将我国一等锁与原苏联远东一等锁相连接，然后以连接处 呼玛、吉拉宁、东宁基线网扩大边端点的原苏联1942年普尔科沃 坐标系的坐标为起算数据，平差我国东北及东部区一等锁，这样 传算过来的坐标系就定名为1954年北京坐标系。因此，P54可归 结为： a．属参心大地坐标系； b．采用克拉索夫斯基椭球的两个几何参数； c. 大地原点在原苏联的普尔科沃； d．采用多点定位法进行椭球定位； e．高程基准为 1956年青岛验潮站求出的黄海平均海水面； f．高程异常以原苏联 1955年大地水准面重新平差结果为起 算数据。按我国天文水准路线推算而得 。
2、坐标系的类型
参心坐标系:以参考椭球为基准的坐标系 地心坐标系:以总地球椭球为基准的坐标系。 无论参心坐标系还是地心坐标系均可分为空间 直角坐标系和大地坐标系两种,它们都与地球体固连 在一起,与地球同步运动,因而又称为地固坐标系,以 地心为原点的地固坐标系则称地心地固坐标系，主 要用于描述地面点的相对位置；另一类是空间固定 坐标系与地球自转无关，称为天文坐标系或天球坐 标系或惯性坐标系，主要用于描述卫星和地球的运 行位置和状态。在这里，我们研究地固坐标系。
10.1建立大地坐标系的基本原理（重点）
1、椭球定位、定向的概念 大地坐标系是建立在一定的大地基准上的用于表达地球表面 空间位置及其相对关系的数学参照系，这里所说的大地基准 是指能够最佳拟合地球形状的地球椭球的参数及椭球定位和 定向。 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。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有最佳的符合,同时要求 椭球中心与地球质心一致或最为接近。
O1 X1Y1Z1
X 0 , Y0 , Z0
x , y , z
O X YZ
参考椭球定位定向方法
选定某一适宜的点K作为大地原点，在该点上实施精密的天文 测量和高程测量，由此得到该点的天文经度K ，天文纬度 ， K K 至某一相邻点的天文方位角 和正高 H正
K
大地原点垂线偏差的 子午圈分量和卯酉 圈分量及该点的大地 水准面差距
BJ54坐标系的缺点：
①椭球参数有较大误差。与现代精确的椭球参数相比，长半轴约大109m； ②参考椭球面与我国大地水准面存在着自西向东明显的系统性的倾斜，东部 地区大地水准面差距最大+68m。使得大比例尺地图反映地面的精度受到影 响，也对观测元素的归算提出了严格要求； ③几何大地测量和物理大地测量应用的参考面不统一。我国在处理重力数据 时采用赫尔默特1900年—1909年正常重力公式，与这个公式相应的赫尔默 特扁球不是旋转椭球，它与克拉索夫斯基椭球不一致，给实际工作带来麻烦； ④定向不明确。椭球短轴的指向既不是国际上较普遍采用的国际协议（习用） 原点CIO（Conventional International Origin）,也不是我国地极原点；起 始大地子午面也不是国际时间局BIH所定义的格林尼治平均天文台子午面， 从而给坐标换算带来一些不便和误差。 另外，监于该坐标系是按局部平差逐步提供大地点成果的，因而不可避免地 出现一些矛盾和不够合理的地方。
x y z 0
确定椭球的定位 和定向
多点定位
一点定位的结果在较大范围内往往难以使椭球面与大地水准 面有较好的密合。所以在国家或地区的天文大地测量工作进 行到一定的时候或基本完成后，利用许多拉普拉斯点（即测 定了天文经度、天文纬度和天文方位角的大地点）的测量成 果和已有的椭球参数，按照广义弧度测量方程按 N 2 =最小 2 （或 =最小）这一条件，通过计算进行新的定位和定 向，从而建立新的参心大地坐标系。按这种方法进行参考椭 球的定位和定向，由于包含了许多拉普拉斯点，因此通常称 为多点定位法。 多点定位的结果使椭球面在大地原点不再同大地水准面相 切，但在所使用的天文大地网资料的范围内，椭球面与大 地水准面有最佳的密合。
椭球定向是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
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 合时能使它在全球范围内与大地体 最密合的地球椭球,叫做总地球椭球。
K ,K , NK
x , y , z
天文坐标
大地坐标
得到K点相应的大地经度 LK ，大地纬度 BK ，至某一 相邻点的大地方位角 AK 和大地高 H K
LK K K sec K BK K K AK K K tgK H K H正K N K
一点定位
LK K K sec K BK K K AK K K tgK H K H正K N K
表明在大地原点K 处，椭球的法线方 向和铅垂线方向重 合，椭球面和大地 水准面相切
K 0, K 0, N K 0
LK K , BK K , AK K H K H 正K
§10.2（地球）参心坐标系（了解）
10.2.1参考椭球定位与定向的实现方法
建立（地球）参心坐标系，需进行下面几个工作： ①选择或求定椭球的几何参数（长短半径）； ②确定椭球中心位置（定位）； ③确定椭球短轴的指向（定向）； ④建立大地原点。
参考椭球的定位与定向
椭球中 心 O相 对于地 心的平 移参数 三个绕坐标 轴的旋转参 数（表示参 考椭球定向）