试论大地测量坐标系统与坐标框架进展摘要:itrf是最为通用的地心坐标参考框架,我国从从建国伊始就开始了大地坐标系统和框架的建设工作,在itrf范围内,相继建立了从参照前苏联1942坐标系统的北京1954坐标系统,到后来的1980西安坐标系统、新1954坐标系统,并相继完成了高精度的国家a级和b级大地控制网的测量工作。
关键词:大地测量坐标系统坐标框架
国际地球参考坐标框架(international terrestrial reference frame,简称itrf)是目前国际上普遍采用、精度最高的地心坐标参考框架。
从1988年开始,itrf已经相继发布了等地心坐标参考框架。
itrf由国际地球自转服务局基于需要和相关的要求,在全球区域内建立观测点,通过一些测量和定位手段获得大地空间的观测数据,然后由国际地球自转服务局进行数据处理,进而获得框架点的精确坐标、速度以及地球定位定向参数等。
一、邻近国家国大地测量坐标系统和坐标框架进展
1.日本
2000年日本停止使用东京大地基准,改为采用jgd2000,定义为国际地球参考坐标系统,历元为1997,采用grs80给定的大地常数,此大地坐标框架包括1200个全球定位系统连续运行网站,64000个三等级大地控制点,已经20000个基本水准点。
2.韩国
从1988年开始,韩国开始使用以itrf为基础参照,历元为2000
的三维地心大地坐标系统,kgd2000,它包括大量的全球定位系统连续运行网站,通过合理分布来科学运行。
3.蒙古
通过gps来定位大地框架的点,蒙古取代了原来的二维平面系统msk42,建立了和gps坐标系统一致的三维地心大地坐标系统monref97。
4.马来西亚
2001年.通过在全国范围内建立全球定位系统连续运行网站,再将已有的238个网点连入新建的网站内,建立了全新的三维地心大地坐标系统ngrf2000,基本上还是以itrf97为参照。
5.新西兰
通过gps来定位大地框架的点,新西兰于2000年采用了全新的三维地心大地坐标系统nagd2000,历元为2000.
二、我国的大地测量坐标系统
1.北京1954大地坐标系统
建国伊始,受困于科技力量的欠缺,我国在和前苏联1942年的大地坐标系统联测中建立了北京1954大地坐标系统。
它以卡拉索夫斯基椭圆为参考,大地原点处于前苏联的普尔科沃,定位走向和前苏联1942年大地坐标系统的走向一致。
我国从1951年开始大地框架的建立工作,以北京为中心,将天文大地网首先推进到东部沿海地区,然后开始辐射到全国,只是来到青藏高原的时候,由于自然条件的影响,改为通过布设电磁波导线方式。
1962年除了西部某
些地区为设置二等网之外,全国其他地区都已经布设了一二等网。
从1963年开始一直到1975年,完成了对成果的整理分析、外业的局部修补测量工作。
从1972年到1982年,完成了坐标框架的平差工作。
2.1980西安大地坐标系统
通过多点定位法,以北京1954大地坐标系统为基础,建立了1980西安坐标系统。
以1975国际椭球参考,jyd1968.0系统为椭球的定向基准,基于我国范围内的高程异常平方和最小的原则求解椭球定位参数。
坐标原点在我国中部陕西省的泾阳县永乐镇,离西安大约60km,所以取名1980西安坐标系统.基准面采用青岛大港验潮站在1952年-1979年确定的1985国家高程基准,椭球短轴z轴平行于地球质心指向地极原点方向,大地起始子午面平行于格林尼治平均天文台子午面。
x轴垂直于z轴指向经度0方向,y轴与x轴、z轴成右手坐标系。
3.新1954大地坐标系统
在1980西安大地坐标系统的基础上,将1975国际椭球换位卡拉索夫斯基椭球,通过移动坐标原点,将两者重合之后建立的全新坐标系统,其坐标轴和1980坐标系统平行。
三、我国地心三维坐标框架的进展
从1990年开始国家先后开始了a级和b级的gps大地控制网的测量工作,控制线分别为30和800个,均匀分布在我国大陆范围内,平均边长分别为650公里和150公里,分别完成与1996和1997
年。
从水平精度和垂直精度可以看出其明显优于二维参心坐标框架,且包含在itrf框架之内,标志着我国的地心三维坐标框架建设工作进入了一个新的阶段。
包含了a、b级,一、二级的gps网,地壳运动gps检测网络中的基准网、基本网以及区域网的2000国家gps网于2004年完成。
其包括28个全球定位系统连续运行网站,2518个控制点,是定义在itbs2000内的区域性三维地心坐标框架。
综上所述,我国从建国伊始就开始了大地坐标系统和框架的建设工作,从参照前苏联1942坐标系统的北京1954坐标系统,到后来的1980西安坐标系统、新1954坐标系统,精度都在逐步提高,国家a级和b级gps大地网中的控制点联测之后,测量精度还会提高的更快。
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