1)1954 年北京坐标系
在中华人民共和国成立初期采用克拉索夫斯基椭球参数,将我国东北端地区的呼玛、吉拉林、东宁三个点与苏联大地网联测后的坐标作为我国天文大地网起算数据,然后通过天文大地网坐标,推算出北京一点的坐标,故命名为1954 年北京坐标系。该坐标实际上是苏联的1942年坐标系,原点不在北京,而在普尔科沃。中华人民共和国成立以来,1954 年北京坐标系在我国经济建设和国防建设中发挥了重要作用。但这个坐标系存在以下一些问题:
①参考椭球长半轴偏长,比地球总椭球的长半轴长了一百多米。
②椭球基准轴定向不明确。
③椭球面与我国境内的大地水准面不太吻合,东部高程异常值(参考椭球面与似大地水准面之差的距离)可达+68 m,西部新疆地区高程异常值为零。
④点位精度不高。
2)1980 国家大地坐标系
为了克服1954 年北京坐标系的缺陷,利用我国原有天文大地网的潜在精度,对原大地网进行重新平差,在1980 年建立了国家大地坐标系。
该坐标系采用了IUGG—75 地球椭球参数,大地原点选在我国中部地区陕西省永乐镇,椭球面与我国镜内的大地水准面达到了最佳密合。平差后,其大地水准面与椭球面差距在±20 m之内,边长精度为1/500 000。
3)WGS-84 坐标系
WGS-84 是由美国国防制图局于20 世纪80 年代中期建立的,正式成为GPS 的新坐标参照系。它是采用WGS-84 地球椭球参数的一个地心坐标系,其原点与各坐标轴定义为:
①WGS-84 的原点是地球的质心。
②Z 轴指向国际时间局1984 年定义的协议地球极点方向。
③X 轴指向国际时间局1984 年定义的零度子午面和协议地球极赤道的交点。(www.xing528.com)
④Y 轴和Z 轴、X 轴构成右手坐标系。
⑤WGS-84 坐标参照系的原点也被当作WGS-84 椭球的几何中心,而Z 轴作为该旋转椭球的自转轴。
4)2000 中国大地坐标系
在人类进入空间时代的今天,测绘也进入了空间时代。1980 国家大地坐标系虽然是经典大地测量成果的归算及应用,但它仍是一个二维参心局部坐标系,这会导致用GPS 定位技术获得的高精度三维坐标与参心局部坐标系的低精度二维坐标成果之间产生了无法调和的矛盾,因此建立我国自己的地心坐标系已成必然。
2000 中国大地坐标系(China Geodetic Coordinate System,缩写:CGCS2000)是以地心为原点的一个右手地心直角坐标系,它的原点和坐标轴定义如下:
①原点在地球质量中心。
②Z 轴指向IERS(国际地球自转和参考系服务)协议参考极方向。
③X 轴为IERS 参考子午面与通过原点且同Z 轴正交的赤道面的交线。
④Y 轴与Z,X 轴构成右手直角坐标系。
⑤参考椭球的几何中心与坐标系的原点重合,其旋转轴与坐标系的Z 轴重合。
⑥正常椭球与参考椭球一致。
CGCS2000 与WGS-84 坐标系采用的几何物理参数除参考椭球短半径值相差0.1 mm 以外,其他完全相同。鉴于两种坐标系的原点与坐标轴的定义和所采用几何物理参数都具有很高的相容性,因此可以认为CGCS2000 和WGS-84 是非常吻合的。在坐标系的实现精度范围内,CGCS2000坐标和WGS84 坐标是一致的。因此CGCS2000 将使测绘定位应用GPS 技术越来越方便。
经国务院批准,从2008 年7 月起,我国启用2000 中国大地坐标系。
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