大地坐标
浏览量:1发布时间:2022-12-19 11:09:11
简介
大地坐标(Geodetic coordinate)是大地测量中以参考椭球面为基准面的坐标,地面点P的位置用大地经度L、大地纬度B和大地高H表示。大地坐标多应用于大地测量学,测绘学等。
原理
当点在参考椭球面上时,仅用大地经度和大地纬度表示。大地经度是通过该点的大地子午面与起始大地子午面(通过格林尼治天文台的子午面)之间的夹角。规定以起始子午面起算,向东由0°至180°称为东经;向西由0°至180°称为西经。大地纬度是通过该点的法线与赤道面的夹角,规定由赤道面起算,由赤道面向北从0°至90°称为北纬;向南从0°到90°称为南纬。大地高是地面点沿法线到参考椭球面的距离。
大地坐标框架
大地坐标框架除了给测绘和工程提供几何和物理基准外,它还可以提供全球变化在气象和地球物理方面的部分监测信息,诸如海平面变化,冰质量的平衡,地表水文的变迁,地球动力学,地壳运动,地形变,大气降水,电离层变化等等。此外,大地坐标框架也在实际应用方面,如构建地理信息系统、导航定位、卫星定轨等方面提供基准信息。总之大地基准在经济、社会、科学的发展中发挥越来越重要的基础保障作用。
坐标变换
首先要搞清楚转换的严密性问题,即在同一个椭球里的坐标转换都是严密的,而在不同的椭球之间的转换这时不严密的。例如,由1954北京坐标系的大地坐标转换到954北京坐标系的高斯平面直角坐标是在同一参考椭球体范畴内的坐标转换,其转换过程是严密的。由1954北京坐标系的大地坐标转换到WGS-84的大地坐标,就属于不同椭球体间的转换。不同椭球体间的坐标转换在局部地区的采用的常用办法是相似变换法,即利用部分分布相对合理高等级公共点求出相应的转换参数。一般而言,比较严密的是用七参数的相似变换法,即X平移,Y平移,Z平移,X旋转,Y旋转,Z旋转,尺度变化K。要求得七参数就需要在一个地区需要3个以上的已知点,如果区域范围不大,最远点间的距离不大于30km(经验值),这可以用三参数,即X平移,Y平移,Z平移,而将X旋转,Y旋转,Z旋转,尺度变化K视为0,所以三参数只是七参数的一种特例。如果不考虑高程的影响,对于不同椭球体下的高斯平面直角坐标可采用四参数的相似变换法,即四参数(x平移,y平移,尺度变化m,旋转角度α)。如果用户要求的精度低于20米,在一定范围(2*2)内,就直接可以用二参数法(ΔB,ΔL)或(Δx,Δy)修正。但在实际操作中,这也取决于选取的公共点是否合理,并保证其足够的精度。
大地坐标(Geodetic coordinate)是大地测量中以参考椭球面为基准面的坐标,地面点P的位置用大地经度L、大地纬度B和大地高H表示。大地坐标多应用于大地测量学,测绘学等。
原理
当点在参考椭球面上时,仅用大地经度和大地纬度表示。大地经度是通过该点的大地子午面与起始大地子午面(通过格林尼治天文台的子午面)之间的夹角。规定以起始子午面起算,向东由0°至180°称为东经;向西由0°至180°称为西经。大地纬度是通过该点的法线与赤道面的夹角,规定由赤道面起算,由赤道面向北从0°至90°称为北纬;向南从0°到90°称为南纬。大地高是地面点沿法线到参考椭球面的距离。
大地坐标框架
大地坐标框架除了给测绘和工程提供几何和物理基准外,它还可以提供全球变化在气象和地球物理方面的部分监测信息,诸如海平面变化,冰质量的平衡,地表水文的变迁,地球动力学,地壳运动,地形变,大气降水,电离层变化等等。此外,大地坐标框架也在实际应用方面,如构建地理信息系统、导航定位、卫星定轨等方面提供基准信息。总之大地基准在经济、社会、科学的发展中发挥越来越重要的基础保障作用。
坐标变换
首先要搞清楚转换的严密性问题,即在同一个椭球里的坐标转换都是严密的,而在不同的椭球之间的转换这时不严密的。例如,由1954北京坐标系的大地坐标转换到954北京坐标系的高斯平面直角坐标是在同一参考椭球体范畴内的坐标转换,其转换过程是严密的。由1954北京坐标系的大地坐标转换到WGS-84的大地坐标,就属于不同椭球体间的转换。不同椭球体间的坐标转换在局部地区的采用的常用办法是相似变换法,即利用部分分布相对合理高等级公共点求出相应的转换参数。一般而言,比较严密的是用七参数的相似变换法,即X平移,Y平移,Z平移,X旋转,Y旋转,Z旋转,尺度变化K。要求得七参数就需要在一个地区需要3个以上的已知点,如果区域范围不大,最远点间的距离不大于30km(经验值),这可以用三参数,即X平移,Y平移,Z平移,而将X旋转,Y旋转,Z旋转,尺度变化K视为0,所以三参数只是七参数的一种特例。如果不考虑高程的影响,对于不同椭球体下的高斯平面直角坐标可采用四参数的相似变换法,即四参数(x平移,y平移,尺度变化m,旋转角度α)。如果用户要求的精度低于20米,在一定范围(2*2)内,就直接可以用二参数法(ΔB,ΔL)或(Δx,Δy)修正。但在实际操作中,这也取决于选取的公共点是否合理,并保证其足够的精度。