国家大地测量基本技术规定

1954 年北京坐标系存在问题
• (1) 采用的克拉索夫斯基椭球与现代椭球相比， 长半轴大了 108 m，扁率倒数大了 0.04； • (2) 椭球定位定向有较大偏差，与我国大地水准 面存在着自西向东明显的系统性倾斜，最大倾斜 量达 65 m； 椭球短轴的定向也不明确； • (3)坐标系原点不在北京，而在前苏联的普尔科沃， 取名 为“北京坐标系”名不符实； • (4) 几何大地测量与物理大地测量采用的椭球也不 统一，给实际使用带来不便；
1954年北京坐标系
• “1954年北京坐标系”是国家测绘局1954年通过 我国东北呼玛、吉拉林、东宁 3 个基线网与前苏 联远东大地控制网相联接，将前苏联 1942 年普 尔科 沃(Pulkovo)坐标系延伸至我国的一个坐标系。 1954 年北京坐标系实际上是前苏联 1942 年普尔 科沃坐标系在我国的扩展和延伸，是新中国第一 套国家平面坐标系统，由于1954年北京坐标系所 采用的参考椭球参数及其定位与我国的区域大地 水准面配合欠佳，全国的天文大地网未进行统一 平差，不能满足高精度定位以及地球科学、空间 科学和国防战略的发展需要。
2000 中国大地坐标系的实现 分 3 个层次
第一层次
• 第一层次为 CGCS2000 连续运行 GPS 网。 我国 维持 CGCS2000 主要依靠连续运行 GPS 观测站，它 们是 GPS2000 的骨架， 其坐标精度为毫米级，速度精 度为 1 mm/a （1毫米/年 ）。
第二层次
• 第二层次为“2000 国家GPS大地控制网” 包 括中国全部领土和领海的高精度GPS 网 点，即全国 GPS一、二级网、国家GPS A， B级网、地壳运动监测网和地壳运动观测网 络工程网，共约 2500 多点，它是在国际地 球动力学服务（IGS） 站以及中国地壳运 动观测网络工程网点的控制下经联合平差 组成。 其三维地心坐标精度约为 3 cm。
第三层次
• 第三层次为全国天文大地控制网(约有 50 千点)。它是CGCS2000 的加密框架。 它 由全国天文大地网与2000GPS控制网联合 平差后的网点坐标体现，三维点 位误差约 为 0.3 m，大地高误差不超过 0.5 m。
2000 国家大地坐标框架存在的主要 问题
• (1) 2000 坐标框架虽然满足国民经济建设 和国防建设急需，但该坐标框架的密度仍 然不够，尤其是西部困难地区，不仅控制 点少，而且观测精度也相对较差，很难满 足国民经济建设和西部开发的需要。 • (2) 2000 坐标框架广度不够，广大海洋和 岛礁几乎没有控制，很难满足航海安全、 海洋开发和国防建设的需要。
国家大地测量基本技术规定
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***省测绘局
2010.11
培训提纲
• 国家大地基准现状 • 我省大地基准现状 • 国家大地测量基本技术规定的基本内容 • 2000国家大地坐标系的启用
国家大地测量基本技术规定制定依据
• 为了满足国家经济建设、国防建设和社会 发展的需要，加强我国大地测量工作，规 范大地测量行为，依据《中华人民共和国 测绘法》，制定本标准。
一、国家大地基准现状
国家大地基准现状：
历史延续： 国家平面基准：1954年北京坐标系--- 1980年 中国大地坐标系统----2000中国大地坐标系 国家高程基准：黄海54高程基础 ----黄海56 高程基准 ----黄海85高程基准 国家重力基准：国家57重力基准 ----国家85 重力基准----2000国家重力基准
• (5) 坐标精度偏低，相对精度为 5 ×10 左 右；
-6
• (6) 由于采用了分区局部平差法，系统误差 累积明显，导致大地网产生扭曲和变形， 区与区之间产生裂隙； • (7) 较低精度的二维大地测量成果与高精度 的三维卫星大地测量成果不相匹配，引起 使用上的麻烦。
1980年中国大地坐标系统
• 从70年代开始，在近10年的时间，完成全国天文 大地网4.8万余大地测量控制点的整体平差，采用 了当时国际推荐的地球椭球参数，而相应的椭球 的定位采用局部定位，即与我国的区域大地水准 面最佳拟合的方法来确定，由此重新严格定义了 我国国家坐标系统，既1980年中国大地坐标系统 （简称1980年西安大地坐标系）和以上述天文大 地网为骨干的国家坐标框架。1980年西安大地坐 标系的建立，确立了我国的二维坐标系统，是我 国的国家平面基准，达到80年代初期经典大地测 量技术的世界领先水平。
2000中国大地坐标系：
• 2000 中国大地坐标系(简写为CGCS2000) 的定义 与ITRS的协议一致，即坐标系原点 为包括海洋和大 气的整个地球地质量中心； 定向的初始值由 1984.0 时国际时间局BIH 定向给定，而定向的时间演化保证相对地 壳不 产生残余的全球旋转； 长度单位为引 力相对论意义 下的局部地球框架中的米。 CGCS2000 的参考历元为2000.0。
CGCS2000 与WGS-84 坐标系
• 我国地心坐标系所采用的参考椭球的定义常数为a (赤道半径)、f (椭球扁率)、GM (地心引力常数)和 ω (地球自转速度)。上述 4 个参数值中，a，f，ω 值与1980 参考椭球(GRS1980)一致，GM值与 WGS-84 的椭 球参数值一致。 应该指出，由于 GPS实时定位采用的是WGS-84 坐标系，该坐标 系与CGCS2000 的椭球 扁率f值有微小差异，在 赤道上只引起 1 mm误差，可以认为GPS实时定 位结果也属于CGCS2000 坐标系成 果。
1980年西安大地坐标系大地原点
大地原点在 陕西泾阳县 永乐镇石际 寺村境内， 坐标为： 东经 108°55′北 纬34°32′。
1980年中国大地坐标系统存在问题
• （1）是只能提供二维坐标，不能提供高精度三维 坐标； • （2）是采 用了国际大地测量协会(IAG)1975 年推 荐的椭球，该椭球与国际地球自转服务局（IERS） 推荐的椭球相比，长半轴大了 3 m，这可能引起约 5×10-7 量级的长度误差； • （3）是椭球短轴指 向 JYD1968.0 极原点，与国 际上通用的椭球短轴指向不一致； • （4）是椭球定位没有顾及到占中国全部国土面积 近三分之一的海域范围。尽管 1980 年西安坐标 系 比 1954 年北京坐标系有所改善，但并没有发生实 质性的变化。