中国大地测量坐标框架建设及应用.pptx

中国大地测量坐标框架建设及应用;一、背景;中国需要什么样的坐标系？ 什么是2000中国坐标系？ 中国为什么要建立2000坐标系？ 如何定义2000中国坐标系？ 如何实现2000中国坐标系？ 2000中国坐标系的规模和水平如何？ 启用2000中国坐标系的意义是什么？ 启用2000中国坐标系需要完成哪些任务？;我们需要什么样的坐标系？ ——所有航天器都绕地球质心飞行，轨道监测、计算需要地心坐标系； ——中国参加国际事务需要统一的地心坐标系； ——海洋安全、国土安全需要统一的坐标系； ——航海、航天、航空、都需要与国际一致的坐标系； ——地学研究，如海平面变化、地壳运动等需要高精度的坐标系； ——坐标系统的水平反映一个国家的测绘水平。 ——我们需要建立地心坐标系！; 建立2000中国大地测量系统的目的;2000 国家大地坐标系，是一协议地球参考系 由原点、尺度、坐标轴的定向及其时间演化定义 由已知其坐标（和速度）的地面点集合实现;原点在包括海洋和大气的整个地球的质量中心； 长度单位是在引力相对论意义下的局部地球框架内定义的米（SI）； 初始定向由1984.0时BIH的定向给定； 定向时间演化：整个地球水平构造运动无净旋转（no-net-rotation）。;CGCS2000参考椭球,也作为CGCS2000正常椭球，既作地球的数学表面, 也是正常重力场等位面 参考椭球的中心与地球质心重合 参考椭球由四个常数（两个几何常数和两个物理常数）定义;2000中国坐标系是一个地心坐标系，历元2000.0； 2000中国坐标系是与国际地球参考系（ITRS）基本一致的坐标系；也是与国际先进水平相当的坐标系； 2003年基本建成2000中国坐标系； 2004年基本完成《2000中国大地测量基准》； 2000中国坐标系是国家测绘局、总参测绘局、中国地震局共同合作的成果； 2000中国大地坐标系也是中国测绘科技工作者70多年艰苦劳动的结晶。;框架：ITRF97；历元：2000.0; 由三个层次框架点组成。;第一层次坐标框架——中国地壳运动观测网络基准网;第二层次坐标框架——2000中国GPS大地网;第三层次坐标框架——全国天文大地网;空间大地网——2000国家GPS大地控制网（12年） 地面大地网——国家天文大地控???网（70多年）;四、国际主要大地坐标系统建设概况;四、国际主要大地坐标系统建设概况（续）;四、国际主要大地坐标系统建设概况（续）;临近国家坐标系;北京54坐标系; 几何大地控制网概况; 我国先后建成四个较大规模的GPS大地网 ;国家大地控制网有三角琐、三角网、导线网、测边网、天文网等;1、参考框架和历元的统一;确定参考框架的 IGS核心站分布;3、函数模型误差、随机模型误差分析;函数模型加入系统误差参数;各GPS网观测时间跨度长，本应考虑地壳运动影响，但地壳运动异常复杂，难于模拟； 地壳形变与坐标基准误差影响难以区别； 经验证，基于现有地壳运动模型进行地壳形变改正结果不理想； 另外取坐标差（即基线）为观测量能较好地削弱板块运动对点位坐标的影响； 于是GPS网观测数据未直接加板块运动改正。;5、抗差Helmert方差分量估计;;早在1933年我国即开始地面大地网的建设，已建成国家一等锁、二等网、三等网等——这是我国大地测量极其宝贵的数据资源。 联合平差工程是在2000国家GPS网的基础上进行的一项大型、复杂的大地测量数据处理工程，分为两个阶段，一期工程始于1991年，二期工程始于1999年；历时13年，参加数据处理的有100多人。 二期工程集成了我国大地测量工作者70多年的劳动成果，在理论和实践方面都取得了重大进展——集体劳动的成果。;最后完成平差解算及精度估计;联合平差采用IAU(1976)天文常数系统，IAU(1980)章动序列和FK5基本参考系。地极原点采用IERS定义的参考极（IRP）。天文常数和星表的改变对天文经纬度的影响一般小于0.1″。最大不超过0.3″；对天文方位角一般小于0.2″，最大可达0.5″，影响呈系统性。;坐标基准问题;基准系统;系统误差参数; 地壳形变改正试验计算;先对全网进行Helmert分块平差，将全网分成20块。消除块内定向角，如此减少了1/3的未知数。 实际计算时，又基于Cholesky分解原理，提出了用解算约化代替求逆约化的新算法。 对联系误差方程进行压缩存储和算法改进，大大节省了全国大型大地网平差的计算时间。 利用PentiumⅣ个人计算机解算全国范围的约5万点(约12万多个未知参数)的超大型大地网的整体平差仅需1小时10分。; 42312点小于0.2米，占87.2%； 45550点小于0.3米，占93.8%； 平均0.14米。;全国天文大地网平差与以往平差工程的相对精度比较 (p