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几何
\[\frac{x^2}{a²} + \frac{y^2}{b²} + \frac{z^2}{c²} = 1\]- 球体(a == b == c)
- 椭圆体(a != b && b == c)
- 椭球体(a != b != c)
GIS:Geographic Information System ArcGis:软件
GIS
椭球体
- 长半轴(a)
- 短半(b)
- 扁率(α)
- 第一偏心率
- 第二偏心率
常见椭球体
参数 | 长半轴(a/m) | 短半轴(b/m) | 扁率 | |
---|---|---|---|---|
克拉索夫斯基椭球体 | 6378245.0 | 6356863.01877304 | 1/298.3 | |
1975国际椭球 | 6378140.0 | 6356755.28815752 | 1/298.257 | |
WGS84椭球体 | 6378137.0 | 6356752.31424517 | 1/298.257223563 | |
CGCS2000坐标系椭球 | 6378137.0 | 6356752.31414036 | 1/298. | 25722210100 |
GRS80坐标系椭球 | 6378137.0 | 6356752.31414036 | 1/298.25722210103 | |
PZ90坐标系椭球 | 6378136.0 | 6356751.36179569 | 1/298.25784 | |
Helmert椭球参数(1906) | 6738140.0 | 6715551.53201475 | 1/298.3 | |
Hayford椭球参数(1910) | 6378388±35 | 6356911.94612795 | 1/297.0±0.5 | |
Bessel椭球参数(1841) | 6377397±210 | 6356075.04413240 | 1/299.1±4.7 | |
Clarke椭球参数(1840) | 6378249 | 6356517.31686542 | 1/293.5 |
高程系
- 1985国家高程基准 国务院关于启用“1985国家高程基准”的批复
- 1956黄海高程基准
1985年国家高程基准高程=1956年黄海高程-0.029m
85高程基准(最新的黄海高程):56高程基准-0.029 高程基准采用1985黄海高程系统,基准是青岛水准原点及其高程值
吴淞高程系统:56高程基准+1.688
珠江高程系统:56高程基准-0.586
我国目前通用的高程基准是:85高程基准
正高(Orthometric Height):以大地水准面为基准面的高程系统。地面点沿铅垂线到大地水准面垂直距离 正常高(Normal Height):是以似大地水准面为基准的高程系统。地面点沿铅垂线到似大地面的垂直距离 大地高(geodetic height;ellipsoidal height ):地面点沿椭球面的法线到椭球面的距离。大地高=正高+大地水准面差距;大地高=正常高+高程异常。
似大地水准面(quasi-geoid) 似大地水准面的引入是为了简化高程计算。计算正高时,需要考虑重力沿垂直方向的变化,这个过程较为复杂。相比之下,正常高的计算只需考虑到似大地水准面的高程,省去了复杂的重力积分过程,因此计算更为简便。
正高系统
正常高系统
高程基准
- 使用大地水准面作为基准面时,测量的高程称为正高。
- 使用参考椭球面作为基准面时,测量的高程称为大地高。
大地水准面(geoid)
大地水准面:是指地球重力场中,与处于自由静止状态的平均海水面相重合或最为接近的重力等位面。也称为重力等位面,它既是一个几何面,又是一个物理面,相当于地球完全静止的海水所包围的一个曲面。物体沿该面运动时,重力不做功(如水在这个面上是不会流动的) 在大地测量学中,大地水准面被视作是地球的物理形状和数学形状。 这一假想的海水面不受潮汐、风浪及大气压的变化影响,仅在地球引力和因地球自转产生的离心惯性力的作用下保持平衡。将该平均海水面所处的重力等位面延伸到陆地内部,形成的闭合曲面即为大地水准面,其所包围的形体又被称为大地体。
大地水准面是唯一的
区域性大地水准面模型
大地水准面模型
椭球体 + 高程 + xyz 轴 = 基准面
大地基准面(Geodetic datum)
基准面 | 参考椭球体 | 坐标系原点 | X |
---|---|---|---|
WGS84 | ** | ** | ** |
NAD83 | ** | ** | ** |
ETRS89 | ** | ** | ** |
GDA94 坐标系 | CGCS2000参考椭球 | 地球的质心(重力中心) | ** |
Tokyo Datum | CGCS2000参考椭球 | 地球的质心(重力中心) | ** |
基准面是在椭球体基础上建立
大地基准面:主要用于处理经纬度,定义地球表面点的水平位置。 高程基准面:主要用于处理高程,定义地面点相对于大地水准面的垂直高度。
ITRF
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- 参心坐标系()
-
地心坐标系(椭球体球心与地球质心重合)
- 地心基准面
-
区域基准面
- 地球椭球体(Ellipsoid)
- 大地基准面(Datum)
- 地球投影(Projection)
大地坐标系(L、B、H) 空间坐标系(X、Y、Z) (E、N、H)
大地基准面不是唯一的
水准面 大地水准面 大地基准面
坐标系
- 北京54坐标系(BJZ54)
- 西安80坐标系
- WGS-84坐标系
坐标系 | 参考椭球体 | 坐标系原点 | X |
---|---|---|---|
北京54坐标系(BJZ54) | ** | ** | ** |
西安80坐标系 | ** | ** | ** |
WGS-84坐标系 | ** | ** | ** |
CGCS2000 坐标系 | CGCS2000参考椭球 | 地球的质心(重力中心) | ** |
X轴:经过本初子午线(0°经线)并与地球赤道面相交。 Y轴:经过90°经线(东经90°)并与地球赤道面相交。 Z轴:与地球自转轴重合,并垂直于赤道面。
地理坐标系(GCS)
WGS 1984 被绑定到国际地球参考系统 (ITRF)。而 NAD 1983 被绑定到北美构造板块
基准面仅仅是 GCS 的一部分。GCS 包括角度测量单位、本初子午线和基准面(基于椭圆体)。
问题: 1.我们是不是没有使用到黄海高程的地方?用到的都是正高 2.有用到正常高和大地高的地方么? 也就是 app 有正算、反算?地理坐标系之间的转换?投影坐标系之间的转换 基准格网是什么原理?跟七参数有啥异同? 平面校正作用是什么? 平面矫正方式(四参数、平面平差)原理名是什么? 高程拟合方式(加权平均、平面拟合、曲面拟合、垂直平差)原理各是什么? 1、高程拟合的入参是什么?参数是什么?输出是什么? 格网改正 dam 文件与 cds 文件异同? 10.电台数据给 GNSS,是给主天线是么? 北东高的基准是什么?北东天坐标系?同部?原点不是地心? wgs84 坐标转换为 cgcs2000 坐标 四参数转换、七参数转换区别 点校正逻辑? 七参数 -》地理坐标系之间的转换
三参数
七参数模型(Bursa-Wo1f Mode1,布尔莎七参数模型)
- 七参数转换的数学模型
- 布尔莎四参数、六参数模型的转换精度在全国区域范围内适用
- 布尔莎七参数模型适用于全球范围的坐标系统转换。 4.三参数法 http://www.xiaokcehui.com/?post=372 https://www.tersus-gnss.cn/tech_blog/220638
正高不方便直接测量 地理坐标系是基于 框架、历元的 设置地方中央子午线,可以减少投影时的变形 大地坐标系B(大地纬度)、L(大地经度)、H(大地高) 四参数是用于同一椭球内不同坐标系之间转换的参数,控制范围通常在5-7公里: 七参数适用于不同椭球内两个坐标系之间的转换,其控制范围大约可达18公里左右,计算时需至少三个公共控制点,且无法与四参数同8
投影
投影坐标系
投影坐标系在二维平面中确定,地理坐标系是在三维。 投影坐标系本身不直接包含高程信息
投影
- 等角投影
- 等积投影
- 等距投影
- 等方位投影
正算:是指将地理坐标转换为投影坐标 反算:
定理
- 确定一个圆至少三个不共线点
- 确定一个椭圆至少要五不共线点
- 确定一个圆球至少四个不共面点
-
确定一个椭球至少要九个不共面点
- 基准面基于椭球体
- 地理坐标系基于基准面
- 投影坐标系基于地理坐标系
markdown 语法 mardown 2 Using Coordinate Systems WGS 84 基准面转换用户手册 https://www.cnblogs.com/arxive/p/9494784.html https://desktop.arcgis.com/zh-cn/arcmap/latest/map/projections/vertical-datums.htm