《大地测量基础术语》

1大地测量基础术语1.1大地水准面geoid一个假想的由静止的平均海水面向大陆自然延伸而形成的不规则封闭曲面（理论上只有一个）。具有特定的物理意义，难以用数学公式表达。常用以代表地球的形状大小。常作为测量外业成果的统一归算面。1.2地球椭球体earthellipsoid（spheroid）一个假想的由两极略扁的椭圆绕短轴旋转而成的规则椭球体（可以用数学公式表达）。其表面与大地水准面充分吻合，可用以代表地球的形状大小。常作为测量内业成果的统一归算面。古典地球椭球只具有几何意义，现代地球椭球兼具几何意义和物理意义。一个在全球范围内与大地水准面最佳吻合的地球椭球称为总地球椭球（理论上只有一个）。一个在某个区域（如一个国家）与大地水准面充分吻合并具有确定位置关系的地球椭球称为参考椭球。1.3大地基准geodeticdatum坐标基准、高程基准等测绘基准的统称，有时特指坐标基准。它规定了大地坐标和海拔高程等的基准面和基准点，是建立大地测量系统和推算大地控制网中各点坐标和高程等的起算依据。1.4坐标基准coordinatedatum建立大地坐标系统和推算大地控制点坐标的起算依据。包括一组大地测量参数和一组大地坐标起算数据。其中，大地测量参数主要包括地球椭球的四个基本常数，即地球椭球赤道半径、地心引力常数、带球谐系数（由此导出椭球扁率）和地球自转角速度；大地坐标起算数据是指国家大地控制网起算点（大地原点）的大地经度、大地纬度、大地高程以及该点至相邻方向点的大地方位角。1.5坐标系统coordinatesystem也称大地坐标系统。它规定了大地基准、尺度标准及其实现方式（包括理论、模型和方法）。按选用椭球性质的不同分为地心坐标系和参心坐标系，前者采用总地球椭球，如1984世界大地坐标系（WGS1984）和2000中国大地坐标系(CGCS2000)等；后者采用参考椭球，如1954北京坐标系和1980国家2大地坐标系等。按坐标表现形式的不同分为空间直角坐标系（X、Y、Z）和空间大地坐标系（B、L、H），借助于地图投影还可变换为平面直角坐标系（x、y）。1.6高程基准heightdatum建立高程系统和推算国家统一高程控制网中水准高程的起算依据。包括一个水准起算面和一个永久性水准原点。1.7高程系统heightsystem基于不同性质的基准面和基准线所形成的高程体系和高程体现方式。主要有正高、正常高和大地高等系统。以大地水准面为基准面的高程系统称为正高系统，以似大地水准面为基准面的高程系统称为正常高系统，以地球椭球面为基准面的高程系统称为大地高系统。正高系统和正常高系统是海拔高的两种实现方式。中国的高程系统属于正常高系统。1.8地图投影mapprojection制作地图的数学基础之一。指按照一定的数学法则将椭球面上的点变换为平面上的点，即建立椭球面上的点（B、L）与投影平面上的点（x、y）之间的一一对应关系。投影前后的图形必然不完全一致。根据制图区域位置、形状范围、成图比例、用图目的等的不同，可选取不同的数学法则，因而形成多种投影方式。按投影变形性质分为等角投影（正形投影）、等距投影、等积投影等；按投影轴与椭球轴方位关系分为正轴投影、横轴投影、斜轴投影；按投影面与椭球面切割关系分为切投影、割投影；按投影面原形分为平面投影（方位投影）、圆柱投影和圆锥投影；以投影创制者命名的有高斯投影、墨卡托投影、兰伯特投影等。1.9高斯投影Gaussprojection也称高斯-克吕格投影。一种等角横切椭圆柱投影。由德国科学家高斯于1822年提出，经德国大地测量学家克吕格于1912年加以完善而成。是我国国家基本比例尺地形图采用的地图投影。设想一个椭圆柱面横套在椭球面外面并切于某子午线（该子午线称为轴子午线），先将轴子午线两侧各一定经差范围内的椭球面投影到椭圆柱面上，再将椭圆柱面沿过两极的母线剪开并展平，即成为高斯投影平面。1.10高斯投影分带Gaussprojectioninzone在高斯投影中，为限制投影变形，按一定规则（经差范围）将椭球面划分成若干区域分别投影。主要有6°分带和3°分带两种规则，在某些特殊情况下也可采用宽带（9°）或窄带（1.5°）。6°分带自0°子午线起自西向东每6°分为一带，依次编号为1～60带；3°分带自1.5°子午线起自西向东每3°分为一带，依次编号为1～120带。31.11高斯平面直角坐标Gaussplanerectangularcoordinate在高斯投影平面上，轴子午线和赤道投影为直线并正交，以轴子午线和赤道交点的投影为原点（o），以轴子午线的投影为纵轴（x轴），以赤道的投影为横轴（y轴），所建立的平面直角坐标系。在此坐标系中的坐标通常称为高斯平面直角坐标自然值。为了区分投影带号和避免出现负值，通常在横坐标中加上500km（即纵轴西移500km）并在前面冠以带号，在此坐标系中的坐标称为高斯平面直角坐标通用值。1.12通用横轴墨卡托投影universaltransversemercatorprojection（UTM）一种等角横割椭圆柱投影。是许多国家地图和卫星像片所采用的投影系统。投影时，以椭圆柱横割椭球于南纬80°和北纬84°两条纬线和东西某两条经线；投影后，赤道投影为直线，中央经线投影为直线（长度比为0.9996），两条相割的经线（两侧约180km处）没有变形。UTM投影的分带规则和坐标系建立方式与高斯投影相似，只是分带起始经线、北坐标假值和东坐标假值等参数有所不同。1.13国际地球参考系统internationalterrestrialreferencesystem（ITRS）由国际地球自转服务(IERS)建立、维持并向全球发布的一个国际通用的地心坐标系统。其定义和参数基于国际天文学联合会（IAU）、国际大地测量和地球物理学联合会（IUGG）等国际科学组织的决议和协定。1.14国际地球参考框架internationalterrestrialreferenceframe（ITRF）由国际地球自转服务(IERS)建立、维持并向全球发布的地心坐标框架。是国际地球参考系统（ITRS）的具体实现。是国际公认的最高精度的地心坐标框架。它以甚长基线干涉测量(VLBI)、卫星激光测距(SLR)、月球激光测距(LLR)、全球导航卫星系统（GNSS）和卫星多普勒定轨定位(Doris)等空间大地测量技术构建全球观测网并进而推算各网点的坐标和速度场等。ITRF处在不断变化和精化中，先后发布过ITRF88、ITRF89、ITRF90、ITRF2000、ITRF2005、ITRF2008等十余个版本。1.152000国家大地坐标系Chinageodeticcoordinatesystem2000（CGCS2000）也称2000中国大地坐标系。是经国务院批准并由国家测绘局公告（2008年第2号）公布自2008年7月1日正式启用的中国国家大地坐标系。是全球地心大地坐标系在我国的具体体现。1.162000国家大地控制网Chinageodeticcontrolnetwork2000（CGCN2000）也称2000中国大地控制网。是2000国家大地坐标系的具体实现。2000国家大地控制点坐标成果包括三部分：2000国家GPS大地控制网坐标成果（2524点），全国一、二等天文大地点在CGCS2000下的大地4坐标成果和高斯平面坐标成果（48583点），全国三、四等天文大地点在CGCS2000下的大地坐标成果和高斯平面坐标成果（74723点）。1.171985国家高程基准nationalverticaldatum1985是经国务院批准并由国家测绘局于1987年颁布自1987年5月启用的中国国家高程基准。以青岛验潮站1952年～1979年潮汐观测资料为依据计算确定的黄海平均海水面作为高程起算的基准面，并用精密水准测量测定的位于青岛的水准原点高程72.260m作为全国统一的高程推算的基准点。1.182000中国似大地水准面Chinaquasigeoid2000（CQG2000）也称中国2000似大地水准面。由国家测绘局公告（2001年第1号）公布，自2001年2月23日启用的似大地水准面模型。其参考椭球采用GRS80，范围覆盖中国大陆及其海岸线以外400km的区域和南海诸岛及其周围海域，精度达到分米级。1.19全球卫星导航系统globalnavigationsatellitesystem（GNSS）可为全球（包括地球表面和近地空间）任何地点的拥有特定装备的用户提供连续导航定位服务的一个或多个卫星导航系统及其增强系统的统称。目前,经联合国卫星导航委员会认定的卫星导航系统供应商主要包括美国的全球定位系统（GPS）、俄罗斯的全球卫星导航系统（GLONASS）、中国的北斗卫星导航系统（BDS）和欧盟的伽利略卫星导航系统（Galileo）。1.20全球定位系统globalpositioningsystem（GPS）是美国独立研发、建设和维护的世界上第一个全球卫星导航系统。1973年开始研发，1995年达到完全运行能力。可全天候、全天时地为全球范围各类用户提供定位、导航及授时服务。由空间段（卫星星座）、地面段（监控系统）和用户段（用户设备）三部分组成。GPS因其早期在卫星导航领域的绝对垄断地位而一度几乎成为卫星导航系统的代名词。1.21北斗卫星导航系统BeiDounavigationsatellitesystem（BDS）是中国自主研发、建设和运行的一个全球卫星导航系统。2000年建成北斗卫星导航试验系统（北斗一代），2012年底起为亚太地区提供无源定位、导航、授时服务，预计2020年起可全天候、全天时地为全球范围各类用户提供定位、导航、授时及短报文通信服务。由空间段、地面段和用户段三部分组成。空间段包括5颗地球静止轨道（GEO）卫星（轨道高度36000km）、3颗倾斜地球同步轨道（IGSO）卫星（轨道高度36000km）和27颗中高度圆轨道（MEO）卫星（轨道高度21500km）；地面段包括主控站、注入站和监测站等若干个监控站；用户段包括北斗用户终端以及与已有GNSS卫星导航系统兼容的终端。51.22伽利略卫星导航系统Galileosatellitenavigationsystem（Galileo）是欧盟正在研发和建设的世界上第一个主要服务民用客户的全球卫星导航系统。2003年开始研发，建成后预期可为全球范围不同用户提供公开服务（OS）、商用服务（CS）、公共特许服务（PRS）、生命安全服务（SoLS）以及搜索与救援服务（SAR）等的定位、导航和授时需求。由空间段、环境段、地面段和用户段四部分组成。Galileo系统致力于与已有GNSS系统实现兼容性和互操作性。1.23格洛纳斯卫星导航系统globalnavigationsatellitesystem（GLONASS）是俄罗斯研发、建设和维护的一个全球卫星导航系统。格洛纳斯是全球卫星导航系统（globalnavigationsatellitesystem）的俄文音译。1976年开始研发，1993年具备初始运行能力，2011年实现全球正式运行。可全天候、全天时地为全球范围各类用户提供定位、导航及授时服务。由卫星星座、监控系统和用户设备三部分组成。1.24多模融合卫星定位multi-modesatellitefusionpositioning在多个卫星导航系统之间实现兼容性和互操作性的卫星导航定位技术。1.25卫星导航增强系统GNSSaugmentationsystem为提高和改善全球卫星导航系统的精度、可用性、完好性和连续服务能力等而开发建设的各种增强服务系统。主要有全球星基增强系统、广域星基增强系统、局域地基增强系统和连续运行参考站系统等。1.26连续运行参考站系统continuouslyoperatingreferencesystem（CORS）也称连续运行卫星定位服务系统。利用GNSS、计算机、互联网和数据通信等技术，在一个特定范围内按适当间距建设的若干个连续运行的固定参考站组成的网络系统。由基准站网、数据处