大地测量控制点坐标转换技术规程

大地测量控制点坐标转换技术规程国家测绘地理信息局2013年6月目录1范围..........................................................42规范性引用文件................................................43术语和定义....................................................44控制点类型....................................................84.1控制点分类..................................................84.2控制点精度..................................................94.3控制点用途..................................................95控制点坐标转换模型及适用范围.................................105.1总则.......................................................105.2转换模型...................................................105.3适用范围...................................................115.4模型选取...................................................126控制点坐标转换...............................................126.1省级GNSS连续运行基准站点坐标归算..........................126.2省市级卫星大地控制网点坐标转换.............................146.3其他控制点坐标转换.........................................147精度评定.....................................................157.1省级GNSS连续运行基准站点坐标归算精度评定..................157.2其他控制点坐标转换精度评定.................................15附录A..........................................................................................................................16附录B..........................................................................................................................18附录C..........................................................................................................................24附录D..........................................................................................................................27附录E..........................................................................................................................29大地测量控制点坐标转换技术规程1范围本规程规定了各种坐标系控制点坐标转换到2000国家大地坐标系时控制点选取、坐标转换模型、转换方法、精度评价等方面应遵循的原则、适用范围和精度要求。本规程适用于大地测量控制点坐标转换过程中的重合点选取、模型选择和转换方法。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T17159－2009大地测量术语GB/T18314－2009全球定位系统（GPS）测量规范GB/T19391－2003全球定位系统（GPS）术语及定义GB/T22021－2008国家大地测量基本技术规定GB/T28588－2012全球导航卫星系统连续运行基准站网技术规范CH/T1004－2005测绘技术设计规定2010（第三版）测绘学名词3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1控制点controlpoint以一定精度测定其位置为其他测绘工作提供依据的固定点。3.2地球椭球earthellipsoid近似表示地球的形状和大小，并且其表面为等位面的旋转椭球。3.3参考椭球referenceellipsoid最符合一定区域的大地水准面，具有一定大小和定位参数的旋转地球椭球。3.4国际地球参考系统InternationalTerrestrialReferenceSystem，ITRS由国际地球自转服务（IERS）给出的地球坐标系统的定义和大地测量常数。3.5国际地球参考框架InternationalTerrestrialReferenceFrame,ITRF国际地球参考系统（ITRS）的实现。由国际地球自转服务局（IERS）根据空间大地测量技术，包括甚长基线干涉测量（VLBI）、卫星激光测距（SLR）、多里斯系统（DORIS）、全球定位系统（GPS）等，所确定的地面点的坐标所构成的集合。3.6大地坐标系geodeticcoordinatesystem以地球椭球中心为原点、起始子午面和赤道面为基准面的地球坐标系。3.71954年北京坐标系BeijingGeodeticCoordinateSystem1954将我国大地控制网与苏联1942普尔科沃大地坐标系联结后建立的我国过渡性大地坐标系。3.81980西安坐标系XianGeodeticCoordinateSystem1980采用IAG1975国际椭球，以JYD1968.0系统为椭球定向基准，大地原点设在陕西泾阳县永乐镇，采用多点定位所建立的大地坐标系。3.9地心坐标系geocentriccoordinatesystem原点O与地球质心重合，Z轴指向地球北极，X轴指向格林尼治平子午面与地球赤道的交点E，Y轴垂直于XOZ的平面构成右手坐标系。3.101984世界大地坐标系WorldGeodeticSystem1984,WGS84美国军用大地坐标系统，坐标系定义和国际地球参考系统（ITRS）一致。3.112000国家大地坐标系ChinaGeodeticCoordinateSystem2000,CGCS2000原点为包括海洋和大气的整个地球的质量中心。Z轴为国际地球自转局（IERS）定义的参考极方向，X轴为参考子午面与垂直于Z轴的赤道面的交线，Y轴与Z轴和X轴构成右手正交坐标系。3.12坐标转换coordinatetransformation包含坐标系变换和椭球基准变换两层含义。在测量数据处理过程中，采用适用的转换模型和转换方法，空间点从某一参考椭球基准下的坐标转换到另一坐标系统下的坐标。坐标转换过程就是转换参数的求解过程。3.13坐标系变换coordinateconversion同一椭球基准下，空间点的不同坐标表示形式间进行变换。包括大地坐标系和空间直角坐标系的互相转换、空间直角坐标系与站心坐标系间的转换和高斯投影坐标正反算。3.14椭球变换ellipsoidconversion空间点在不同的参考椭球间的坐标变换。3.15重合点superpositionpoint同时拥有不同坐标系坐标的控制点。3.16平移参数translationparameters两坐标系转换时，新坐标系原点在原坐标系中的坐标分量。3.17旋转参数rotationparameters两坐标系转换时，把原坐标系中的各坐标轴左旋转到与新坐标系相应的坐标轴重合或平行时坐标系各轴依次转过的角度。3.18尺度参数scaleparameter两坐标系转换时引入的两坐标系中长度变化参数。3.19连续运行基准站ContinuouslyOperatingReferenceStation，CORS连续接收和发送本站坐标及其变化，GNSS星历，星钟差等信息的地面固定站。3.20国际GNSS服务InternationalGNSSService，IGS提供全球导航卫星系统，包括GPS、GLONASS、GALILEO等卫星星历，卫星钟差以及相应卫星系统的地面基准站坐标等方面信息的国际组织。3.21参考历元referenceepoch在天文学上，历元是为指定天球坐标或轨道参数而规定的某一特定时刻。在天文学和卫星定位中，所获数据对应的时刻也称为历元。3.22观测历元observationepoch为比较不同时刻的观测结果，需要注明观测资料所对应的观测时刻，称之为观测历元。3.23板块tectonicplate板块是指岩石圈板块，即地壳和软流圈以上的地幔顶部。3.242000国家GPS大地控制网NationalGPSGeodeticControlNetwork20002000国家GPS大地控制网由A、B级网、GPS一、二级网以及中国地壳运动观测网联合平差后，得到的以CGCS2000三维地心坐标为特征的高精度全国性大地控制网。3.25最小二乘法leastsquaremethod在残差满足VTPV为最小的条件下解算测量估值或参数估值并进行精度估算的方法，其中V为残差向量，P为其权阵。4控制点类型4.1控制点分类a）国家级GNSS连续运行基准站点。b）2000国家GPS大地控制网点。c）国家一、二、三、四等天文大地点。d）省级GNSS连续运行基准站点。e）省市卫星大地控制网C级点、D级点。f）其他1954年北京坐标系、1980西安坐标系及相对独立的平面坐标系下的控制点。上述控制点中，a）、b）、c）三类控制点已有2000国家大地坐标系坐标；d）、e）两类控制点需要归算到2000国家大地坐标系；f）类控制点需转换到2000国家大地坐标系。4.2控制点精度表1控制点的2000国家大地坐标系坐标精度要求点位类型点位坐标精度GNSS连续运行基准站点国家级GNSS连续运行基准站点0.005m省级GNSS连续运行基准站点0.01m2000国家GPS大地控制网点0.03m国家天文大地点一、二等点0.11m三、四等点0.20m省市级卫星大地控制网点C级点内符精度0.01mD级点内符精度0.02m4.3控制点用途高等级控制点可用于低等级控制网的外部控制；可用于1954年北京坐标系、1980西安坐标系坐标成果转换为2000国家大地坐标系坐标成果时计算坐标转换参数。a）国家级GNSS连续运行基准站点：可作为省级连续运行基准站网建设的控制点。b）2000国家GPS大地控制网点：可作为天文大地点控制点及相对独立的平面坐标系建立控制点。c）国家一、二等天文大地点：可作为三、四等天文大地点的控制点使用。d）国家三、四等天文大地点：可作为测图控制点使用；三等及以上天文大地点坐标成果可作为像控点的起算点。e）省级GNSS连续运行基准站点：点位坐标归算到2000国家大地坐标系后，可作为省级、市、县城市基础建设控制网点。f）省市卫星大地控制网C级点、D级点：点位坐标归算到2000国家大地坐标系后，可作为建立相对独立的平面坐标系的控制点。