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地方独立坐标系向2000国家大地坐标系转换研究

作　者: 耿晓燕
导　师: 孟鲁闽
学　校: 西安科技大学
专　业: 测绘工程
关键词: 2000国家大地坐标系(CGCS2000) 地方独立坐标系坐标转换
分类号: P228.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着空间测量技术的普及和精度的进一步提高,传统大地测量工作发生了质的变化,促使大地坐标系由参心坐标系向地心坐标系转化。2000国家大地坐标系的启用,为我国建立高精度坐标系统提供平台,同时也将逐渐淘汰落后的参心坐标系统,若干年后2000国家大地坐标系将全面取代现有国家参心坐标系。因此,完成现行国家大地坐标系、各地及相关行业建立的地方独立坐标系向2000国家大地坐标系转换成为启用与推广2000国家大地坐标系的一项重要工作。本论文的研究内容是建立地方独立坐标系与2000国家大地坐标系的转换关系,研究成果可为2000国家大地坐标系的启用与推广提供参考,为科研和生产提供及时、快速的技术服务。本论文从我国目前各行业或部门在不同历史时期建立的诸多地方独立坐标系入手,从地方独立坐标系的建立理论和方式等方面进行归纳、分析,总结出三种建立方式:第一种,选择任意中央经线,以国家坐标系采用的椭球面作为投影面,按高斯投影方法计算平面直角坐标建立的独立坐标系。第二种,选择任意中央经线,以抵偿高程面作为投影面,按高斯投影方法计算平面直角坐标建立的独立坐标系。第三种,采用坐标加常数或中心点坐标平移和旋转。在结合大地测量应用技术和已有成果资料的基础上,对不同类型的建立方式进行研究,提出了地方独立坐标系向2000国家大地坐标系转换的基本思路:根据独立坐标系的建立方式,选取合理的坐标转换模型,采用两个不同坐标系下的重合点,计算坐标转换参数,实现坐标转换,通过坐标转换精度对转换质量进行评价。并具体设计了两种技术路线:一种是,当独立坐标系与2000独立坐标系建立方法基本一致时,将原独立坐标转换到2000独立坐标,再经过转换得到2000国家大地坐标系坐标;另一种是,当原独立坐标系与2000独立坐标系建立方法不一致时,将借助参心坐标作为过渡,统一转换坐标的中央子午线,变换到2000独立坐标,通过进一步的转换,得到最后的2000国家大地坐标系。在论文中,以工程为实例,选取了几种具有代表性的地方独立坐标系的成果与资料,针对实例特点提出具体适宜的坐标转换方法,通过实例试算、分析,对提出的坐标转换方法进行验证。

全文目录

摘要  2-4
ABSTRACT  4-8
1 绪论  8-13
  1.1 选题背景  8-9
  1.2 当前国际大地坐标系技术进展  9
  1.3 我国地心坐标系建设的主要进展  9-10
  1.4 地方独立坐标系向2000 国家大地坐标系转换的科学意义  10-11
  1.5 本论文研究目标  11
  1.6 本论文主要研究内容  11-13
2 坐标系相关基础及理论  13-19
  2.1 坐标系的定义与种类  13
  2.2 我国常用国家大地坐标系  13-15
  2.3 地方独立坐标系  15-19
3 坐标系转换基本理论与方法  19-24
  3.1 2000 国家大地坐标系与地方独立坐标差异分析  19
  3.2 常用坐标转换模型  19-22
    3.2.1 二维七参数转换模型  20
    3.2.2 平面四参数转换模型  20-21
    3.2.3 三维七参数坐标转换模型  21
    3.2.4 综合法坐标转换  21-22
  3.3 坐标转换精度评定  22
  3.4 坐标转换引起的长度变形分析  22-24
    3.4.1 长度变形公式  22-23
    3.4.2 长度变形分析  23-24
4 我国地方独立坐标系特点分析  24-30
  4.1 任意投影带独立坐标系  24-25
  4.2 抵偿高程面独立坐标系  25-28
    4.2.1 椭球变换法  26-27
    4.2.2 比例缩放法  27-28
    4.2.3 几种投影方法比较  28
  4.3 以中心点坐标进行平移和旋转  28-30
5 地方独立坐标系向2000 国家大地坐标系转换方法研究  30-36
  5.1 坐标转换基本方法与要求  30
  5.2 2000 独立坐标系  30-31
  5.3 坐标转换技术思路  31-32
  5.4 重合点选取  32-33
  5.5 坐标转换模型  33
  5.6 转换参数计算  33
  5.7 转换参数显著性检验  33-34
  5.8 粗差点剔除  34
  5.9 转换参数精度估计及转换坐标精度检验  34-36
6 坐标转换算例分析  36-46
  6.1 坐标转换技术流程  36
  6.2 独立坐标系建立时采用移动中央子午线方法  36-39
    6.2.1 选定的独立坐标系概况及算例  36-37
    6.2.2 算例转换结果  37-39
    6.2.3 数据分析与结论  39
  6.3 独立坐标系建立时采用抬高坐标系投影面变换方法  39-42
    6.3.1 选用独立坐标系概况及算例  39-41
    6.3.2 算例转换结果  41
    6.3.3 数据分析与结论  41-42
  6.4 独立坐标系建立时采用坐标加常数或以中心点平移坐标变换  42-46
    6.4.1 选用独立坐标系概况及算例  42-43
    6.4.2 算例转换结果  43-45
    6.4.3 数据分析与结论  45-46
7 结论  46-47
致谢  47-48
参考文献  48-49

地方独立坐标系向2000国家大地坐标系转换研究

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