2000国家大地坐标系转换常见问题分析

在现有成果向2000国家大地坐标系转换工作中,各省市都做了很多理论研究和实际转换工作。本文阐述了现有成果向2000国家大地坐标系转换的方法,对不同数据、不同方法转换过程中常见的问题进行汇总、整理,并分析问题产生的原因及对成果的影响,为今后现有成果向2000国家大地坐标系转换工作提供参考和建议,以确保成果转换的质量。     

2000国家大地坐标系转换方法的探讨

在日常测量过程中,经常碰到不同坐标系间坐标转换的问题,为消除不必要的麻烦,需要进行坐标系转换。目前,我国1954北京坐标系和1980西安坐标系空间点位坐标通过利用参数模型转换2000国家大地坐标系,目前各种测绘资料存在着两个坐标系的差异问题,为方便日常工作开展,必须进行坐标系的转换。本文通过两种方法探讨研究将数据坐标转换成2000国家大地坐标系。     

GIS软件坐标系统剖析

在GIS中空间要素一起工作的前提是基于相同的坐标系,但现实中不同地图制图者和不同的GIS数据生产者使用数百种不同的坐标系统,本文以常用GIS软件ArcGIS、MapInfo为例,对GIS软件的坐标系统进行研究与实现,为GIS用户进行坐标系设置与转换提供借鉴意义.     

我国常用大地坐标系与2000中国大地坐标系间的转换

2000中国大地坐标系的启用，对原来所有的测绘成果都将产生直接影响。实现我国常用坐标系的测绘成果和相关产品到2000中国大地坐标系的系统转换，需要研究确定我国常用坐标系与2000中国大地坐标系之间的转换关系。本文对几个坐标转换模型进行了比较，分析了我国常用坐标系与2000中国大地坐标系间的高、中、低三种不同精度的转换关系，统计分析了不同模型的转换精度。     

GPS变形监测的位移显著性检验方法研究

目前普遍采用的位移显著性检验方法,是人为地将客观上的空间位移问题转化为地方(局部)坐标系中的1维或2维位移问题来进行检验,既使位移检验在理论上的严密性受到损害,又使GPS能够在协议地球坐标系(ITRF或WGS-84)中同时精确测定空间3维位移的优越性得不到充分利用。由于在位移转换过程中会引入误差,可能导致位移显著性检验结果不可靠,尤其是当位移量小而坐标转换误差大时可靠性更低。为了避免由于位移转换存在误差而影响位移显著性检验结果的可靠性,本文提出了用GPS进行变形监测时,直接在ITRF或WGS-84空间坐标参考框架下进行位移显著性检验的新方法—"变形误差椭球检验法",严密地推导了有关理论公式,给出了具体的检验方法,并进行了实例计算和分析。     

规划与国土坐标系转换方法探析

测绘行业的各种测绘成果采用不同坐标系不利于相关部门规划成果的编制和审批。以湛江市为例,在北京1954坐标系下,采用四参数法,探讨了规划与国土坐标系转换的方法,以期对规划和国土部门间坐标系转换提供参考。     

一种平面坐标系转换的新思路及在曲线测设中的应用

测量中平面坐标系的转换应用较多,在公路中带有缓和曲线的曲线测设中ZH切线直角坐标系和HZ切线直角坐标系之间的转换,以及ZH切线直角坐标系和施工测量坐标系之间的转换都涉及平面直角坐标系之间的转换。"工程测量学"教材不同版本给出了不同的公式,公式的由来及正确性值得推敲。本文详述了平面坐标系转换公式的推导过程,对左手坐标系和右手坐标系分别论述,指出了转换公式不同的原因及相互转换的方法,并结合曲线测设的实际应用进行了说明,具有一定的实用意义。     

大地位置坐标系探讨

本文对大地位置坐标系作了较详细的探讨。指出大地位置坐标系与大地坐标是一一对应的,并且可以相互精确转换。推导了坐标增量和速度在大地位置坐标系与空间直角坐标系间的转换公式。其中坐标增量在大地位置坐标系与空间直角坐标系间的转换公式,适用于地面上不包括两极的区域。大地位置坐标系融合了大地坐标系和站心切平面坐标系的特点,也容易造成概念上的混乱,因此在应用时应该特别注意。最后,以维持我国地心坐标系的数据处理为例,简单介绍了大地位置坐标系的应用。     

CGCS2000向独立坐标系转换的精度分析与估计研究

CGCS2000 GPS成果向城市独立坐标系转换中,常规精度估计方法以转换残差反映转换坐标精度,这在有些情况下存在着问题。本文提出利用不同坐标系边长差和方位角差检验方法,有效分析转换坐标精度;通过实例对提出的方法进行验证,并证明转换采用Bursa七参数模型产生的转换坐标具有高精度;另外,对常规精度估计适用情况进行分析。     

参心坐标系向地心坐标系转换若干问题的分析

通过实例数据,对1980西安（参心）坐标系向2000（地心）坐标系转换过程中遇到的若干问题进行探讨,分析了参心坐标系大地高的粗差、公共点位于不同投影带、公共点位于不同高程抵偿面等因素对转换精度的影响。     

正二十面体球面菱形离散格网的编码模型及其映射方法

全球离散格网为全球尺度的空间数据组织与管理提供了基础环境,而全球离散格网的编码体系,则可屏蔽不同坐标参考框架下的坐标转换,减少空间分析的复杂度,有利于数据的多尺度表达和统一建模。相对于其他类型的全球离散格网,基于正二十面体所构建的球面菱形离散格网具有更均匀的几何性质,有利于球面空间数据的集成与表达。但基于正二十面体的球面菱形离散格网的初始菱形边线并不贴合经纬线,这导致相对于基于正八面体的球面菱形离散格网,其格网结构更为复杂。这对构建正二十面体球面菱形离散格网的层次编码模型和建立其与地理坐标间的映射关系转换带来了新的挑战。针对这一问题,本文基于Hilbert曲线构建了正二十面体球面菱形离散格网编码模型,并在此基础上设计了格网编码与地理坐标的相互转换方法。研究表明,利用球面菱形离散格网与平面规则格网的相似性,基于Hilbert曲线构建的正二十面体球面菱形离散格网编码模型能够隐式表达空间尺度与位置信息,且在地理坐标与格网编码转换方面兼具效率与精度,可以支持全球海量空间数据建模、集成管理以及各类空间分析。     

利用单北斗卫星导航系统建立高精度区域坐标框架的研究与实践

当前区域高精度坐标框架建立严重依赖GPS，利用我国自主研发的北斗卫星导航定位系统（BDS）建立高精度地球参考框架具有重要的战略和现实意义。本文采用基于非差观测值的非差处理模式，单独利用常州基准站（CZCORS）的BDS数据，建立了高精度常州市域坐标框架。将基于单北斗获得的CGCS2000坐标成果与GPS结果进行了比较，两者差异较小，平面和高程方向的平均RMS值分别为3.1和4.2 mm。结果表明，单独使用北斗建立区域参考框架可以满足工程建设的需求，这为北斗系统的推广应用提供了重要的参考依据。     

大场景VRML在OpenGL中的实现--以北京市西城区为例

在建立数字北京时,为了利用现有的北京市西城区VRML格式的三维模型数据,分析了VRML的文件格式,并将该格式的数据转入到OpenGL编程易于实现的格式中。基于该数据量之大,将转出的数据变换到绝对坐标系中,从而实现了模型的动态调度和显示,并在OpenGL编程中实现。     

数据墙显示系统的构建技术

构建了一个具有多屏拼接和笔式交互特性的数据墙显示系统,该系统由支撑框架、显示和激光笔交互3部分组成,支撑框架部分设计了可快速拆装的结构,保证了便携性;显示系统是由3块背投屏幕和3台投影机组成,可显示大数据量信息;激光笔交互则利用3块摄像头分别对屏幕进行实时捕捉图像,再对图像中激光点位置处理从而获得激光点位置,实现了用户直接在屏幕上进行笔式交互。     

利用北斗系统建立和维持国家大地坐标参考框架的方法研究

2000中国大地坐标系统（China Geodetic Coordinate System 2000,CGCS2000）的建立和维持主要依赖于GPS技术,不利于保障国家时空信息安全。中国北斗卫星导航系统（BeiDou navigation satellite system,BDS）提供亚太区域服务,可满足中国及周边地区高精度定位导航应用需求,对建立和维持国家大地坐标参考框架具有重要意义。研究利用已建成的北斗基准站网观测数据,实现基于BDS技术、并与国际地球参考框架（International Terrestrial Reference Frame,ITRF）一致的国家大地坐标参考框架,为今后国家级和全球性北斗坐标参考框架（BeiDou Terrestrial Reference Frame,BTRF）的建立和维持提供理论基础和方法支撑。初步计算结果表明,积累2 a以上的观测数据,利用单独BDS数据可以获得与GPS精度相当的水平速度场,精度约为2~3 mm/a。基于单独BDS数据,测站残差平面和高程的重复性分别可优于0.8 cm和1.7 cm。利用BDS数据已可监测到测站高程方向的季节性变化。此外,还对单独BDS与GPS数据计算的坐标可能存在的与经纬度相关的系统误差进行了分析。总体来说,目前的北斗系统可满足建立和维持中国cm级大地坐标框架的需求。     

CORS坐标参考框架更新探讨

CORS系统运行过程中,由于站点的相对沉降、搬迁、天线更换等原因,导致基准站/网坐标发生了明显变化,必须进行局部站点或站网更新。本文阐述了CORS坐标参考框架的更新原则、方法,针对广东省CORS改造升级过程基准站坐标变化情况,发现了引起基准站坐标变化的天线罩问题,并研究了“偏心观测量”的处理方案;研究解决了个别基准站坐标更新及基准站网坐标参考框架更新问题,保证了广东省CORS系统的持续、高精度运行及站网坐标参考框架的延续。     

A reference station-based GNSS computing mode to support unified precise point positioning and real-time kinematic services

Currently, the GNSS computing modes are of two classes: network-based data processing and user receiver-based processing. A GNSS reference receiver station essentially contributes raw measurement data in either the RINEX file format or as real-time data streams in the RTCM format. Very little computation is carried out by the reference station. The existing network-based processing modes, regardless of whether they are executed in real-time or post-processed modes, are centralised or sequential. This paper describes a distributed GNSS computing framework that incorporates three GNSS modes: reference station-based, user receiver-based and network-based data processing. Raw data streams from each GNSS reference receiver station are processed in a distributed manner, i.e., either at the station itself or at a hosting data server/processor, to generate station-based solutions, or reference receiver-specific parameters. These may include precise receiver clock, zenith tropospheric delay, differential code biases, ambiguity parameters, ionospheric delays, as well as line-of-sight information such as azimuth and elevation angles. Covariance information for estimated parameters may also be optionally provided. In such a mode the nearby precise point positioning (PPP) or real-time kinematic (RTK) users can directly use the corrections from all or some of the stations for real-time precise positioning via a data server. At the user receiver, PPP and RTK techniques are unified under the same observation models, and the distinction is how the user receiver software deals with corrections from the reference station solutions and the ambiguity estimation in the observation equations. Numerical tests demonstrate good convergence behaviour for differential code bias and ambiguity estimates derived individually with single reference stations. With station-based solutions from three reference stations within distances of 22–103 km the user receiver positioning results, with various schemes, show an accuracy improvement of the proposed station-augmented PPP and ambiguity-fixed PPP solutions with respect to the standard float PPP solutions without station augmentation and ambiguity resolutions. Overall, the proposed reference station-based GNSS computing mode can support PPP and RTK positioning services as a simpler alternative to the existing network-based RTK or regionally augmented PPP systems.     

我国建立现代大地基准的思考

提出了现代大地基准要考虑和顾及高精度、涵盖全部国土、三维、地心、动态、国际接轨等6个要素。建议在国家GPS2000网的基础上，进一步加密GPS网点和永外性跟踪站，构建有足够数量和密度合理分布的新的大地坐标框架点。现代大地基准应为用户在我国任何地点、任何时间测定高精度的三维地心坐标提供可靠的地理空间基础框架。     

HBCORS高精度参考框架获取策略分析

通过对HBCORS坐标联测方法、基线处理策略以及网平差策略进行研究,分析了HBCORS高精度参考框架建立的方法,为高精度区域参考框架的获取以及高精度GPS网数据处理提供了思路。