一、參心坐標(biāo)系
參心坐標(biāo)系是在參考橢球內(nèi)建立的O-XYZ坐標(biāo)系。原點(diǎn)O為參考橢球的幾何中心,X軸與赤道面和首子午面的交線重合,向東為正。Z軸與旋轉(zhuǎn)橢球的短軸重合,向北為正。Y軸與XZ平面垂直構(gòu)成右手系。
參心坐標(biāo)系是我國(guó)基本測(cè)圖和常規(guī)大地測(cè)量的基礎(chǔ)。自新中國(guó)建立后,國(guó)家就著手建立新的統(tǒng)一的國(guó)家坐標(biāo)系,由于技術(shù)條件和交通條件的限制,要在全國(guó)建立統(tǒng)一的坐標(biāo)系其工作量是相當(dāng)艱辛和巨大,經(jīng)過(guò)測(cè)繪系統(tǒng)近四年的努力,我國(guó)擴(kuò)展和延伸了前蘇聯(lián)坐標(biāo)的1942年坐標(biāo)系,于1954年首次建立了我國(guó)統(tǒng)一的國(guó)家大地坐標(biāo)系“1954年北京坐標(biāo)系”。60年代初,北京系首級(jí)網(wǎng)也基本覆蓋了我國(guó)的大部分地區(qū)。1980年“北京坐標(biāo)系”改算為“1980西安坐標(biāo)系”,“西安坐標(biāo)系”首級(jí)坐標(biāo)網(wǎng)和加密已覆蓋全國(guó)。
泰安測(cè)繪整體平差后,我國(guó)目前形成了三種參心坐標(biāo)系,即1954年北京坐標(biāo)系(局部平差成果),1980年西安坐標(biāo)系和1954年北京坐標(biāo)系(整體平差轉(zhuǎn)換值)。這三種參心坐標(biāo)系目前均在使用,預(yù)計(jì)在今后較長(zhǎng)一段時(shí)間還將并存。
二、地方獨(dú)立坐標(biāo)系
地方獨(dú)立坐標(biāo)系是各個(gè)地方根據(jù)自己的實(shí)際需求建立的O-XYZ坐標(biāo)系。原點(diǎn)O有些是實(shí)際中的點(diǎn),有些是假設(shè)的。三軸方向根據(jù)地方實(shí)際情況確定。
在50年代初舊中國(guó)遺留的舊坐標(biāo)和殘缺不全的地圖資料在城市中基本被廢除,為了恢復(fù)工業(yè)建設(shè)和城市建設(shè)、編制城市發(fā)展規(guī)劃,在國(guó)家坐標(biāo)系未完成之前,在我國(guó)大、中城市建立了完全互不相干的城市獨(dú)立坐標(biāo)系,滿足恢復(fù)建設(shè)的需要,在“1954年北京坐標(biāo)系”建立后,各城市“獨(dú)立坐標(biāo)系”與“北京坐標(biāo)系”進(jìn)行了連測(cè),但基于當(dāng)時(shí)的政治局勢(shì),也有意將城市坐標(biāo)系進(jìn)行平移和旋轉(zhuǎn),形成了上百個(gè)一直沿用至今的城市“獨(dú)立坐標(biāo)系”。
我國(guó)已進(jìn)入現(xiàn)代化社會(huì),各種跨行業(yè)行政區(qū)域的工程越來(lái)越多,如連接城市之間的各種道路工程、供電、通訊線工程、水利工程、災(zāi)害預(yù)防工程等,這些跨行政區(qū)域的工程全部使用國(guó)家坐標(biāo)系來(lái)進(jìn)行工程設(shè)計(jì)、施工和管理的,但是現(xiàn)在的狀況是這些工程一旦進(jìn)入城市區(qū)域,因使用的坐標(biāo)系與城市獨(dú)立坐標(biāo)系不同,資料不能拼接,泰安測(cè)繪給工程建設(shè)部門和城市規(guī)劃部門帶來(lái)許多困難,往往在選線、設(shè)計(jì)時(shí)要花很多的人力、物力、財(cái)力和時(shí)間去協(xié)調(diào)、整理兩個(gè)不同坐標(biāo)系資料,在后期的管理中也是分別用兩個(gè)坐標(biāo)系進(jìn)行管理,暴露出資料不全、重合點(diǎn)處理不當(dāng)、網(wǎng)形結(jié)構(gòu)太差等諸多矛盾和弊病。如果要建立城市地理信息系統(tǒng),數(shù)據(jù)根本就沒(méi)有辦法統(tǒng)一,地理信息系統(tǒng)怎樣建成,談何應(yīng)用?隨著技術(shù)的發(fā)展,獨(dú)立坐標(biāo)系的區(qū)域性割據(jù)已嚴(yán)重影響到先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,在不遠(yuǎn)的將來(lái),它將退出歷史舞臺(tái)。
三、地心坐標(biāo)系
地心坐標(biāo)系是在大地體內(nèi)建立的O-XYZ坐標(biāo)系。原點(diǎn)O設(shè)在大地體的質(zhì)量中心,用相互垂直的X,Y,Z三個(gè)軸來(lái)表示,X軸與首子午面與赤道面的交線重合,向東為正。Z軸與地球旋轉(zhuǎn)軸重合,向北為正。Y軸與XZ平面垂直構(gòu)成右手系。
地心坐標(biāo)系是為了滿足遠(yuǎn)程武器和航天技術(shù)發(fā)展需要而建立的一種大地坐標(biāo)系統(tǒng)。從70年代起,我國(guó)先后在1978年和1988年綜合利用國(guó)內(nèi)外天文、重力和人衛(wèi)觀測(cè)資料,分別推算出《DX-1》和《DX-2》轉(zhuǎn)換參數(shù),利用這組轉(zhuǎn)換參數(shù),可以將1954年北京坐標(biāo)系坐標(biāo)、1980年西安坐標(biāo)和1982年北京坐標(biāo)系化算為地心坐標(biāo)系坐標(biāo)。
80年代中期,GPS定位技術(shù)在全國(guó)范圍內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用,泰安測(cè)繪 http://www.hydlxx.com/采用了1984年世界大地坐標(biāo)(WGS-84)或國(guó)際地球參考系(ITRS),它們的地心坐標(biāo)精度分別達(dá)到了米級(jí)和厘米級(jí)?!禗X-1》和《DX-2》兩種地心坐標(biāo)系統(tǒng)當(dāng)前只在少數(shù)部門使用,而世界大地坐標(biāo)(WGS-84)或國(guó)際地球參考系(ITRS)兩種地心坐標(biāo)系已廣泛用于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中。
由于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的全球性,它的點(diǎn)位坐標(biāo)易于獲得,加之定位的高精度,空間數(shù)據(jù)格式統(tǒng)一,為“3S”技術(shù)的廣泛應(yīng)用提供了良好的基礎(chǔ)。因此現(xiàn)在人們傾向于用地心坐標(biāo)系來(lái)代替參心坐標(biāo)系和地方獨(dú)立坐標(biāo)系。
四、建立新一代地心坐標(biāo)系
三類坐標(biāo)系統(tǒng)各有特定的服務(wù)對(duì)象和使用范圍,它們?cè)趪?guó)家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防建設(shè)中均發(fā)揮了重要作用。但是隨著大地測(cè)量技術(shù)的日益發(fā)展,它們與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和全球化趨勢(shì)也日益不相適應(yīng),在實(shí)際使用中存在著一些問(wèn)題。