關於2000國家大地坐標系的說明
國家大地坐標系是測制國家基本比例尺地圖的基礎。根據《中華人民共和國測繪法》規定,中國建立全國統一的大地坐標系統。
建國以來,中國於上世紀50年代和80年代分別建立了1954年北京坐標系和1980西安坐標系,測制了各種比例尺地形圖,在國民經濟、社會發展和科學研究中發揮了重要作用,限於當時的技術條件,中國大地坐標系基本上是依賴於傳統技術手段實現的。54坐標系採用的是克拉索夫斯基橢球體。該橢球在計算和定位的過程中,沒有採用中國的數據,該系統在中國範圍內符合得不好,不能滿足高精度定位以及地球科學、空間科學和戰略武器發展的需要。上世紀70年代,中國大地測量工作者經過二十多年的艱巨努力,終於完成了全國一、二等天文大地網的布測。經過整體平差,採用1975年IUGG第十六屆大會推薦的參考橢球參數,中國建立了1980西安坐標系,1980西安坐標系在中國經濟建設、國防建設和科學研究中發揮了巨大作用。
隨著社會的進步,國民經濟建設、國防建設和社會發展、科學研究等對國家大地坐標系提出了新的要求,迫切需要採用原點位於地球質量中心的坐標系統(以下簡稱r質心坐標系)作為國家大地坐標系。採用質心坐標系,有利於採用現代空間技術對坐標系進行維護和快速更新,測定高精度大地控制點三維坐標,並提高測圖工作效率。
2000國家大地坐標系的定義
國家大地坐標系的定義包括坐標系的原點、三個坐標軸的指向、尺度以及地球橢球的4個基本參數的定義。2000國家大地坐標系的原點為包括海洋和大氣的整個地球的質量中心;2000國家大地坐標系的Z軸由原點指向曆元2000.0的地球參考極的方向,該曆元的指向由國際時間局給定的曆元為1984.0的初始指向推算,定向的時間演化保證相對於地殼不產生殘餘的全球旋轉,X軸由原點指向格林尼治參考子午線與地球赤道面(曆元2000.0)的交點,Y軸與Z軸、X軸構成右手正交坐標系。採用廣義相對論意義下的尺度。2000國家大地坐標系採用的地球橢球參數的數值為: 長半軸 a=6378137m
扁率 f=1/298.257222101
地心引力常數 GM=3.986004418×1014m3s-2
自轉角速度 ω=7.292l15×10-5rad s-1
其它參數見下表:
短半徑b(m) | 6356752.31414 |
極曲率半徑c (m) | 6399593.62586 |
第一偏心率e | 0.0818191910428 |
第一偏心率平方e2 | 0.00669438002290 |
第二偏心率 | 0.0820944381519 |
第二偏心率平方 2 | 0.00673949677548 |
1/4子午圈的長度Q(m) | 10001965.7293 |
橢球平均半徑R1(m) | 6371008.77138 |
相同表面積的球半徑R2(m) | 6371007.18092 |
相同體積的球半徑R3(m) | 6371000.78997 |
橢球的正常位U0(M2S-2) | 62636851.7149 |
動力形狀因子J2 | 0.001082629832258 |
球諧係數J4 | -0.00000237091126 |
球諧係數J6 | 0.00000000608347 |
球諧係數J8 | -0.00000000001427 |
0.00344978650678 | |
赤道正常重力值γe(伽) | 9.7803253361 |
兩極正常重力值γp(伽) | 9.8321849379 |
正常重力平均值γ(伽) | 9.7976432224 |
緯度45度的正常重力值γ45°(伽) | 9.8061977695 |