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年第期河南测绘总第期
测量中地方独立坐标系的建立及其转换
姚建卫①何讽①马国元②周卓琳⑧
①河南省遥感测绘院郑州
②中国人民解放军部队洛阳
⑧洛阳市国土资源局洛阳
一
、引言
技术在大地测量中的应用,改变了传统的测量方法和测量手段,如不要求两大地点问互相通视、
在大地点上不需要进行烦琐的水平角、垂直角、距离等的测量,而直接进行定位,且定位结果属于三维
坐标。时也带来了新的课题,如定位结果属一坐标系,而实用的测量坐标系田家大地
坐标系或地方独立坐标系,所以必然存在坐标系的转换问题。许多城市、矿区,军队许多试验靶场基于
实用、方便和科学的目的,将地方独立测量控制网建立在当地的平均海拔高程面上,并以当地子一线作
为中央子午线进行高斯投影求得平面坐标。仔细地分析研究这些地方独立控制网可以发现,这些网都有
自己的原点, 自己的定向。也就是说,这些控制网都是以地方独立坐标系为参考的。而地方独立坐标系
则隐含着一个与当地平均海拔高程对应的参考椭球。该椭球的中心、轴向和扁率与国家椭球相同,其长
半径则有一改量。地方独立坐标系与国家坐标系存在下列区别:①地方独立坐标系的投影面·般采用
测区的平均高程面;②地方独立坐标系以通过测区中心的子午线经度为整数或通过某个起算点的子
午线为】央子个线;③地方独立坐标系有时以国家坐标系的坐标,有时以某一假定整数作为起算坐标。
二、地方参考椭球与国家参考椭球的关系
以测区平均高程面作投影面,相当于使椭球面位于平均高程面上,这种椭球称为地方参考椭球。为
了使于地方参考椭球与国家参考椭球记为建立关系,以如下方法定义,, 两种地方参考椭球。
.地方参考椭球与国家参考椭球的关系
——椭球扁率和定位与围家参考椭球相同,椭球长半径比国家参考椭球增大,使增大后的参考
椭球面位均高程面上。于是,,椭球与国家参考椭球的关系可以表述为中心一致: :,,;
轴向一致:￡,￡,￡;扁率相同: 。长半径有一增量:口/卜⋯⋯⋯⋯
式中为平均高程面大地高,。
.地方参考椭球与国家参考椭球的关系
——椭球扁率和长半径与国家参考椭球相吲,椭球球心由国家参考椭球球心沿测区某点一般选起
始点或测区中心点的法线方向平移。为平均高程面投影面的大地高,显然椭球面亦何于测区
平均高程面上。于是, 椭球与国家参考椭球的关系可以表述为中心有一半移量: △, , ;轴
向一敛: ￡, , ;扁率相同: ,.:长半径相同:自。
三、地方独立坐标系的建立
地方独立坐标系的建立分测海拔高程较高和较低两种情况,通常当测区平均高程较大时,地方独
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立坐标系应取平均高程面作为投影面,椭球可选用地方参考椭球; 当测区的平均高程较小时,地方独立
坐标系仍可取参考椭球面作为投影面,椭球可选用国家参考椭球。
椭球为国家参考椭球,投影面为参考椭球面,以测区某一固定点为坐标原点,通过该点的子午
线作为中央子午线,以中央子午线的投影为纵坐标轴,以经过该点的纬线的投影为横坐标轴建立地方独
立坐标系,地方独立坐标对应的大地坐标为相应参考椭球的国家大地坐标。如图,北京地方独立坐标
系是以.,.点为坐标原点,以经过点的子午