按單點法確定區(qū)域性橢球元素及其位置.ppt

5.8.3 按單點法確定區(qū)域性橢球元素及其位置,若測區(qū)高程異常為，位置基準點處正常高為h0 ,，大地高為：,1、僅改變已知橢球的長半徑 （1）、由測區(qū)平均曲率半徑的變動量求長半徑,投影面的正常高為h ，投影面到已知橢球面的垂問距離：,則橢球面在位置基準點 處的平均曲率半徑為：,其中：,長半徑的變化量則為：,改變長半徑后,位置基準點大地坐標變化為,位置基準點上法線方向的變動量為：,任意點大地坐標的變化為：,位置基準點上仍有偏差,位置基準點 處的大地坐標變動量為：,(2)、直接以投影面到橢球面距離H 為 長半徑變化量,在位置基準點 上仍有垂向偏差：,任意點的大地坐標變化量為：,位置基準點上法線方向的變動量為：,(3)、以H/W作為長半徑變化量,位置基準點處的大地坐標變動量為：,任意點的大地坐標變化量為：,位置基準點處的垂向偏差為零，法線方向的變動量為： 。,橢球沿 點的法線方向平移,2、僅改變橢球中心位置，并不改變定向及元素,則橢球中心的平移量為,平移后， 點的大地坐標為，,平移后，各點的橢球面與投影面的偏差為：,坐標原點平移后的大地坐標為：,3、改變長半徑及偏心率,不改變橢球定位和定向,若改變橢球長半徑和偏心率，保持 點的三維空間坐標不變，則有關系式：,由前面兩式得出：,代入第三式，得出：,則偏心率和長半徑的變動量為：,大地坐標的變化為：,代入可得，起始點的大地經緯度保持不變。,可知位置基準點 的大地經緯度保持不變，可稱之為E3的橢球面在 點與投影面完全相合。,5.8.4 按多點法確定最優(yōu)確定區(qū)域性橢球,1、按多點法調整已知橢球定向和定位的原理 1)、垂線偏差分量與空間直角坐標系旋轉角的關系,在 點處，E3橢球面與投影面傾斜角的子午和卯酉分量 （ , ）即站心地平坐標系中繞正北及正東的兩個旋轉角。,且有：,向旋轉到垂線方向，可證它們與空間直角坐標系中三個旋轉角之的關系式為：,，經兩次旋轉后可由法線方,任意點坐標的平移旋轉變換公式,使旋轉中心處,2)保持旋轉中心 坐標不變的平移量的求定,3)、旋轉后大地坐標的變動量,5.8.4 按多點法最優(yōu)確定區(qū)域性橢球,由第三式得出大地高變動量與兩個旋轉角之間 的關系式,E3橢球面與投影面的垂距為： 兩次旋轉后的垂距則為：,將 代入上式得：,最小二乘解得：,轉換后的三維空間坐標：,2、調整已知橢球的定向和定位的方法,3、按多點法確定區(qū)域性橢球元素,4、多點法的應用實例,寧波市的城市首級GPS控制網(wǎng)共有88個點，控制面積約為10000km2,其地方獨立坐標系以似大地水準面為投影面，網(wǎng)中有12個大致均勻分布測區(qū)并具有已知正常高的GPS點，以位于測區(qū)中心附近的一點為旋轉中心，與按單點定法相比較，采用多點定位法所確定的區(qū)域性橢球面與投影面之間的最大偏差由1.8m減小到0.13m 。則使RTK技術亦能用于測定地形點高程。GPS輔之以最優(yōu)區(qū)域性橢球，有希望成為一種水準測量的替代手段，由其所得結果來看，亦是在實現(xiàn)局部區(qū)域大地水準面的精化，只是它與通常的大地水準面精化手段不同，它不需要重力數(shù)據(jù)，不需要大地水準面模型，亦不必作地形改正，因此更為簡易可行。,參考文獻,1.施一民, 周擁軍, 張文卿.用定向定位調整法確定區(qū)域性橢球面.測繪學報, 2002（2) 2.施一民，張文卿，施寶湘. 提高GPS水準解算精度的一種新方法.同濟大學學報,2000 (4) 3施一民.適用于獨立網(wǎng)的區(qū)域性橢球的研究.解放軍測繪學院學報，1994，11(2) 4.劉大杰,施一民,過靜王君.全球定位系統(tǒng)的原理與數(shù)據(jù)處理. 同濟大學出版社,1996 5.施一民.論測量控制網(wǎng)定位的各種處理方法.同濟大學學報.2002（11） 6.施一民. 按單點和多點法確定區(qū)域性橢球空間位置及元素的分析論證.同濟大學學報，2004,（5） 7.施一民.建立區(qū)域性坐標系問題的我見.測繪工程,2000,9（1） 8.施一民.張文卿.區(qū)域性橢球元素的最佳確定.測繪工程,2000,9(3) 9.施一民, 李健，張文卿，周擁軍.地方獨立坐標系的性質與區(qū)域性橢球面的確定. 測繪通報,2001（9） 10.施一民. 單點和多點法確定區(qū)域性橢球空間位置及元素.同濟大學學報，2004,32（5）,習 題,1、為什么GPS控制網(wǎng)要選擇區(qū)域性橢球？而常規(guī)控制網(wǎng)計算時只強調投影面？ 2、比較幾種區(qū)域性橢球計算方法的優(yōu)劣