CGCS 2000与PZ-90.02坐标系的对比

根据CGCS 2000和PZ-90.02坐标系的椭球基本常数,推导和比较了CGCS 2000椭球和PZ-90.02椭球的主要几何参数和物理参数,分析了同一点在两个椭球下的大地坐标、正常重力以及正常重力垂直梯度的差异。研究表明,同一点在CGCS 2000椭球与PZ-90.02椭球下的大地坐标差值随着经纬度变化而变化,经度、纬度和高度的最大差值的绝对值分别约为0.147 743 00″、0.011 603 10″和0.772 345m;CGCS 2000椭球与PZ-90.02椭球上的正常重力值和正常重力垂直梯度的差值的绝对值分别约为3.067 18×10^(-6)m/s^2和1.461 73×10^(-3)E。

基于CGCS 2000下高原地区地方坐标系的建立分析

针对西南高原地区的地形起伏、地貌复杂等因素对建立基于CGCS 2000的高原地区地方坐标系的影响,采用ALOS World 3D-30m DSM数据来获取区域的地形地貌情况,用以计算、分析每千米边长高程归化改正值。以西南高原地区滇西北某市为例,详细阐述了高原地区地方坐标系的最佳中央子午线和抵偿高程面的选取与地方椭球的建立,通过重点精化区域的控制点予以实现高原地区地方坐标系的建立并对其精度进行分析、验证。

基于CGCS2000新框架的地物坐标更新策略研究与分析

本文针对未来CGCS2000框架更新后,由此衍生的全国各类实体坐标成果的更新策略和方法进行分析研究,为未来CGCS2000框架维持在GPS布点、数据处理方法及达到的精度方面提供思路和应对策略。采用地形及面积与我国大致相同,且可以公开下载的国外密集的CORS站数据,设计、处理形成了研究所需的不同时长的GPS观测数据集及厘米级、分米级CGCS2000坐标数据仿真集。分别讨论了天文大地网CGCS2000坐标从分米级至厘米级的提升,以及基于CORS的CGCS2000新框架衍生的实体坐标转换的实施方法和策略。对转换到新框架下影响坐标转换精度的因素:格网内插方法、控制点密度、搜索范围、格网间距等进行充分试验分析,确定了:①天文大地点CGCS2000精度从分米级到厘米级提升的最大控制点间距为2.2°,相应为230 km,即全国需要布363个点;但顾及地方框架的自身维护,各省(市)至少有4个站,则全国需在2178个天文大地点进行GPS观测。②要实现新的CGCS2000框架下实体坐标间隔10年的动态更新,若布设985个CORS站,在我国东部和中部控制点间距分别为482 km、西部地区为107 km时可达到5 cm的精度;而全国布置2170个CORS站,对应我国东部、中部、西部地区控制点密度分别为118、374、75 km时可达到3 cm的精度。因试验区为地理近似而非完全一致,本文所得结论和实际会有差异,仅为我国框架衍生的各类实体坐标成果更新机制提供参考和借鉴。

CGCS2000框架下县级测绘基准服务升级改造研究应用

2000国家大地坐标系的全面推广使用,加快了城市现代测绘基准体系和服务的升级改造建设工作。苏州2000坐标系启用后,市本级现代测绘基准体系完成了升级改造。在此基础上,以常熟市为例分析了县级现有独立坐标系应用面临的问题和苏州2000坐标系的适宜性后,从总体思路、控制网升级改造、坐标转换平台等方面研究并实施了县级现代测绘基准服务升级改造;在苏州2000坐标系推广使用和市域一体化高质量发展建设背景下,实现了市级基准体系在常熟的加密扩展和应用。可为国内同类城市测绘基准服务的升级改造提供参考。

基于CGCS2000的2000天津城市坐标系建立

天津市上一代城市坐标系为1990年天津市任意直角坐标系,该坐标系精度较差,已无法满足天津城市建设发展需求,因此天津市亟须建立新一代城市坐标系。本文结合天津市地理特点,确定了坐标系建立过程中的投影方式及中央子午线的选取原则,经试算,最终确定了坐标系参数,建成天津市新一代城市坐标系——2000天津城市坐标系。

基于CGCS2000的相对独立平面坐标系建立和分析

随着2000国家大地坐标系的全面启用,原有地方坐标系已无法满足现代城市建设和社会发展的需要。论文阐述了地方坐标系建立原则和方法,结合投影变形理论对相对独立平面坐标系建立影响因素中中央子午线和投影面的选取进行了详细分析,并以淮安区域为例,结合淮安DEM,详细分析了淮安2000坐标系在淮安市各区县的投影变形情况,同时用格网占比法分析了其与原有坐标系的面积变化。结果表明,淮安2000坐标系在淮安区域内小于2.5 cm/km面积占淮安陆域面积的99.8%,最大投影变形为3.303 cm/km,位于丘陵区域;与原有坐标系相比,在面积变化上优于万分之一,具有良好的适用性。

精密单点定位结果转换至CGCS2000坐标方法

为了解决精密单点定位结果存在坐标框架历元不明确、时间坐标基准不统一、使用速度场转换精度,导致难以应用到实际工程中的问题,分别采用全域七参数转换法、局域七参数转换法,以及使用点位速度进行转换的基线法、反距离加权法、欧拉矢量法对上海区域利用精密单点定位结果转换至CGCS2000坐标进行研究,并分析了其适用性。结果表明七参数方法精度略高于使用速度进行转换的方法,转换精度达到毫米级,可以满足实际工程中的需要,且局域七参数转换法精度略高于全域七参数转换法。使用速度进行转换的方法中基线法的转换精度最高,可以达到毫米级。在实际工程应用中推荐使用七参数转换方法将精密单点定位结果转换到CGCS2000坐标系下,以充分发挥精密单点定位技术的优势。

基于CGCS2000的独立坐标系建立方法研究——以沧州渤海新区为例

采用2000国家大地坐标系(CGCS2000)构建独立坐标系是我国新时期城市规划扩建、城乡统筹发展的新需求。本文结合项目实例,通过对投影变形计算及独立坐标系常用建立方法的深入分析与研究,论述了基于CGCS2000独立坐标系构建方法,充分利用地心坐标系高精度的优点实现独立坐标系构建及成果转换,编制了“投影变形图形化分析程序”,使变形分析更加直观、准确、快捷。

CGCS2000坐标转换投影变形分析及工程应用

公路工程勘察设计中如何选择中央子午线使投影长度变形满足工程需要,是工程人员比较困惑的问题。本文通过CGCS2000的高斯正算、高斯反算和膨胀椭球法,进行坐标转换计算,结果表明投影长度变形量与经纬度、偏置距离、投影面高程等相关因素有关,并通过实际工程的中央子午线和投影面高程选择进行案例计算分析,对类似工程有一定的参考意义。

顾及有色噪声影响的CGCS2000下我国CORS站速度估计

研究基于计算获取的CGCS2000（中国大地坐标系统2000）下我国国家CORS（全球导航卫星系统连续运行参考站）网1999年至2009年坐标时间序列,首先采用主成分空间滤波方法（PCA）提取CGCS2000框架下国家CORS网坐标时间序列中公共误差（common mode errors,CME）的时空特性;其次,采用功率谱分析方法分析空间滤波后的国家CORS站坐标残差时间序列的噪声性质,采用最大似然法定量估计坐标残差时间序列中的有色噪声分量;最后,采用加权最小二乘法评定顾及不同噪声影响的CGCS2000框架下的国家CORS网年速度估值和实际精度。研究结果表明：采用空间滤波可提高CGCS2000框架下国家CORS网成果的精确性和可靠性,空间滤波后北、东和高方向的平均坐标重复性相对于滤波前分别减小了26%、22%和46%,滤波后国家CORS站高度方向平均振幅减少近64%。在CGCS2000框架下我国CORS站坐标时间序列中白噪声不是噪声的主要成分,白噪声、闪烁噪声和随机漫步噪声的噪声性质是国家CORS站坐标时间序列的基本特征;我国CORS站有色噪声在水平方向和高度方向表现出一定的规律性,顾及有色噪声的速度误差估值比只考虑白噪声的速度误差估值一般大2~6倍,速度估值偏差一般在2%~10%。

CGCS2000板块模型构建

基于中国地壳运动观测网络2001—2010年跨度长达10年的观测数据,采用基准优选、变异点数据分段处理等策略,计算获得ITRF2005框架下高精度速度场。同时针对国际上现有的NNR NUVEL1A、APKIM2005、PB2002等板块模型在中国区域适应性差,基于中国地质构造特性及实际速度场解算结果,构建了中国20个二级板块模型CPM-CGCS2000。采用本文提出的用板块模型参数将站点归算至CGCS2000的方法对板块模型进行外部检核,并用此方法验证所建的二级块体模型,精度可达2～3 cm。与国际上现有比较成熟的速度场模型———ITRF2005、APKIM2005、PB2002、NUVEL1A及国内文献[1—2]的板块模型进行的比较表明,CPM-CGCS2000板块模型实际精度优于目前现有的模型。

基于现框架下的省市级CORS站到CGCS2000的转换

随着2000国家大地坐标系(CGCS2000)在全国推广应用的逐步深入,解决地方依托CORS站进行当前历元和框架下的测绘产品向CGCS2000转换的问题变得十分迫切。主要介绍如何将新建省市级CORS站坐标转换为CGCS2000下的坐标,供实际应用参考。

基于非线性运动分析的CGCS2000下我国CORS站运动特征

CGCS2000(中国地心坐标系统2000)下CORS(全球导航卫星系统连续运行参考站)站的非线性运动主要受到地壳非构造形变信息、框架点公共误差信息和观测误差信息的组合影响,分析我国CORS站坐标时间序列中包含的非线性运动信息是维护CGCS2000坐标框架精确性、可靠性的基础.本文研究方法首先采用国际卫星对地观测数据及相关地球物理模型,计算了由质量负荷效应造成的地壳非构造形变,并以此修正了这些非构造形变对国家CORS站坐标时间序列的影响.其次采用主成分空间滤波算法(PCA)提取质量负荷改正后的CGCS2000坐标框架公共误差(Common Mode Errors,CME)的时空特性.最后采用最大似然法定量估计了负荷改正和滤波后的国家CORS网坐标时间序列的噪声特性,采用加权最小二乘法评定了考虑不同噪声影响的CGCS2000框架下的国家CORS网年速度估值和实际精度.

WGS84和CGCS2000坐标转换研究

为实现WGS84和CGCS2000坐标系之间的转换,首先通过七参数法将WGS84坐标转换到ITRF坐标,然后再通过框架转换法转换到CGCS2000坐标,并进行实例计算和分析。

地方坐标系与CGCS2000坐标系转换方法的研究

探讨我国常用坐标系与CGCS2000坐标系的转换方法。以平面四参数、三维七参数数学模型为基础,分析其不同转换模型的内涵和适用性,并以MATLAB为平台实现常用坐标系到CGCS2000国家大地坐标系的转换,转换结果达到厘米级,满足实际工作的精度要求。

ITRF2005与CGCS2000坐标转换方法与精度分析

提出从框架和历元同时转换、框架和历元分开转换两种不同思路实现ITRF5到CGCS2000的坐标转换。转换结果表明：框架和历元同时转换的方法不能满足转换精度的要求；框架和历元分开转换，先根据若干基准点的位置与速度信息采用加权平均法内插转换点的速度实现历元间的转换，统一历元后再采用七参数法实现框架间的转换，其内符合精度与外符合精度均为1—2cm，能满足转换精度要求。

我国CGCS2000坐标框架与全球ITRF2008框架的融合研究

基于我国现有CGCS2000地心坐标框架及国际上现行的ITRF2008坐标参考框架,总结了我国区域坐标框架与国际坐标框架的融合方法,并利用陆态网络2015年计算的精密结果进行了验证。研究结果表明,强制约束法能实现中国区域框架与全球坐标框架的融合,而参数转换法及框架转换能实现两类坐标框架的相互融合;参数转换法可很好地解决区域CGCS2000框架与全球框架的融合,其转换精度与现有CGCS2000框架的精度高度相关;框架转换法能实现区域CGCS2000框架与全球框架的融合,但其与框架点解算的速度场精度高度相关,如果要进行高精度框架维持,框架点计算的速度场精度必须可靠。

CGCS2000与独立坐标系转换模型适用性研究

针对CGCS2000与城市独立坐标系转换中,如何根据需要选择合适转换模型,使产生的转换坐标具有高精度或者高符合性问题,利用CGCS2000与独立坐标系边长差和方位角差比较方法,分析转换模型特性。并通过实例对常用转换模型进行验证,归纳出模型的适用性,解决坐标转换中不同需求模型选择问题。文中方法对其它坐标转换有一定借鉴作用。

CGCS2000独立坐标系与原城市独立坐标系融合问题的研究

针对基于CGCS2000建立的独立坐标系与原城市独立坐标系坐标相差较大,需将原有测绘成果转换到新坐标系下,由于庞大工作量让业界难以承受,成为CGCS2000在城市推广的瓶颈问题。本文提出一种基于CGCS2000建立城市独立坐标系的方法,使新旧坐标系坐标差较小,能够满足地形图允许误差,使大部分地形图无须转换,直接在新坐标系下使用。通过实例分析,对提出的方法进行正确性和可行性验证,结果表明,本文方法基本上解决了上述瓶颈问题。

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。