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1、苏教版初三语文广告多棱镜专题课件证券投资的技术分析理论服务型机器人项目路演文档企业文化建设操作实务 第三章 数字成图的数学基础与原理3.1 常用坐标系及其转换3.2 图形裁剪3.3 规则图形的正形化处理3.4 曲线的光滑测绘工程教研室苏教版初三语文广告多棱镜专题课件证券投资的技术分析理论服务型机器人项目路演文档企业文化建设操作实务 3.1 常用坐标系及其转换一、测量坐标系概述1、不同基准的坐标系统2、同一基准中的几种常用坐标系二、测量坐标的转换1、不同基准间的坐标转换2、同一基准内坐标的相互转换三、测量坐标系到屏幕坐标系和绘图仪坐标系的转换测绘工程教研室苏教版初三语文广告多棱镜专题课件证券投资
2、的技术分析理论服务型机器人项目路演文档企业文化建设操作实务地面和空间点位的确定总是要参照于某一给定的坐标系统 。坐标系统是由坐标原点、坐标轴的指向和尺度所定义的。坐标参考系统分为天球坐标系和地球（地固）坐标系。测量坐标系根据坐标系原点位置的不同，地固坐标系分为地心坐标系 （原点与地球质心重合）和参心坐标系（原点与参考椭球中心 重合），前者以总地球椭球为基准，后者以参考椭球为基准。无论是地心坐标系还是参心坐标系均可分为空间直角坐标系 和大地坐标系，它们都与地球固连在一起，与地球同步运动。建立某一基准的地固坐标系统必须解决以下问题：确定椭球的形状和大小（长半径a和扁率）；确定椭球中心的位置（椭球定
3、位）；确定椭球短轴的指向（椭球定向）；建立大地原点。测绘工程教研室苏教版初三语文广告多棱镜专题课件证券投资的技术分析理论服务型机器人项目路演文档企业文化建设操作实务 1、不同基准的坐标系统（1）1954年北京坐标系（2）1980年国家大地坐标系（3） 中国地心坐标系统CGCS2000（4） WGS-84坐标系 测绘工程教研室苏教版初三语文广告多棱镜专题课件证券投资的技术分析理论服务型机器人项目路演文档企业文化建设操作实务n 1954年北京坐标系是我国目前广泛采用的大地测量坐标系。n 该坐标系源自于原苏联采用过的1942年普尔科沃坐标系。n 该坐标系采用的参考椭球是克拉索夫斯基椭球。这是一个只有
4、几何量表示的椭球，其椭球的参数为a =6378245m =1：298.3n 该椭球并未依据当时我国的天文观测资料进行重新定位，而是直接由前苏联西伯利亚地区的一等锁，经我国的东北地区传算过来的。1、不同基准的坐标系统（1）1954年北京坐标系n 1954年北京坐标系存在以下几个方面的缺点：测绘工程教研室苏教版初三语文广告多棱镜专题课件证券投资的技术分析理论服务型机器人项目路演文档企业文化建设操作实务n 1954年北京坐标系存在以下几个方面的缺点： 克拉索夫斯基椭球参数同现代精确的椭球参数的差异较大，并且不包 含表示地球物理特性的参数，因而给理论和实际工作带来了许多不便。 椭球定向不十分明确，椭球
5、的短半轴既不指向国际通用的CIO极，也不指向目前我国使用的JYD极。参考椭球面与我国大地水准面呈西高东低的系统性倾斜，东部高程异常达60余米，最大达67米。 该坐标系统的大地点坐标是经过局部分区平差得到的。区与区之间存在较大的隙距。如接合部中的有些点，在不同区的坐标值相差1-2米。1、不同基准的坐标系统（1）1954年北京坐标系测绘工程教研室苏教版初三语文广告多棱镜专题课件证券投资的技术分析理论服务型机器人项目路演文档企业文化建设操作实务n 1980年国家大地坐标系采用国际大地测量协会1975年推荐的参考椭球IAG-75国际椭球，其四个几何和物理参数值为：椭球长半径a=6378140m引力常数
6、与地球质量的乘积GM=3.9860051014m3s2地球重力场二阶带球谐系数J 2=10826310-8地球自转角速度=7.29211510-5radsn 椭球的短轴平行于地球的自转轴（由地球质心指向1968.0JYD地极原点方向），起始子午面平行于格林尼治平均天文子午面。n 按照椭球面与似大地水准面在我国境内符合最好的约束条件进行定位，并将大地原点确定在我国中部陕西省泾阳县永乐镇。n 高程系统以1956年黄海平均海水面为高程起算基准。（2）1980年国家大地坐标系1、不同基准的坐标系统测绘工程教研室苏教版初三语文广告多棱镜专题课件证券投资的技术分析理论服务型机器人项目路演文档企业文化建设操
7、作实务（3） 中国地心坐标系统CGCS2000n 利用1999-2005年共7年的24个GPS连续运行基准站观测数 据，并联合47个国际IGS核心站，得到这些点于2000.0历元在ITRF2000框架中的坐标及速度，以及其相对于NNR-NUVEL1A板块模型的速度，以此建立起中国地心坐标系的基准点。CGCS2000坐标系采用的地球椭球参数如下： 地球椭球长半径a=6378137m 引力常数与地球质量的乘积GM=3.9860044181014m3s2地球自转角速度=7.29211510-5radsn 2008年7月1日起实施的中国地心坐标系统CGCS2000是全球地心坐标系在我国的具体体现，其原
8、点为包括海洋和大气的整个地球的质量中心。1、不同基准的坐标系统测绘工程教研室苏教版初三语文广告多棱镜专题课件证券投资的技术分析理论服务型机器人项目路演文档企业文化建设操作实务（4） WGS-84坐标系 nWGS-84坐标系(World Geodical System-84，世界大地坐标系-84），它属于地心地固坐标系统。坐标系的原点是地球的质心，椭球面与大地水准面在全球范围内最佳符合，Z轴指向BIHl984.0定义的协议地球极(CTP)方向，X轴指向BIHl984.0的零度子午面和CTP赤道的交点，Y轴和Z、X轴构成右手坐标系。nWGS-84椭球的参数为：地球椭球长半径a=6378137m引力
9、常数与地球质量的乘积GM=3.9860051014m3s2地球重力场二阶带球谐系数J 2=1082.6299890510-6地球自转角速度=7.29211510-5radsnGPS的星历坐标及由GPS观测值直接计算的坐标，都是WGS-84坐标系的坐标。1、不同基准的坐标系统测绘工程教研室苏教版初三语文广告多棱镜专题课件证券投资的技术分析理论服务型机器人项目路演文档企业文化建设操作实务 2、同一基准中的几种常用坐标系（1）空间直角坐标系（2）大地坐标系 （3）高斯平面直角坐标系 （4）平面直角坐标系 测绘工程教研室苏教版初三语文广告多棱镜专题课件证券投资的技术分析理论服务型机器人项目路演文档企业
10、文化建设操作实务空间直角坐标系中空 间任意点的坐标用（X，Y ，Z）表示，坐标原点位在地球椭球质心或参考椭球 中心，Z轴（短轴）与地球平均自转轴相重合，亦即 指向某一时刻的平均北极 点，X 轴指向平均自转轴与平均格林尼治天文台所 决定的子午面与赤道面的 交点Ge，而Y 轴与XOZ平面垂直，且指向东为正。 2、同一基准中的几种常用坐标系（1）空间直角坐标系测绘工程教研室苏教版初三语文广告多棱镜专题课件证券投资的技术分析理论服务型机器人项目路演文档企业文化建设操作实务（2）大地坐标系 大地坐标系（亦称地 理坐标系）是采用大地 经度L、大地纬度B和大 地高H来描述地面上一点的空间位置的。地面上 一点
11、的大地经度为大 地起始子午面与该点所 在的子午面所构成的二 面角；大地纬度是过 该点作椭球面的法线与 赤道面的夹角；大地高H是地面点沿椭球的法线 到椭球面的距离。2、同一基准中的几种常用坐标系测绘工程教研室苏教版初三语文广告多棱镜专题课件证券投资的技术分析理论服务型机器人项目路演文档企业文化建设操作实务（3） 高斯平面直角坐标系 n高斯投影横切椭圆柱等角分带投影。2、同一基准中的几种常用坐标系测绘工程教研室苏教版初三语文广告多棱镜专题课件证券投资的技术分析理论服务型机器人项目路演文档企业文化建设操作实务（4）平面直角坐标系 当测图的范围较小时， 可把该部分的球面视为水平 面。将地面点直接沿铅垂
12、线 方向投影到水平面上。以互 相垂直的纵横轴建立平面直 角坐标系：纵轴为x轴，与 南北方向一致，以向北为正 ，向南为负；横轴为y轴， 与东西方向一致，以向东为 正，向西为负。这样任一点 平面位置可用其纵横坐标x ，y表示。如果坐标原点O 是任意假定的，则为独立的 平面平面直角坐标系。2、同一基准中的几种常用坐标系测绘工程教研室苏教版初三语文广告多棱镜专题课件证券投资的技术分析理论服务型机器人项目路演文档企业文化建设操作实务不同基准间的坐标转换本质上是不同坐标系统的转换。不同基准间的坐标转换可以在不同空间直角坐标系之间转换也可以在不同大地坐标系之间转换。在两空间直角坐标系之间转换比较简便，应用广
13、泛。不同空间直角坐标系的转换应包括不同参心空间直角坐标系间的转换，同时也包括参心空间直角坐标系与地心空间直角坐标系间的转换。二、测量坐标的转换1、不同基准间的坐标转换 在进行两个空间直角坐标系间的转换时，要对坐标原 点实施三个平移变换，对三个坐标轴实施三个旋转变换（ 这三个旋转角称为欧勒角），除此之外，还有两个坐标系 尺度之间不一样的一个尺度变换参数。以上三个坐标原点 平移参数、三个坐标轴旋转参数、一个尺度变换参数统称 为七参数。 进行空间直角坐标系转换主要有n布尔莎（Burse-Wolf）模型n莫洛金斯基模型n范士公式（武测模型）测绘工程教研室苏教版初三语文广告多棱镜专题课件证券投资的技术分
14、析理论服务型机器人项目路演文档企业文化建设操作实务 n 布尔莎模型 C点在A空间直角坐标系的坐标 为（XA，YA，ZA）；在B空间直角 坐标系的坐标为（XB，YB，ZB）。 两坐标系间的七个转换参数：n 3个平移参数（X0，Y0，Z0 ） ：为A空间直角坐标系原点平移 到B空间直角坐标系原点的坐标差；n 3个旋转参数为A空间直角坐标系的 三轴指向分别旋转到B空间直角坐标系的三轴指向的旋转角 ；n 1个尺度参数m为B基准与A基准两个长度的比。 布尔莎模型 二布尔莎模型 一测绘工程教研室苏教版初三语文广告多棱镜专题课件证券投资的技术分析理论服务型机器人项目路演文档企业文化建设操作实务由A空间直角坐
15、标系到B空间直角坐标系的转换关系为： n 布尔莎模型 三个旋转角 通常为小角度，称为欧勒角 令： 测绘工程教研室苏教版初三语文广告多棱镜专题课件证券投资的技术分析理论服务型机器人项目路演文档企业文化建设操作实务式中：在作业中，一般把既有A坐标系的坐标，又有B坐标系的坐标的点叫做 公共点。转换参数就是根据两坐标系的公共点按最小二乘法原理来确的。n 布尔莎模型 布尔莎沃尔夫模型的另一种形式为： 测绘工程教研室苏教版初三语文广告多棱镜专题课件证券投资的技术分析理论服务型机器人项目路演文档企业文化建设操作实务2、同一基准内坐标的相互转换二、测量坐标的转换（1） 空间直角坐标系与大地坐标系间的转换n 大
16、地坐标标系向空间间直角坐标标系的转换转换 方法n 空间直角坐标系向空间大地坐标系的转换方法 （2）大地坐标系与高斯平面直角坐标系间的转换 n 高斯投影坐标正算n 高斯投影坐标反算测绘工程教研室苏教版初三语文广告多棱镜专题课件证券投资的技术分析理论服务型机器人项目路演文档企业文化建设操作实务n 大地坐标标系向空间间直角坐标标系的转换转换 方法为为：式中： 其中：N为卯酉圈的曲率半径；a为为地球椭椭球长长半轴轴； b为为地球椭椭 球的短半轴轴；e为为第一偏心率。2、同一基准内坐标的相互转换二、测量坐标的转换（1） 空间直角坐标系与大地坐标系间的转换测绘工程教研室苏教版初三语文广告多棱镜专题课件证券投资的技术分析理论服务型机器人项目路演文档企业文化建设操作实务在采用上式进行转换时，大地纬度B需要用迭代的方法求解。当两 次迭代结果之差时，就得到了B。然后就可确定H 。 n 空间直角坐标系向空间大地坐标系的转换方法为： 2、同一基准内坐标的相互转换二、测量坐标的转换（1） 空
