[转载]参心坐标系的建立过程
2013-06-08 23:07阅读：
注：本文是我大二时候写的一篇文章，坐标问题一直是困扰我的问题，因为使用各种各样的专业软件处理图像的时候都会碰到投影的问题，所以把以前写的找来再看看。对于投影的问题，我相信本专业的也有大部分人也是没有完全搞清楚的。
ps：本文所论述内容的正确与否还值得商榷。
一、建立参心坐标系，需进行下面几个工作：
①选择或求定椭球的几何参数（长短半径）；②确定椭球中心位置（定位）；③确定椭球短轴的指向（定向）；④建立大地原点。
注：②说明椭球中心并不是地心，即质心。
二、对于80西安坐标系：
1.椭球的几何参数：
选择的是1975年国际大地联合会上的推荐值，它的几何参数是：长半径a=6 378 140 米，扁率=1：298.247
2.多点定位。
3.定向明确：
短轴平行于地球质心指向1968.0地极原点的方向，起始大地子午面平行于我国的起始天文子午面，即满足 ωx=ωy=ωz=0
三、介绍下椭球定位和定向的一些知识：
1.参考椭球体定位、定向应满足的条件：
（1）椭球短轴与指定历元的地球自转轴平行，即
ωx=0， ωy=0
（2）大地起始子午面与天文起始子午面平行，即 ωz=0（以上两点即为“定向明确”）
（3）在一定区域内的椭球面与大地水准面最为密合，即 ΣN2= min（主要为了定位，即确定椭球体中心的位置）
2.关于定位：
（1）定位的方法分为一点定位和多点定位
（2）一点定位：在大地原点K处，椭球的法线方向和铅垂线方向重合，椭球面和大地水准面相切。它的结果在较大范围内往往难以使椭球面与大地水准面有较好的密合。
（3）多点定位：
<1>定义：在国家或地区
的天文大地测量工作进行到一定的时候或基本完成后，利用许多拉普拉斯点（即测定了天文经度、天文纬度和天文方位角的大地点）的测量成果和已有的椭球参数，按照广义弧度测量方程按
=最小（这一条件，通过计算进行新的定位和定向，从而建立新的参心大地坐标系。按这种方法进行参考椭球的定位和定向，由于包含了许多拉普拉斯点，因此通常称为多点定位法。
<2>结果：椭球面在大地原点不再同大地水准面相切，但在所使用的天文大地网资料的范围内，椭球面与大地水准面有最佳的密合。
四、大地原点
大地原点是人为去确定的，它有多方面的要求，下面是我从网上摘下来的：“从1975年开始组织人力，搜集分析了大量资料，并根据“原点”的要求，对郑州、武汉、西安、兰州等地的地形、地质、大地构造、天文、重力和大地测量等因素实地考察、综合分析，最后将我国的大地原点，确定在泾阳县永乐镇石际寺村境内。”
五、
对于经典的参心大地坐标系的建立而言，参考椭球的定位和定向是通过确定大地原点的大地起算数据来实现的，而确定起算数据又是椭球定位和定向的结果。不论采用何种定位和定向方法来建立国家大地坐标系，总得有一个而且只能有一个大地原点，否则定位和定向的结果就无法明确地表现出来。
因此，一定的参考椭球和一定的大地原点起算数据，确定了一定的坐标系。通常就是用参考椭球和大地原点上的起算数据的确立作为一个参心大地坐标系建成的标志。
六、我的结论：
建立一个大地坐标系（以80西安坐标系为例），首先确定的是大地原点的确定，还有就是参考椭球体的建立。大地原点是由各方面条件确定的，一般选择在国家的中部，西安的泾阳县永乐镇。对于参考椭球体，首先就是几何参数的确定，80西安坐标系选用的是75
IUGG的几何参数；其次就是定位。定位是由大地原点的位置所决定的。80西安坐标系选用的是多点定位，所以参考椭球体并不是说和西安的那一点大地原点就相切，而是和我国的国土比较相近。再次就是定向，由椭球定向的基本要求决定。
确定了参考椭球体之后，再用高斯-克吕格投影方法（如果是高斯投影的话）把国家的其他地方投影到参考椭球面上，再根据大地原点的位置得到其他各点的坐标，随即建立国家大地坐标系。
