國土勘查及測量中現行坐標系的區別研究

吐爾遜江·阿布都克力木

摘要：利用不同坐標系對國土進行勘測，所得到結果也會有一定出入，因此，為了確保國土勘測的準確性，就需要對國土勘測中現行坐標系進行詳細區分。文中對不同坐標系的區別進行了詳細介紹，并對當前我國國土勘測不同坐標系使用中存在的問題進行了詳細分析。

關鍵詞：國土勘測；現行坐標系；區別研究

不同地區，不同城市，不同部門所使用的坐標系不同，是我國國土勘測中存在的最主要問題。到目前為止，我國國土勘測所使用的坐標系有數種，主要包括各地區各城市各部門自己建立的專用坐標系、1954年北京大地坐標系、新1954年北京大地坐標系以及1980西安坐標系等，2008年我國又正式啟用國家大地坐標系，除此之外，近幾年來，也有部門使用世界大地坐標系。其中，任何一種坐標系之間都會存在一定區別。接下來，本文邊對國土勘測中現行坐標系的區別進行深入研究。

一、不同坐標系的區分

在世界大地坐標系、國家大地坐標系、1954年北京大地坐標系、新1954年北京大地坐標系以及1980西安坐標系。五種坐標系中，1954年北京大地坐標系、新1954年北京大地坐標系以及1980西安坐標系屬于參心坐標系，其坐標原點為橢球中心，世界大地坐標系、國家大地坐標系屬于地心坐標系，其坐標原點為地球質量中心。

（一）1954年北京大地坐標系。1954年北京大地坐標系是我國建國之后最早使用的一種坐標系，其適用性并不是很強。其主要原因，是因為該坐標系是我國在參考前蘇聯克拉索夫斯基橢球參數的基礎上構建起來的一種坐標系，該坐標系的原點在前蘇聯的普爾科沃，而并不是在北京，所以其應用性較差。（二）1980國家大地坐標系。該坐標系的坐標原點位于我國陜西徑陽永樂鎮，其位置臨近西安，所以又被稱是1980年西安坐標系。該坐標系以1975年第十六屆國際大地測量與地球物理聯合會中推薦的地球橢球的基本參數為參考，相對于1954年北京大地坐標系而言，其不僅具有更高的精確性，并且由于坐標原點位于我國國內，還具有更高的適用性，其一經誕生便快速取代了以往的1954年北京大地坐標系。（三）新1954年北京大地坐標系。之所以稱為新1954年北京大地坐標系，主要原因是因為在對該坐標系進行構建的過程中，是將我國大地網的整體平差結果直接換算到1954年北京大地坐標系中的克拉索夫斯基橢球體上進行應用，進而形成了一個新的坐標系，故稱之為新1954年北京大地坐標系[1]。從坐標系的基準和網點精度進行比較，其與1980年國家大地坐標系并無太大區別，突破性不強。（四）世界大地坐標系。世界大地坐標系，即為WGS84坐標系。WGS8指的是當前國際通用地心坐標，是GPS定位的主要依據。在WGS84坐標中，以地球的質量中心為原點， BIH 1984.0定義的協議地極（CTP ）為Z軸指向，零子午面和CTP赤道的交點為X軸指向，構建右手坐標系。如圖1所示，即為世界大地坐標系結構示意圖。該坐標系，便是世界大地坐標系，當前，由于GPS技術的應用，該坐標系是使用最為廣泛的一種坐標系。（五）2000年國家大地坐標系。嚴格來說，該坐標系只是世界大地坐標系在我國國土上的一部分，我國將其截取細化之后形成了2000年國家大地坐標系。在該坐標系中，以地球質量中心為原點，地球北極為Z軸指向，格林尼治平子午線和赤道焦點為X軸指向，Y軸垂直于X軸、Z軸，構建右手坐標系。

二、當前我國國土勘測不同坐標系使用中的區別

（一）高程基準區別。目前，我國在國土勘測中所使用的高層基準主要有兩種，一種是1956年黃海高程基準系，一種是1987年開始啟用的1985年國家高程基準系[2]。在這兩種高程基準系中，1956年黃海高程基準系的原點位于我國青島觀象山，其規定高程高度為72. 289m，而1985年國家高程基準系，其規定的高程高度在56黃海高程基準系之上再次上升了29mm，高程為 72.318m。在未來一段時間的國土勘測中，依舊將繼續使用1985國家高程基準系，同時，還將在有效結合GPS技術的基礎上，通過對我國國家三期一等水準網進行實施和測量，對2000年國家大地坐標系的大地坐標面進行進一步完善，以更好的提升我國國土勘測的準確性。

（二）坐標換算參數不同。對54坐標、80坐標以及世界大地坐標系坐標進行參數換算時，換算參數不同，是當前我國國土勘測不同坐標系使用中所存在的最主要問題。與世界大地坐標系相比，通過地面三角網逐級和整體平差構成的54坐標系和80坐標系其精度具有較大差別。因此，在對54坐標、80坐標和世界大地坐標系坐標進行轉換的過程中，不論使用哪一種坐標參數進行轉換，都會出現一定誤差。除了54、80坐標系存在一定區別之外，其他坐標系在參數上也具有一定區別，詳細如表1所示。

（三）80坐標系地圖轉換比54坐標系地圖轉換方便。將80坐標系下的地形圖轉換成國家大地坐標系地形圖，要比54坐標系下地形圖轉換方便，也是不同坐標系使用中存在的常見問題。導致該問題出現的主要原因，是因為當將80坐標系下地形圖轉換成國家大地坐標系下地形圖的過程中，地形圖中任意兩點之間的長度和方位都不需要再進行二次轉換，其精度也不會出現太大偏差。而54坐標系下的地形圖則并非如此，其不論是長度、方位和精度都需要進行二次考慮，否則地形圖準確性就會失真。

結束語：

在對國土進行勘測過程中，使用不同坐標系所得到的地形圖的精確度會存在一定差別。而當前，我國常用坐標系有五種之多，并且每一種坐標系之間，不論是參數轉換還是地形圖轉換都會存在一定區別。因此，在國土勘測過程中，一定要對所使用的坐標系進行合理選擇，以確保勘測的精確性。

參考文獻：

[1]程鵬飛，成英燕，王漢江.2000 國家大地坐標系寶典[M].北京：測繪出版社，2010.

[2]蘇長武，孫相海，王偉超.GPS 在地質勘查中的應用技術[J]黃金科學技術，2010（1）.endprint