半個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展與大地測(cè)量技術(shù)的進(jìn)步，我國(guó)大地坐標(biāo)系經(jīng)歷了幾次重要變化。建國(guó)初期，為滿足國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防建設(shè)的急需，在天文大地網(wǎng)邊布設(shè)邊平差的基礎(chǔ)上建立了1954北京坐標(biāo)系。20世紀(jì)80年代，在全國(guó)天文大地網(wǎng)整體平差的基礎(chǔ)上建成了1980西安坐標(biāo)系。20世紀(jì)末至21世紀(jì)初，在中國(guó)地殼運(yùn)動(dòng)觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)、全國(guó)UPS一/二級(jí)網(wǎng)和全國(guó)UPS A/B級(jí)網(wǎng)等整體平差的基礎(chǔ)上又建成了新一代國(guó)家大地坐標(biāo)系—2000中國(guó)大地坐標(biāo)系。新一代大地坐標(biāo)系的建成標(biāo)志著我國(guó)大地坐標(biāo)系向現(xiàn)代化目標(biāo)邁進(jìn)了重要一步 ^[2]  。

國(guó)家大地坐標(biāo)系的更新?lián)Q代涉及到測(cè)繪標(biāo)準(zhǔn)、地理信息生產(chǎn)以及到現(xiàn)有測(cè)繪產(chǎn)品的改化等。啟用新一代國(guó)家大地坐標(biāo)系涉及到測(cè)繪行業(yè)的方方面面，還涉及到社會(huì)公眾對(duì)新坐標(biāo)系的認(rèn)知與使用等。大地坐標(biāo)系的維持是一項(xiàng)長(zhǎng)期的任務(wù)。關(guān)于這方面，有不少問(wèn)題需要研究、需要解決 ^[2]  。

目前，國(guó)內(nèi)測(cè)繪工作主要涉及三類常用的大地坐標(biāo)系統(tǒng)，即參心坐標(biāo)系統(tǒng)、地心坐標(biāo)系統(tǒng)和地方獨(dú)立坐標(biāo)系統(tǒng)。參心坐標(biāo)系是我國(guó)基本測(cè)圖和常規(guī)大地測(cè)量的基礎(chǔ)。天文大地網(wǎng)整體平差后，我國(guó)形成了三種參心坐標(biāo)系統(tǒng)，即：1954北京坐標(biāo)系凋部平差結(jié)果天1980西安坐標(biāo)系和新1954北京坐標(biāo)系整體平差換算值)。這三種參心坐標(biāo)系都在應(yīng)用，預(yù)計(jì)今后還將并存一段時(shí)間 ^[3]  。

地心坐標(biāo)系是為滿足遠(yuǎn)程武器和航空航天技術(shù)發(fā)展需要而建立的一種大地坐標(biāo)系統(tǒng)。從20世紀(jì)70年代起，我國(guó)先后建立和引進(jìn)了四種地心坐標(biāo)系統(tǒng)，分別是：1978地心坐標(biāo)系(DX-1）， 1988地心坐標(biāo)系(DX-2），無(wú)1984世界大地坐標(biāo)系(WGS 84）環(huán)口國(guó)際地球參考系（IIRS）。前兩種地心坐標(biāo)系只在少數(shù)部門(mén)使用，后兩種地心坐標(biāo)系已廣泛用于GPS測(cè)量 ^[3]  。

大地坐標(biāo)系是大地測(cè)量的基本坐標(biāo)系，其大地經(jīng)度L、大地緯度B和大地高H為此坐標(biāo)系的3個(gè)坐標(biāo)分量。它包括地心大地坐標(biāo)系和參心大地坐標(biāo)系。

其中，對(duì)于地心大地坐標(biāo)系，其地面上一點(diǎn)的大地經(jīng)度L為大地起始子午面與該點(diǎn)所在的子午面所構(gòu)成的二面角，由起始子午面起算，向東為正，稱為東經(jīng)（0~180），向西為負(fù)，稱為西經(jīng)（0~180）；大地緯度B是經(jīng)過(guò)該點(diǎn)作橢球面的法線與赤道面的夾角，由赤道面起算，向北為正，稱為北緯（0~90），向南為負(fù)，稱為南緯（0~90）；大地高H是地面點(diǎn)沿橢球的法線到橢球面的距離。大地坐標(biāo)系和子午面直角坐標(biāo)系的關(guān)系 式中，a為地球橢球的長(zhǎng)半軸，e為地球橢球的第一偏心率 ，B為大地緯度。大地坐標(biāo)系和空間直角坐標(biāo)系的關(guān)系 e'為橢圓的第二偏心率 ，B為大地緯度，L為大地經(jīng)度，a、b為地球橢球的長(zhǎng)、短半軸 ^[3]  。

我國(guó)采用1975年在法國(guó)召開(kāi)的國(guó)際大地測(cè)量與地球物理聯(lián)合會(huì)會(huì)議推薦的地球橢球體。

橢球面上一點(diǎn)的位置，通常用大地經(jīng)度和大地緯度來(lái)表示，某點(diǎn)的大地經(jīng)緯度稱為該點(diǎn)的大地坐標(biāo)。如圖示，NS為橢球旋轉(zhuǎn)軸，S稱南極，N稱北極。包括旋轉(zhuǎn)軸NS的平面稱為子午面，子午面與橢球面的交線稱為子午線，也稱為經(jīng)線。垂直于旋轉(zhuǎn)軸NS的平面與橢球面的交線稱為緯線。圓心為橢球中心O的平行圈稱為赤道 ^[3]  。

建立大地坐標(biāo)系，規(guī)定以橢球的赤道為基圈，以起始子午線（經(jīng)過(guò)英國(guó)格林威治天文臺(tái)的子午線）為主圈。對(duì)于圖中橢球面上任一點(diǎn)而言，其大地坐標(biāo)為：

大地經(jīng)度L－－－過(guò)P點(diǎn)的子午面與起始子午面間的夾角。由格林威治子午線起算，向東為正，向西為負(fù)。

大地緯度B－－－在P點(diǎn)的子午面上，P點(diǎn)的法線PK與赤道面的夾角。由赤道起算，向北為正，向南為負(fù)。

在大地坐標(biāo)系中，兩點(diǎn)間的方位是用大地方位角來(lái)表示 。例如P點(diǎn)至R點(diǎn)的大地方位角A，就是P點(diǎn)的子午面與過(guò)P點(diǎn)法線及R點(diǎn)所作平面間的夾角，由子午面順時(shí)針?lè)较蛄科稹?/div>

參考資料

• 1.    大地坐標(biāo)系與投影坐標(biāo)系   ．中國(guó)知網(wǎng)．2011-01-15[引用日期2017-09-23]
• 2.    大地坐標(biāo)系新探  ．中國(guó)知網(wǎng)．2011-08-05[引用日期2017-09-23]
• 3.    常用大地坐標(biāo)系的分析比較  ．中國(guó)知網(wǎng)．2005-11-30[引用日期2017-09-23]