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2000国家大地坐标系框架精化与应用关键技术

1、推荐单位: 国家测绘地理信息局 2、项目简介:

自我国国家坐标系建立以来,先后经过1954年北京坐标系和1980西安坐标系,随着科技进步,这些坐标系已不能满足国民经济发展需求,迫切需要建立地心坐标系。因此,国家测绘地理信息局为我国建立和采用地心坐标系开展了一系列调研论证和技术准备工作,并报请国务院正式批复后,自2008年7月1日起,在全国启用2000国家大地坐标系(CGCS2000)。本项目就是在此大背景下开展原有参心坐标系各种基础测绘成果转换到CGCS2000关键技术、CGCS2000框架精化与高精度维护关键技术研究及成果推广应用工作。

3、主要技术内容与创新:

(1)首次提出控制点成果高精度转换的椭球面二维七参数转换模型,克服高斯投影变形及大地高误差的影响,精度优于已有模型。首次采用三维四参数转换模型完成图幅平移量计算,精度优于全国一套转换参数计算结果。

(2)首次提出顾及板块运动特性的基准点选取七参数-监督分类法,弥补传统依据经验选取基准点的不足,提高了框架解算精度。提出解算国家大型GNSS框架网的“间距分区法”,形成了一套完整的数据处理方法流程,完善了2000国家大地坐标系框架精化的理论体系与方法。

(3)提出国家框架点运动周期性与稳定性的综合分析方法,为我国框架体系建设与维护提供了有力技术支撑。

(4)建立了我国高精度板块运动模型CPM-CGCS2000。结合综合最小二乘配置、有限元方法、欧拉矢量和局域欧拉矢量法、反距离加权插值法、球面小波等方法建立的中国大陆1°×1°的格网速度场模型,可更便捷地实现全国任一时刻GNSS测绘成果向CGCS2000的高精度转换。

(5)提出基于奇异谱分析的CGCS2000非线性运动建模及预报方法。显著提高了站坐标确定与预报的精度,解决了2000国家大地坐标系高精度动态维持的关键技术,可实现CGCS2000高精度动态维持。

4、主要完成单位及创新推广贡献: (1)中国测绘科学研究院

? 项目总负责单位,为项目提供了稳定的技术队伍和支持;

? 研究我国国家大地坐标框架三维、高精度、动态维持的诸多关键技术,

研制了系列软件,科技成果创新性和先进性突出,对我国测绘基准现代化起到了重大推动作用;

? 提出了非线性建模方法,精确展示了地心坐标框架点的变化规律;建立

了迄今为止最精确的2000国家大地坐标系板块运动模型(CPM-CGCS2000)和格网速度场模型,解决了2000国家大地坐标系动态维持以及我国已有基础测绘成果转换的难题;

? 完善了2000国家大地坐标系框架维持的理论体系与方法,推动测绘科

技进步作用明显;实现了国家大地控制成果向2000国家大地坐标系转换,项目提出的二维七参数坐标转换模型成功应用于全国20多个省(市、自治区)的省级测绘成果转换,有力支撑了2000国家大地坐标系的推广和使用,社会效益和经济效益显著。

(2)国家基础地理信息中心

? 完成国家GNSS连续运行站10年积累成果的数据处理、时间序列分析

与速度场解算,获得了速度场精度模型,并研究了大地坐标参考框架的精确性、动态性和稳定性,为我国坐标框架的维持与更新提供了基础资料。

? 完成了1:5万及以小比例尺基础地理信息数据库转换方案及转换软件编

制,完成国家1:5万基础地理信息数据库更新工程和1:25万基础地理信息数据的2000国家大地坐标系转换;

? 负责2000国家大地坐标系下国家大地控制点坐标成果提供,促进了成

果的推广应用。

(3)国家测绘产品质量检验测试中心

? 制定了2000国家大地坐标系转换成果质量检验实施方案,为做好2000

国家大地坐标系成果的质量控制提供理论依据;

? 对广东、江西、江苏、浙江、甘肃等省的省级2000国家大地坐标系转

换成果质量进行了检查;有效地保障了2000国家大地坐标系成果转换质量。 5、推广应用情况:

项目成果已用于全国27个省(市、自治区)测绘成果坐标转换、国家1:25万、1:5万基础地理信息数据库的坐标转换、国家西部1:5万地形图空白区测图工程、国家海岛礁测绘一期工程、地理国情普查等国家重大测绘工程,为国家重大工程提供了基础技术服务与保障。1:5万数据库成果向中办、国务院及近20个部委、各省市区政府及上千家单位、国防军事用途等提供。在全国水利