[科普中國]-西安80坐標系

由來

1978年4月在西安召開全國天文大地網(wǎng)平差會議，確定重新定位，建立我國新的坐標系。為此有了1980年國家大地坐標系。1980年國家大地坐標系采用地球橢球基本參數(shù)為1975年國際大地測量與地球物理聯(lián)合會第十六屆大會推薦的數(shù)據(jù)。該坐標系的大地原點設在我國中部的陜西省涇陽縣永樂鎮(zhèn)，位于西安市西北方向約60公里，故稱1980年西安坐標系，又簡稱西安大地原點。基準面采用青島大港驗潮站1952－1979年確定的黃海平均海水面（即1985國家高程基準）。

我國在積累了30年測繪資料的基礎上，采用1975年第16屆國際大地測量及地球物理聯(lián)合會IUGG/IAG)推薦的新的橢球體參數(shù)(長半徑、地心引力常數(shù)、自轉角速度等數(shù)據(jù))，橢球短軸平行于由地球質心指向1968．0地極原點的方向，首子午面平行于格林尼治平均天文臺的子午面。以陜西省西安市以北涇陽縣永樂鎮(zhèn)某點為國家大地坐標原點，通過全國天文大地網(wǎng)整體平差建立了全國統(tǒng)一的大地坐標系，即1980年國家大地坐標系，簡稱1980年西安原點或西安80坐標系。1

建立條件西安80是為了進行全國天文大地網(wǎng)整體平差而建立的。根據(jù)橢球定位的基本原理，在建立西安80坐標系時有以下先決條件：

（1）大地原點在我國中部，具體地點是陜西省涇陽縣永樂鎮(zhèn)；

（2）西安80坐標系是參心坐標系，橢球短軸Z軸平行于地球質心指向地極原點方向，大地起始子午面平行于格林尼治平均天文臺子午面；X軸在大地起始子午面內與 Z軸垂直指向經(jīng)度 0方向；Y軸與 Z、X軸成右手坐標系；

（3）橢球參數(shù)采用IUG 1975年大會推薦的參數(shù)，因而可得西安80橢球兩個最常用的幾何參數(shù)為：

長半軸a=6378140±5（m）

短半軸b=6356755.2882（m）

扁 率α=1/298.257

第一偏心率平方 =0.00669438499959 第二偏心率平方=0.00673950181947

橢球定位時按我國范圍內高程異常值平方和最小為原則求解參數(shù)。

（4）多點定位；

（5）基準面采用青島大港驗潮站1952－1979年確定的黃海平均海水面（即1985國家高程基準）。2

優(yōu)點西安80坐標系的主要優(yōu)點在于：克氏橢球只給定了長半軸與扁率，僅描述了地球面的幾何形狀，而西安80坐標系的橢球體參數(shù)精度更高，4個參數(shù)是一個完整的系統(tǒng)；定位采用的橢球體面與我國大地水準面符合較好；天文大地坐標網(wǎng)傳算誤差和天文重力水準路線傳算誤差都不太大；天文大地坐標網(wǎng)的坐標經(jīng)過了全國性整體平差，坐標統(tǒng)一，精度優(yōu)良，可以滿足1：5000甚至更大比例尺測圖的要求等。1

與北京54坐標系轉換方法在實際應用中，采用系統(tǒng)轉換加平差改正數(shù)的方法實現(xiàn)北京54坐標系到西安80坐標系的轉換。根據(jù)理論推導和實際計算，各種比例尺地形圖的高斯平面坐標改正量只需要使用一個圖廓角點的改正量即可，現(xiàn)統(tǒng)一使用各圖幅左下角圖廓點的改正量，即每幅圖采用左下角圖廓點的坐標改正數(shù)進行東西和南北方向的平移，實現(xiàn)北京54坐標系到西安80坐標系的轉換。計算公式為：

X80=X54+DX

Y80=Y54+DY

其中DX，DY為坐標改正量。

國家測繪局大地數(shù)據(jù)處理中心(西安)以1：100 000比例尺地形圖圖幅為基礎提供北京54坐標系到西安80坐標系的坐標改正量，有數(shù)據(jù)庫和坐標改正量表兩種形式，其使用方法如下。

對于1：100 000比例尺地形圖坐標改正量，可直接根據(jù)圖幅號或圖幅左下角經(jīng)緯度檢索。

對于1：200000和更小比例尺地形圖坐標改正量，可用該圖幅內任一1：100 000比例尺地形圖坐標改正量。

對于1：100 000比例尺地形圖坐標改正量，提供解算軟件，供需用單位使用。

根據(jù)上述原理，獲得圖幅坐標改正數(shù)以后，在GIS平臺中利用圖幅坐標的平移即可實現(xiàn)北京54系到西安80系的轉換。如在ARC/INFO平臺中利用“TRANSF()RM”功能可以實現(xiàn)北京54坐標系圖幅到西安80坐標系的轉換。3