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  • 如何計算當地的中央子午線?

    上一篇 / 下一篇  2009-07-22 14:56:38

    一、 基本概念:

      1、地形圖坐標系:我國的地形圖采用高斯-克呂格平面直角坐標系。在該坐標系中,橫軸:赤道,用Y表示;縱軸:中央經線,用X表示;坐標原點:中央經線與赤道的交點,用O表示。赤道以南為負,以北為正;中央經線以東為正,以西為負。我國位于北半球,故縱坐標均為正值,但為避免中央經度線以西為負值的情況,將坐標縱軸西移500公里。
      2、北京54坐標系:1954年我國在北京設立了大地坐標原點,采用克拉索夫斯基橢球體,依此計算出來的各大地控制點的坐標,稱為北京54坐標系。
      3、GS84坐標系:即世界通用的經緯度坐標系。
      4、6度帶、3度帶、中央經線。
    我國采用6度分帶和3度分帶:
      1∶2.5萬及1∶5萬的地形圖采用6度分帶投影,即經差為6度,從零度子午線開始,自西向東每個經差6度為一投影帶,全球共分60個帶,用1,2,3,4,5,……表示.即東經0~6度為第一帶,其中央經線的經度為東經3度,東經6~12度為第二帶,其中央經線的經度為9度。我省位于東經113度-東經120度之間,跨第19帶和20帶,其中東經114度以西(包括阜平縣的下莊鄉以西、平山的溫塘、蘇家莊以西,井陘的礦區以西,邢臺縣的漿水鎮以西,武安的活水鄉以西,涉縣全境)位于第19帶,其中央經線為東經111度;114度以東到山海關均在第20帶,其中央經線為117度。
      1∶1萬的地形圖采用3度分帶,從東經1.5度的經線開始,每隔3度為一帶,用1,2,3,……表示,全球共劃分120個投影帶,即東經1.5~ 4.5度為第1帶,其中央經線的經度為東經3度,東經4.5~7.5度為第2帶,其中央經線的經度為東經6度.我省位于東經113度-東經120度之間,跨第38、39、40共計3個帶,其中東經115.5度以西為第38帶,其中央經線為東經114度;東經115.5~118.5度為39帶,其中央經線為東經117度;東經118.5度以東到山海關為40帶,其中央經線為東經120度。
      地形圖上公里網橫坐標前2位就是帶號,例如:我省1:5萬地形圖上的橫坐標為20345486,其中20即為帶號,345486為橫坐標值。

       二、當地中央經線經度的計算
      六度帶中央經線經度的計算:當地中央經線經度=6°×當地帶號-3°,例如:地形圖上的橫坐標為20345,其所處的六度帶的中央經線經度為:6°×20-3°=117°(適用于1∶2.5萬和1∶5萬地形圖)。
      三度帶中央經線經度的計算:中央經線經度=3°×當地帶號(適用于1∶1萬地形圖)。
    GPS320/315的說明書上例舉的中央經線的計算方法有誤,在使用時要注意防止誤導。

      三、GPS的坐標系統及坐標系轉換
      GPS接受器是以WGS84坐標系(經緯度坐標系)為根據而建立的。我國目前應用的1∶5萬的地形圖屬于1954年北京坐標系(BJ54),通常我們叫它公里網坐標。但GPS接受器已經預設了WGS84和公里網坐標之間進行坐標轉換的公式,因此我們只要將必要的參數輸入GPS接受器,即可自動轉換。參數如下:
      LONGITUDEORIGIN∶(中央經線):依據上述內容,根據不同比例尺的地圖和本地所處的不同位置而定;SCALE(投影比例)∶1.0000000;FALSE′E′(東西偏差)∶500000.0;FALSE′N′(南北偏差)∶0.0。
      因為WGS84坐標系與公里網坐標系統之間通常有80~120米的差值,要獲得較為精確的公里網坐標,還需要進行精確校正,各地區參數略有不相同,北京市附近的縣可采用北京市參數,河北省其他地區可采用河北參數,E114°以西的地區(包括阜平縣的下莊鄉以西、平山的溫塘、蘇家莊以西,井陘的礦區以西,邢臺縣的漿水鎮以西,武安的活水鄉以西,涉縣全境)可試用山西省參數,使用1:2.5或1:5萬的地形圖中央子午線取E111°,其他參數不變。

      四、已知坐標點校正GPS的誤差
      1、用GPS去測量已知坐標點得到坐標XGPS和YGPS;
      2、計算兩者的差值:△X=XGPS-X已知△Y=YGPS-Y已知
      3、計算FALSE′E′(東西偏差)和FALSE′N′(南北偏差)
      東西偏差=500000-△X南北偏差=0-△Y
      4、更改GPS參數中的FALSE′E′(東西偏差)和FALSE′N′(南北偏差)
      要取得十分精確的坐標點,只能從測繪部門得到,但我們也可通過地理信息系統中的配準后的地形圖中測得較為準確的公里網坐標點。一般情況下,也可以從地形圖上直接仔細量取多個易于確定的特殊點的坐標,與GPS測定的坐標進行比較,求取平均偏差值。

      五、注意事項
      現在大多數GPS都具有求算面積的功能,但若所求面積較小,需進行多次重復測量,取其平均值。
    關機或更換電池一般不會造成系統參數的丟失,所以系統參數設定完成后,最好不要輕易改動,以免因誤操作使參數改動,造成不必要的錯誤。
      另外,由于衛星信號波長的原因,一般情況下,在混凝土建筑物中,GPS很難收到信號,不能進行定位和導航操作。

    如何計算當地的中央子午線?
    當地中央子午線決定于當地的直角坐標系統,首先確定您的直角坐標系統是3度帶還是6度帶投影,然后再根據如下公式推算:

    6度帶中央子午線計算公式:    當地經度/6=N;中央子午線L=6 X N

    當沒有除盡,N有余數時,     中央子午線L=6 X N - 3

    3度帶中央子午線計算公式:

    當地經度/3=N;中央子午線L=3 X N

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