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⏹地球自转角速度：
ω
⏹高程异常：
采用1980西安坐标系高程异常
⏹投影面：
1985国家高程基准相应的黄海平均海平面
⏹平面坐标：
中央子午线120°
，3°
投影带
2．2青岛市新坐标系统的建立
“青岛市测量基础控制网”（2006）成果构成由华东、华中区域大地水准面精化项目（青岛市）的GPSABC级网和青岛市土地调查大地基础控制测量项目的GPS框架网、CD级网共同构成，共有GPS点382点，其中GPSA级网点1个，B级网点6个，C级网点117个，D级网点258个。
“青岛市测量基础控制网”（2006）成果计算，一方面确保现有资源的合理利用，另一方面，要与山东省GPSC级保持一致，确保资料成果统一性和现势性。
参考基准：
地心坐标系ITRF97，参考框架，2000.0历元。
2．2．1空间坐标建立和精度统计
采用目前国际上公认的高精度定位软件之一美国麻省理工学院的GPS数据处理软件GAMIT/GLOBK，进行青岛市测量基础控制网数据处理。
华东、华中区域大地水准面精化项目是在全国及国际GPS连续运行站控制下，进行整体平差得到地心坐标成果，与2000国家GPS控制网保持了一致。
山东省GPSABC级网是华东、华中区域大地水准面精化项目的重要组成部分，它是目前山东省最新、现势性最好的基础控制成果。
青岛市GPSC级网（2004青岛市土地调查大地基础控制测量项目）是山东省GPSC级网的组成部分，在山东省GPSABC级网的控制下，进行青岛市GPSD级网平差，从而得到了青岛市目前最新、现势性最好、与山东省基础控制基准一致的成果。
图2-2青岛市测量基础控制成果（2006）构成
GPSA、B级网点南北方向的平均精度为±
0.4mm，东西方向为±
0.4mm，高程方向为±
1.7mm，基线相对中误差平均值为
GPSC级网点南北方向的平均精度为±
0.8mm，东西方向为±
0.8mm，高程方向为±
2.1mm，基线相对中误差平均值为
GPSD级网点南北方向的平均精度为±
1.3mm，东西方向为±
1.4mm，高程方向为±
2.9mm，基线相对中误差平均值为
2．2．2坐标转换和精度统计
在青岛市测量基础控制网点地心坐标系（WGS-84坐标系）转换为参心坐标系（1980西安坐标系）中，为了与华东、华中大地水准面精化项目中山东省GPS控制网点的坐标保持一致，我们利用精化项目中山东省地心坐标系与参心坐标系坐标转换参数作为本次坐标转换参数，采用144个重合点求取WGS-84坐标系与1980西安坐标系坐标转换参数，重合点详细情况见附表一。
重合点分布图：
图2-3WGS-84坐标系与1980西安坐标系转换重合点分布图
坐标转换采用Bursa七参数模型，坐标转换精度是通过求取转换参数重合点的残差中误差体现的。
青岛市地心坐标系与1980西安坐标系坐标转换精度：
表2-180坐标转换坐标残差表
精度统计
残差（米）
点号
转换用重合点数
平面坐标X最大点
0.1485
PA38
144
平面坐标Y最大点
0.1363
PB74
最大点位
0.1509
P574
平面X残差中误差
0.0588（米）
平面Y残差中误差
0.0606（米）
平面坐标残差中误差
0.0844（米）
3.青岛市控制网现状分析
青岛市土地调查大地基础控制测量项目控制网和青岛市GPS二等控制网作为前期青岛地区骨干控制网，由于精度较高，分布均匀，覆盖五市七区，青岛大部分局部控制网都是以此为基础建立的，只有少量局部控制网是在国家控制网基础上发展。
3．1青岛市土地调查大地基础控制测量项目控制网
2004青岛市土地调查大地基础控制测量项目，布设青岛市GPSC、D级网，在GPSC级网的控制下，进行青岛市GPSD级网平差，从而得到了青岛市目前最新、现势性最好的成果。
GPS网平差采用逐级控制。
首先在ITRF97框架下，参考历元为2000.0，以国内及周边地区GPS连续运行站为框架点，做三维约束平差，求出GPSA、B级网点坐标；
其次在ITRF97框架下，参考历元为2000.0，以国内及周边地区GPS连续运行站和临时基准站为框架点，其中GPSA、B级网和临时基准站点给予2σ的约束，求出GPSC级网点坐标。
在GPSC级网的控制下，进行青岛市GPSD级网平差。
然后，采用Bursa七参数坐标转换模型和重合点14个坐标，将地心坐标转换为1980西安坐标。
3．1．1空间坐标精度统计
表3-1GPSC级网空间直角坐标与基线精度统计表
统计项
最值
Xrms
Yrms
Zrms
基线相对中误差
最小值
0.6mm
0.8mm
最大值
4.8mm
7.9mm
5.2mm
平均值
1.3mm
1.8mm
1.4mm
由上表可知，坐标精度优于8mm，基线相对中误差最大值为
，平均值为
表3-2GPSC级网站心直角坐标精度统计表
Nrms
Erms
Urms
0.4mm
0.5mm
1.0mm
3.8mm
9.2mm
0.9mm
2.2mm
由上表可知，水平方向的精度优于4mm，高程方向的精度优于10mm，水平方向最弱点为C088，高程方向最弱点为C088。
表3-3GPSD级网空间直角坐标与基线精度统计表
0.7mm
24.0mm
16.8mm
8.5mm
1.6mm
2.1mm
1.7mm
由上表可知，坐标精度均优于2.4cm，基线相对中误差最大值为
以上统计不含D151点，因该点数据质量太差，D151点精度Xrms为59.3mm，Yrms为35.8mm，Zrms为33.8mm。
表3-4GPSD级网站心直角坐标精度统计表
1.1mm
7.7mm
20.8mm
15.7mm
2.8mm
由上表可知，水平方向的精度优于2.1cm，高程方向的精度优于1.6cm，水平方向最弱点为D253，高程方向最弱点为D253。
以上统计不含D151点，因该点数据质量太差，D151点精度Nrms为21.4mm，Erms为38.9mm，Urms为63.0mm。
3．1．2平面坐标精度统计
采用Bursa七参数坐标转换模型，采用重合点为GD04、C001、C015、C019、C034、C046、C052、C058、C074、C078、C082、C084、C085、C099。
1980西安坐标采用3°
带高斯正形投影，中央子午线为东经120°
表3-5坐标转换残差表
平面X最大点
0.1624
C082
14
平面Y最大点
0.1325
C015
0.1914
C058
0.0925（米）
0.0764（米）
0.1199（米）
3.2青岛市GPS控制网
青岛市GPS控制网为青岛市城市二等GPS控制网和青岛市区城市及周边三四等GPS控制网。
3.2.1青岛市城市二等GPS控制网的建立
青岛市城市二等GPS控制网于1996年建成。
全网由65点组成，由多兵涧（Ⅰ等）、后儿堡（Ⅰ等）、常山（Ⅰ等）、水清沟（Ⅱ等）四个重合国家高精度常规控制网的点构成GPS骨架网。
65点中，重合国家Ⅰ等三角点8个，重合国家Ⅱ等基本锁18点，与国家Ⅱ、Ⅲ等补充网重合34点，另有20点与各市城控首级网点重合。
新设点位5个。
网中有24点联测了三等水准。
3.2.1.1坐标系统及精度
3.2.1.1.1青岛城市80坐标系
首先对骨架网在常山、多兵涧两点固定的约束下（即以此两点1980西安坐标系坐标为起算）进行平差求出其余两个骨架网点的80系坐标，然后以骨架网4个点作起算，对65点全网进行80坐标系下的约束平差，求得称为“青岛市城市80坐标系”的坐标。
平差后的最弱点点位中误差为±
1.33cm；
最弱边（石崖－法家园）的相对误差为1/213万。
3.2.1.1.2青岛96城市坐标系
将青岛市城市二等GPS网的青岛城市80坐标系坐标平移至原青岛城市坐标系统的起算点：
水清沟（Ⅱ锁）的坐标上，定名为“青岛96城市坐标系”，简称青岛96系统。
利用原市区范围内6个二等GPS网重合点的成果和1972年复测的地面观测（三角、导线）资料，依次对二、三、四等三角网和以后建立的小三角网、一、二级导线网进行全面系统的改算，形成了市区原控制范围内完整的青岛96系统新成果。
3.2.1.1.3青岛市城市54坐标系
与青岛城市80坐标系平差方法基本相同，只是将固定点坐标换成1954年北京坐标系坐标起算。
3.2.2青岛市区城市三四等GPS控制网
青岛市勘察测绘研究院于2001~2003年在青岛市二等GPS网的基础上加密，布设了覆盖市内七区及周边邻接地区的城市三四等GPS网。
情况详见表3-6。
表3-6青岛市区三四等GPS网情况表
网名等级
点数
建成年代
控制范围
精度
坐标系统
点位误差cm
边长误差
市区三等网
102
2003年
市内七区及周边邻接
1.0
青岛城市
54系统;
80系统;
青岛市
96系统
黄岛四等网
65
黄岛地区
1.56
市内地区四等网
112
市内四区
1.36
高科园四等网
高科园区
2.22
全市三等网
53
1997年
全市辖区
（不含市区）
3.05
青岛市区城市三、四等GPS网分别在青岛市城市二等GPS网、三等GPS重合点坐标约束下进行平差。
分别具有青岛市54系、青岛城市80系的坐标成果。
然后将青岛城市80系坐标平移即得到青岛城市96坐标系坐标。
3.2.3青岛市各辖市GPS城市控制网
2000~2003年，青岛市各辖市土地、规划部门先后布设了三四等GPS控制网。
详见表3-7。
表3-7青岛市城市三四等GPS网情况简表
网名
施测单位、年代
等级
精度
点位误差
边长相
对误差
胶南市三等GPS
山东省第一测绘院2001年
三
88
青岛城市80坐标系
±
1／24万
平度市地籍调查三等GPS网
山东省正元地理信息公司2001年
30
4.0
1／19万
平度市地籍调查四等GPS网
四
197
1／4万
即墨市D级GPS控制网
山东省正元地理信息工程公司2002年
D（四）
32
1954年北京坐标系
1／22万
即墨市E级GPS控制网
E
59
1／12万
莱西市四等GPS控制网
山东省第一测绘院2003年
1／25万
莱西市地籍调查四等GPS控制网
山东省正元地理信息工程公司2000年
140
1980西安坐标系
3.0
胶州市三四等GPS网
辽宁工程技术大学
三等
7
四等
66
胶州市地籍调查三四等GPS网
山东省正元地理信息工程公司2001年
18
78
1／31万
1／6万
莱西市一级导线
山东省第一测绘院
一级
212
即墨市一级导线
295
1954北京坐标系
1／2.6万
3.3青岛市城市控制网及坐标系统
为满足城市建设的需要，青岛市区及各辖市于50年代至80年代利用常规方法逐步建成了几个相对独立的城市控制网。
青岛市首先建成的是城市二等三角网。
二等网东到午山、崂山水库一线，北至大北渠，惜福镇一带，由20个点（含两组基线点）组成。
在该网的基础上向西扩展了棘洪滩、红岛三四等网；
二等网范围内的青岛市区则加密了较多的三、四等点，控制面积约1500平方公里，构成了第一代青岛市城市控制网。
该网于1957年建立，于1972年进行了复测，复测时除个别点位作了调整外，基本网形未变。
由于仪器、觇标及技术的改善，网的精度有了较大的提高。
青岛市城市二等网采用“青岛市城市坐标系统”作为平面基准。
该系统的起算点为国家Ⅱ锁点水清沟，坐标为1954年北京坐标系坐标，起算方位为该点至Ⅱ锁点城阳的方位角。
起算边为基线长度归算到黄海平均海水面。
平差后的坐标减去一固定常数即得青岛市城市坐标系坐标。
该网点间相对精度较好地达到了城市测量规范的要求，满足控制范围内城市大比例测图及工程测量的要求。
3．4青岛地区采用的坐标系
对现有20个GPS控制网分析，青岛地区采用的坐标系为以下几种：
⏹青岛96城市坐标系（简称：
青岛96坐标系）
⏹青岛城市80坐标系（简称：
青岛80坐标系）
⏹青岛市城市54坐标系
⏹青岛城市坐标系
⏹1954年北京坐标系（简称：
54系）
⏹1980西安坐标系（简称：
80系）
其中，青岛96城市坐标系、青岛80城市坐标系、青岛市城市54坐标系和青岛城市坐标系统坐标数值加有坐标常数。
3．5青岛地区控制网和资料情况
现有20个控制网大多数采用GPS测量施测，等级分别为C、D、E级，布设控制点4226个。
详细见附录一。
3．6青岛市控制网分析
3．6．1青岛市控制网分类
从年代划分青岛市控制网为三部分，50年代至80年代，利用常规方法逐步建成了几个相对独立的城市控制网，采用“青岛市城市坐标系统”平面基准，为1954年北京坐标系坐标但加有常数，其成果现已改算到青岛96系统。
1996年至2003年，建立的青岛市城市二等GPS控制网及三四等GPS控制网，青岛市城市二等GPS控制网覆盖了全市范围，控制面积达1万多平方公里，是青岛辖区当时精度最高的首级平面控制系统，对于全市城建、土地资源的统一规划，利用和管理，以及局部网的改造、加密、扩建具有重要意义。
青岛市二等GPS控制网从使用的设备和执行的技术标准看完全达到了国标GB／T18314－2001规定的C级网精度，其中骨干网达到了B级网的要求，全网达到甚至超过城市二等GPS网的精度要求。
各区、市的城市Ⅲ、Ⅳ等GPS控制网外业观测所采用的接收设备好，观测年代较近，达到或超过行业标准CJJ73－97的精度要求。
采用坐标系统，主要成果为青岛96系统、青岛城市80坐标系。
2004青岛市土地调查大地基础控制测量项目，覆盖了全市范围，采用的是1980西安坐标系统。
3．6．2青岛市GPS控制网存在问题
青岛市各辖市规划、土地部门建立的GPS网的坐标系统不统一，因而给使用带来一定困难。
土地部门主要采用的是1980西安坐标系统，而规划部门主要采用的是青岛96系统和青岛城市80坐标系。
青岛城市80坐标系除去加有常数，属于1980西安坐标系统，但是与土地部门的重合点坐标值存在差异，主要平差方法的不同引起的。
4.统一青岛市测量坐标系统的技术流程图
总体思路：
先处理主要控制网，它包含其它控制网的起算点，将作为青岛新坐标系的骨架，然后再全面转换其它控制网。
具体是先选择青岛主要控制网，然后，对其进行GPS平差、转换坐标处理，形成高精度青岛市新坐标，再以此作为其它控制网坐标转换起算点，同时开展对主要控制网图件转换。
选择的青岛主要控制网为：
⏹青岛市土地调查大地基础控制测量网
⏹青岛市GPS二等控制网
⏹青岛市三、四等GPS、水准控制网
⏹青岛市GPS三等控制网
图4-1统一青岛市测量坐标系统的技术流程图
5.统一青岛市测量坐标系统方案
5．1执行技术标准：
表5-1执行技术标准
序号
标准名称
标准代号
1
全球定位系统（GPS）测量规范
国家技术监督局GB/T18314-2001
2
国家一、二等水准测量规范
国家技术监督局GB12897-1991
3
国家三、四等水准测量规范
国家技术监督局GB12898-1991
4
城市测量规范
中华人民共和国建设部CJJ8-99
5
城镇地籍调查规程
TD1001--93
5．2控制点成果的转换方法
为了将原青岛各种控制网的坐标成果转换到以“青岛市测量基础控制网”（2006）为基准的1980西安坐标系统下，提供两种转换方法，当原控制网保留GPS和坐标数据，应选择转换方法一，其转换精度较高，当原控制网仅保留平面坐标，选择转换方法二。
方法一：
在原有控制网的基线解算结果的基础上，以新确定的“1980西安坐标系统”成果为起算，进行整体平差，得到相应的WGS-84地心坐标，然后，根据数学模型和重合点坐标转换得到参心坐标成果。
方法二：
如果GPS控制网的原始观测数据和GPS基线结果没有被保留，仅保留参心坐标（平面坐标），这些控制网只能通过坐标转换模型，将其转换到新的坐标系统下。
首先，分析原控制网与新确定的“青岛市测量基础控制网”成果的重合情况，利用控制点原坐标成果和新成果作为重合点，尽量使用原控制网起算点作为重合点，使用二维坐标转换模型，分析试算剔除粗差点，然后计算坐标转换参数和新坐标成果。
5．2．1方法一具体实现
5．2．1．1GPS数据处理获取三维地心坐标
（1）、软件和卫星轨道
联测数据的处理采用目前国际上公认的用于GPS数据后处理最优秀、最成熟的软件美国麻省理工学院（MIT）的GAMIT（基线计算）/GLOBK（网平差）软件。
卫星轨道采用SP3格式的IGS精密星历。
（2）、数据整理
以年积日为单位整理观测数据，并将原始观测数据转换为Rinex格式数据；
统一点位编号；
根据外业观测手簿，编制观测仪器、天线、天线高与天线高量取位置等对照表；
检查点名一致性与正确性、接收机与天线型号的正确性、天线高的正确性及年积日的一致性等。
（3）、基线解算
A、主要参数设置
卫星轨道：
采用IGS精密星历，且固定；
卫星截至高度角：
10度；
数据采样间隔：
10秒、15秒、30秒；
坐标约束：
GPS连续运行站给予2cm的约束，其它GPS站给予10m的约束；
对流层改正模型：
采用Saastamoinen模型进行标准气象改正；
观测值：
取消除电离层后的组合观测值；
数据解算模式：
周跳自动剔除技术。
B、参考基准
地心坐标系：
ITRF97参考框架，2000.0历元。
C、GPS基线解算
以GPSDay（年积日）为单位，进行基线解算。
以同步环为单位进行解算，使用周跳自动修复技术，并使得同步环的Nrms小于0.5周。
采用AutoClean周跳自动修复技术，进行周跳剔除与修复，以获取精确的基线解算结果。
（4）、GPS网平差
采用与GAMIT配套的综合平差软件GLOBK软件，在WGS-84椭球上进行三维整体平差处理。
GLOBK软件的核心—卡尔曼滤波技术，他不仅估计了测站观测信息，也估计了卫星轨道信息，从而可以获得精确的三维地心坐标。
根据GAMIT基线解算结果，组织平差文件，首先对基线结果数据进行
检验，一般应小于10，检验通过后即进行网平差处理。
平差时，以GPS连续运行站为框架点，并给予强约束或固定，进行整体平差。
5．2．1．2地心坐标转换成平面坐标
直接利用GPS三维平差结果，选择适当的GPS测量与三角/导线测量重合点，使用二维或三维坐标转换模型求取坐标转换参数，最终求得1980西安坐标系统坐标成果。
GPS测量直接得到的是WGS-84的三维地心坐标，而在实际工作中使用平面坐标系坐
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