大地基准面也叫大地水准基准面,简单理解就是测绘时用来计算地面点位置的参考基准面,地球本身不是规整圆球,高低起伏很大,不能直接拿来算坐标,所以人为设定一个接近地球整体形状的参考椭球面作为大地基准面,所有经纬度、大地坐标都以这个面作为计算起点。不同国家或者地区会选用不同的参考椭球,因此会存在多种大地基准面,对应的坐标系也不一样,GPS、工程测量、国土测绘都会用到这个基准。
核心原理说明
地球真实表面有高山峡谷海洋,凹凸不平,没办法直接用来做数学计算。测绘科学家选用一个椭球,让这个椭球尽可能贴合所在区域的地球表面,这个椭球面就是大地基准面。
大地基准面定义了参考椭球的大小、扁率、定位方向,在此基础上建立大地坐标系,才能算出每个地点的大地经度、大地纬度。
大地基准面和大地水准面的区别
1 大地基准面 是人为选定的参考椭球面,属于数学曲面,用来计算经纬度大地坐标。
2 大地水准面 是假想静止海水面延伸穿过陆地形成的曲面,是重力等位面,主要用于高程海拔计算。
国内常用基准面与坐标系
1 2000 国家大地坐标系 CGCS2000,对应的大地基准面是国内现在测绘、国土、地图通用基准面。
2 过去的 1954 北京坐标系、1980 西安坐标系,各自配套独立的大地基准面,老图纸会用到。
实际应用场景
国土调查、工程放样、地形图绘制、卫星定位、无人机测绘,都依赖大地基准面。如果大地基准面不统一,同一个地点算出的坐标数值会不一致,图纸之间就无法匹配。
【常见问题】
问题 1 什么是大地基准面,大地基准面就是海平面吗?
回答 1 什么是大地基准面,不是海平面。海平面相关是大地水准面,大地基准面是数学参考椭球面,二者概念不一样。
问题 2 什么是大地基准面,不同大地基准面坐标可以直接混用吗?
回答 2 什么是大地基准面,不能直接混用。基准面不同,同一地点坐标数值不同,需要做坐标转换才能统一使用,否则会出现位置偏移。
问题 3 什么是大地基准面,CGCS2000 就是大地基准面吗?
回答 3 什么是大地基准面,CGCS2000 是完整坐标系,里面包含配套的大地基准面,坐标系包含基准面、原点、参数等一整套内容。
问题 4 什么是大地基准面,GPS 用的 WGS84 有独立大地基准面吗?
回答 4 什么是大地基准面,WGS84 世界大地坐标系有它专属的大地基准面,也就是 WGS84 参考椭球面。
【免责申明】
本文什么是大地基准面仅作为基础测绘科普参考。测绘工程、国土项目等正式作业需要严格按照国家现行测绘规范与标准坐标系执行,坐标转换工作请由专业测绘人员操作。


