3.2.6 参心坐标系定位

参考椭球定位

地固坐标系要与旋转椭球吻合，需要把坐标系原点与旋转椭球中心重合，即大地坐标系的定位问题。

大地坐标系定位方法分为参心大地坐标系和地心大地坐标系两类。

参心大地坐标系定位

参心坐标系只有局部的使用意义，采取局部定位方法，要求在一定范围内参考椭球面与当地大地水准面有最佳拟合，对参考椭球的中心位置并没有特殊要求。参心空间直角坐标系的坐标原点是三维坐标轴的交点，即参考椭球的中心，也即理论上的地球几何中心。

参心大地坐标系定位主要是以下步骤。

1. 选定大地原点

在建立大地坐标系前由于没有足够起算数据，先要选定一个坐标系的初始起算点，这个点叫做大地原点。

大地原点是参心大地坐标系的初始点，而不是坐标系的原点。为了使大地测量成果数据向各方面均匀推算，大地原点应尽量选在坐标框架的中部，故中国1980国家大地坐标系（西安大地坐标系）的大地原点设在陕西省咸阳市泾阳县永乐镇。

2. 一点定位

在大地原点处使参考椭球的法线方向和铅垂线方向重合，参考椭球面与大地水准面相切。
初始坐标数据以天文大地测量方式取得（天文经纬度），利用垂线偏差为0的特征，代入垂线偏差公式（后述）换算得到大地经纬度。

3. 多点定位

多点定位是在一点定位基础上，以大地原点为起算点向各个方向推延布设大地控制网，并加测多个拉普拉斯点（天文大地点），采用最小二乘法约束，重新进行定位，用实测的天文经纬度数据进行平差来改正一点定位的初始测量成果。

在大地原点上，经过多点定位，参考椭球面不再同大地水准面相切，即存在垂线偏差和高程异常。但在所使用的天文大地网资料范围内，参考椭球面与区域大地水准面有最佳拟合。

简而言之，一点定位是参心坐标系建立赋初始值的工作，多点定位是利用多个实测值进行数据纠正的工作，两者缺一不可。

4. 确定大地原点数据

大地原点数据也称作大地测量基准数据或大地测量起算数据。

对于经典的参心大地坐标系建立而言，参考椭球和大地原点上的大地起算数据确定了一定的坐标系，标志着参心坐标系建立完成。
西安大地原点的坐标为北纬34°32′27.00″、东经108°55′25.00″，而不是0°0′0″。

大地原点观测塔楼

观测室

大地原点