2000国家大地坐标系技术规范指南.doc
2000国家大地坐标系01——关于2000国家大地坐标系的说明
2000国家大地坐标系01——关于2000国家大地坐标系的说明2009年05月27日19:47中新网6月27日电据中国测绘局网站消息，经国务院批准，根据《中华人民共和国测绘法》，中国自2008年7月1日起启用2000国家大地坐标系。
为此，国家测绘局6月18日发布公告。
国家测绘局在公告中提供了新坐标系的技术参数。
公告同时对新旧坐标系的转换和使用作出说明：2000国家大地坐标系与现行国家大地坐标系转换、衔接的过渡期为8至10年。
现有各类测绘成果，在过渡期内可沿用现行国家大地坐标系；2008年7月1日后新生产的各类测绘成果应采用2000国家大地坐标系。
现有地理信息系统，在过渡期内应逐步转换到2000国家大地坐标系；2008年7月1日后新建设的地理信息系统应采用2000国家大地坐标系。
关于2000国家大地坐标系的说明背景国家大地坐标系是测制国家基本比例尺地图的基础。
根据《中华人民共和国测绘法》规定，中国建立全国统一的大地坐标系统。
建国以来，中国于上世纪50年代和80年代分别建立了1954年北京坐标系和1980西安坐标系，测制了各种比例尺地形图，在国民经济、社会发展和科学研究中发挥了重要作用，限于当时的技术条件，中国大地坐标系基本上是依赖于传统技术手段实现的。
54坐标系采用的是克拉索夫斯基椭球体。
该椭球在计算和定位的过程中，没有采用中国的数据，该系统在中国范围内符合得不好，不能满足高精度定位以及地球科学、空间科学和战略武器发展的需要。
上世纪70年代，中国大地测量工作者经过二十多年的艰巨努力，终于完成了全国一、二等天文大地网的布测。
经过整体平差，采用1975年IUGG第十六届大会推荐的参考椭球参数，中国建立了1980西安坐标系，1980西安坐标系在中国经济建设、国防建设和科学研究中发挥了巨大作用。
上世纪八九十年代以来，国际上通行以地球质量中心作为坐标系原点，采用以地球质心为大地坐标系的原点，可以更好地阐明地球上各种地理和物理现象, 特别是空间物体的运动。
2000国家大地坐标系技术指南.
附件：现有测绘成果转换到2000国家大地坐标系技术指南一、2000国家大地坐标系的定义国家大地坐标系的定义包括坐标系的原点、三个坐标轴的指向、尺度以及地球椭球的4个基本参数的定义。
2000国家大地坐标系的原点为包括海洋和大气的整个地球的质量中心；2000国家大地坐标系的Z轴由原点指向历元2000.0的地球参考极的方向，该历元的指向由国际时间局给定的历元为1984.0的初始指向推算，定向的时间演化保证相对于地壳不产生残余的全球旋转，X轴由原点指向格林尼治参考子午线与地球赤道面（历元2000.0）的交点，Y轴与Z轴、X轴构成右手正交坐标系。
采用广义相对论意义下的尺度。
2000国家大地坐标系采用的地球椭球参数的数值为：长半轴a＝6378137m扁率f=1/298.257222101地心引力常数GM＝3.986004418×1014m3s-2自转角速度ω＝7.292l15×10-5rad s-1其它参数见下表：采用2000国家大地坐标系后仍采用无潮汐系统。
二、点位坐标转换方法（一）模型选择全国及省级范围的坐标转换选择二维七参数转换模型；省级以下的坐标转换可选择三维四参数模型或平面四参数模型。
对于相对独立的平面坐标系统与2000国家大地坐标系的联系可采用平面四参数模型或多项式回归模型。
坐标转换模型详见本指南第六部分。
（二）重合点选取坐标重合点可采用在两个坐标系下均有坐标成果的点。
但最终重合点还需根据所确定的转换参数，计算重合点坐标残差，根据其残差值的大小来确定，若残差大于3倍中误差则剔除，重新计算坐标转换参数，直到满足精度要求为止；用于计算转换参数的重合点数量与转换区域的大小有关，但不得少于5个。
（三）模型参数计算用所确定的重合点坐标，根据坐标转换模型利用最小二乘法计算模型参数。
（四）精度评估与检核用上述模型进行坐标转换时必须满足相应的精度指标，具体精度评估指标及评估方法见附件中相关内容。
2000国家大地坐标系技术指南
2000国家大地坐标系技术指南引言：2000国家大地坐标系（GCS2000）是中国国家测绘局于2003年发布的一种地理坐标参考系统。
它是基于GPS观测数据建立的，具备较高的精度和稳定性。
本文将从定义、坐标转换、应用等方面进行详细介绍和说明。
一、定义：2000国家大地坐标系是一种地理坐标参考系统，基于全球定位系统（GPS）观测数据，以地球参考椭球及坐标原点为基础，通过数学模型和转换参数将地球表面上的点表示为一个唯一的坐标。
与以往的大地坐标系相比，GCS2000具有更高的精度和全球性。
二、坐标参数：GCS2000采用国际通用的平面直角坐标系，大地坐标使用经度和纬度表示。
其中，纬度采用弧度表示，经度采用度表示。
坐标原点位于天津市观象台。
三、坐标转换：GCS2000与其他地理坐标系统之间的转换主要涉及三个参数：坐标原点的纬度、经度和高程；椭球参数，包括椭球长半轴和扁率；以及转换方法，包括七参数、十参数和十三参数等。
用户在进行坐标转换时，需要根据实际情况选择合适的参数和方法，并进行相应的计算和校正。
四、坐标精度：GCS2000具有较高的坐标精度，主要取决于GPS观测数据的准确性和测量误差的控制。
一般情况下，GCS2000的水平坐标精度可达到毫米级别，而高程坐标精度可达到厘米级别。
在进行坐标转换和应用时，需要对数据进行适当的精度控制和误差校正，以确保结果的准确性。
五、应用：GCS2000广泛应用于地理信息系统（GIS）、测绘与地理空间数据管理、工程建设等领域。
在GIS中，GCS2000提供了一个可靠的地理坐标基准，使得不同数据集之间能够实现精确、一致的坐标转换和叠加分析。
同时，GCS2000也为测绘与地理空间数据管理提供了准确的定位和参考，有助于提高测绘数据的质量和精度。
在工程建设中，GCS2000的高精度坐标可用于设计、施工和监测等环节，能够提升工程项目的质量和效率。
结论：2000国家大地坐标系是中国国家测绘局于2003年发布的一种地理坐标参考系统。
现有测绘成果转换到2000国家大地坐标系技术指南
现有测绘成果转换到2000国家大地坐标系技术指南一、2000国家大地坐标系的定义国家大地坐标系的定义包括坐标系的原点、三个坐标轴的指向、尺度以及地球椭球的4个基本参数的定义。
2000国家大地坐标系的原点为包括海洋和大气的整个地球的质量中心；2000国家大地坐标系的Z轴由原点指向历元2000.0的地球参考极的方向，该历元的指向由国际时间局给定的历元为1984.0的初始指向推算，定向的时间演化保证相对于地壳不产生残余的全球旋转，X轴由原点指向格林尼治参考子午线与地球赤道面（历元2000.0）的交点，Y轴与Z轴、X轴构成右手正交坐标系。
采用广义相对论意义下的尺度。
2000国家大地坐标系采用的地球椭球参数的数值为：长半轴a＝6378137m扁率f=1/298.257222101地心引力常数GM＝3.986004418×1014m3s-2自转角速度ω＝7.292l15×10-5rad s-1其它参数见下表：采用2000国家大地坐标系后仍采用无潮汐系统。
二、点位坐标转换方法（一）模型选择全国及省级范围的坐标转换选择二维七参数转换模型；省级以下的坐标转换可选择三维四参数模型或平面四参数模型。
对于相对独立的平面坐标系统与2000国家大地坐标系的联系可采用平面四参数模型或多项式回归模型。
坐标转换模型详见本指南第六部分。
（二）重合点选取坐标重合点可采用在两个坐标系下均有坐标成果的点。
但最终重合点还需根据所确定的转换参数，计算重合点坐标残差，根据其残差值的大小来确定，若残差大于3倍中误差则剔除，重新计算坐标转换参数，直到满足精度要求为止；用于计算转换参数的重合点数量与转换区域的大小有关，但不得少于5个。
（三）模型参数计算用所确定的重合点坐标，根据坐标转换模型利用最小二乘法计算模型参数。
（四）精度评估与检核用上述模型进行坐标转换时必须满足相应的精度指标，具体精度评估指标及评估方法见附件中相关内容。
选择部分重合点作为外部检核点，不参与转换参数计算，用转换参数计算这些点的转换坐标与已知坐标进行比较进行外部检核。
2000国家大地坐标系.
e、图幅换带接边：采用右图（1954年北京坐标系） 接左图（2000国家大地坐标系）时，先进行右图的 椭球体与换带转换，在左带中利用左图的平移量进 行右图的坐标平移，完成接边后保存在左带中的右 图（备份）成果。返回右图取消先前换带接边加入 的平移量，并进行投影变换，最后利用右带自身的 平移量完成平移后，方可与其相邻的右图接边； f、对基础地理信息数据库元数据相关条目进行更改。
（五）数据库中点位坐标转换模型参数计算
的区域选取 对于1980西安坐标系下的数据库，采用全国数 据计算的一套模型参数可满足1:5万及1:25万 比例尺数据库转换的精度要求；采用全国数 据计算的六个分区的模型参数可满足1:1万比 返 例尺数据库转换的精度要求。对于1954年北 回 主 京坐标系下的数据库的转换，采用全国数据 菜 单 计算的六个分区的模型参数可满足1:5万及 1:25万比例尺数据库转换的精度要求；按 （2°×3°）进行分区计算模型参数可满足 1:1万比例尺数据库转换的精度要求。
5、1:25万DEM数据库转换 （1）利用2000国家大地坐标系对应的 DLG数据层，重新内插生成DEM; （2）依据新的DEM更改元数据文件。
（二）按其它方式建立的数据库
1、按区域建立的图形数据库 按区域（省、地区、流域等）建立的图形数据库 （DLG、DEM、DRG），可先分带分块分层完成转 换，参照以上相应比例尺基础地理信息数据库的转换 方案转换后拼接合成。 1:10万-1:25万数据库，依1:25万数据库转换方案 逐块进行转换，再整体拼接合成；按非高斯投影方式 组织的，将原数据经纬网30′×30′或15′×15′交点作 为坐标转换参考点，计算这些参考点在2000国家大地 坐标系下的坐标，利用地理信息软件进行图形纠正， 完成数据转换。
2000国家大地坐标系技术指南
2000国家大地坐标系技术指南一、概述2000国家大地坐标系（简称2000国家坐标）是中国大地测量学的重要成果，是基于全球地壳动力学变形监测的新一代坐标系统。
该系统采用地壳动力学模型以及大地测量学技术，确保了地图的准确性和一致性。
本文将对2000国家大地坐标系的技术指南进行详细介绍。
二、2000国家大地坐标系的基本概念1.坐标系选取2.坐标系原点和基准面3.坐标系参数三、2000国家大地坐标系的实施步骤1.观测与数据处理基于大地测量仪器的观测和数据处理，获取地表点的观测数据。
观测内容包括七参数的观测数据以及其误差估计。
2.坐标转换根据观测数据和七参数，进行坐标转换。
首先，通过观测数据进行参数估计，得到观测点的七参数的数值。
然后，利用这些参数进行空间坐标的转换，将原始坐标转换为2000国家大地坐标系下的坐标。
3.精度评定根据观测数据的准确性和七参数的误差估计，对转换后的坐标进行精度评定。
评定方法可以采用精度评定模型，得到转换后坐标的精度等级。
4.实施与应用将转换后的坐标应用于地图制图、工程测量、地理信息系统等领域。
同时，在实施过程中，需要注意根据实际情况进行坐标系转换，以满足特定场景下的需求。
四、2000国家大地坐标系的优势和应用前景2000国家大地坐标系相比传统坐标系，具有以下优势：1)采用全球地壳动力学模型，具备更好的地球动力学特征；2)增加了大地测量技术，提高了坐标的准确度和一致性；3)基于现代计算机和信息技术，方便实施和应用。
在应用方面，2000国家大地坐标系已经广泛应用于地图制图、城市规划、工程测量等领域。
未来，随着地理信息技术的快速发展，2000国家大地坐标系将进一步应用于导航系统、无人驾驶、地理空间信息共享等领域，对于推动经济社会发展具有重要意义。
五、总结2000国家大地坐标系是中国大地测量学的重要成果，基于全球地壳动力学变形监测，通过观测数据和七参数进行坐标转换，提高了地图的准确性和一致性。
2000国家大地坐标系
关于印发启用2000国家坐标系实施方案的通知 国家坐标系实施方案的通知 关于印发启用 国测国字〔2008〕24号 国务院各部委、各直属机构，各有关中央企业，各省、 国务院各部委、各直属机构，各有关中央企业，各省、 自治区、直辖市测绘行政主管部门， 自治区、直辖市测绘行政主管部门，新疆生产建设兵团测绘 主管部门： 主管部门： 经国务院批准，我国自2008年7月1日起，启用 日起， 经国务院批准，我国自 年 月 日起 启用2000国 国 家大地坐标系。为做好启用2000国家大地坐标系的实施工 家大地坐标系。为做好启用 国家大地坐标系的实施工 我局组织制定了《启用2000国家大地坐标系实施方 作，我局组织制定了《启用 国家大地坐标系实施方 现予印发，请遵照执行。 案》，现予印发，请遵照执行。 附件： 现有测绘成果转换到 附件：《现有测绘成果转换到2000国家大地坐标系技术指 国家大地坐标系技术指 南 》》 国家测绘局 〇〇八年七月十七日 二〇〇八年七月十七日
二、点位坐标转换方法
（一）模型选择 全国及省级范围的坐标转换选择二维七参数转换模型； 全国及省级范围的坐标转换选择二维七参数转换模型；省 级以下的坐标转换可选择三维四参数模型或平面四参数模型。 级以下的坐标转换可选择三维四参数模型或平面四参数模型。 对于相对独立的平面坐标系统与2000国家大地坐标系的联系可 对于相对独立的平面坐标系统与 国家大地坐标系的联系可 采用平面四参数模型或多项式回归模型。 采用平面四参数模型或多项式回归模型。坐标转换模型详见本 指南第六部分。 指南第六部分。 （二）重合点选取 坐标重合点可采用在两个坐标系下均有坐标成果的点。 坐标重合点可采用在两个坐标系下均有坐标成果的点。但 最终重合点还需根据所确定的转换参数，计算重合点坐标残差， 最终重合点还需根据所确定的转换参数，计算重合点坐标残差， 根据其残差值的大小来确定，若残差大于3倍中误差则剔除 倍中误差则剔除， 根据其残差值的大小来确定，若残差大于 倍中误差则剔除， 重新计算坐标转换参数，直到满足精度要求为止； 重新计算坐标转换参数，直到满足精度要求为止；用于计算转 换参数的重合点数量与转换区域的大小有关，但不得少于5个 换参数的重合点数量与转换区域的大小有关，但不得少于 个。
2000大地坐标系转换技术指南.
CGCS2000 –China Geodetic Coordinate System 2000附件：现有测绘成果转换到2000国家大地坐标系技术指南一、2000国家大地坐标系的定义国家大地坐标系的定义包括坐标系的原点、三个坐标轴的指向、尺度以及地球椭球的4个基本参数的定义。
2000国家大地坐标系的原点为包括海洋和大气的整个地球的质量中心；2000国家大地坐标系的Z轴由原点指向历元2000.0的地球参考极的方向，该历元的指向由国际时间局给定的历元为1984.0的初始指向推算，定向的时间演化保证相对于地壳不产生残余的全球旋转，X轴由原点指向格林尼治参考子午线与地球赤道面（历元2000.0）的交点，Y轴与Z轴、X轴构成右手正交坐标系。
采用广义相对论意义下的尺度。
2000国家大地坐标系采用的地球椭球参数的数值为：长半轴a＝6378137m扁率f=1/298.257222101地心引力常数GM＝3.986004418×1014m3s-2自转角速度ω＝7.292l15×10-5rad s-1其它参数见下表：采用2000国家大地坐标系后仍采用无潮汐系统。
二、点位坐标转换方法（一）模型选择全国及省级范围的坐标转换选择二维七参数转换模型；省级以下的坐标转换可选择三维四参数模型或平面四参数模型。
对于相对独立的平面坐标系统与2000国家大地坐标系的联系可采用平面四参数模型或多项式回归模型。
坐标转换模型详见本指南第六部分。
（二）重合点选取坐标重合点可采用在两个坐标系下均有坐标成果的点。
但最终重合点还需根据所确定的转换参数，计算重合点坐标残差，根据其残差值的大小来确定，若残差大于3倍中误差则剔除，重新计算坐标转换参数，直到满足精度要求为止；用于计算转换参数的重合点数量与转换区域的大小有关，但不得少于5个。
（三）模型参数计算用所确定的重合点坐标，根据坐标转换模型利用最小二乘法计算模型参数。
（四）精度评估与检核用上述模型进行坐标转换时必须满足相应的精度指标，具体精度评估指标及评估方法见附件中相关内容。
国家大地坐标系
三、1:2.5-1:25万数据库的转换
❖ （一）按国家基本比例尺地形图分幅组织的数据库 按国家基本比例尺地形图分幅组织的图形数据（DLG、DEM
、DRG），依据以下方案进行转换。 ❖ 1、1:2.5-1:10万DLG数据库转换 （1）1954年北京坐标系下1:2.5-1:10万DLG数据库转换 a、依据相应比例尺分幅进行区域划分，分两步完成坐标转换
•
二、点位坐标转换方法
❖ （一）模型选择 全国及省级范围的坐标转换选择二维七参数转换模型；省
级以下的坐标转换可选择三维四参数模型或平面四参数模型。 对于相对独立的平面坐标系统与2000国家大地坐标系的联系可 采用平面四参数模型或多项式回归模型。坐标转换模型详见本 指南第六部分。 ❖ （二）重合点选取
❖ 自转角速度 ω＝7.292l15×10-5rad s-1
•
❖ 其它参数见下表：
短半径b(m) 极曲率半径c (m) 第一偏心率e 第一偏心率平方e2 第二偏心率e’
第二偏心率平方e’2
1/4子午圈的长度Q(m) 椭球平均半径R1(m) 相同表面积的球半径R2(m) 相同体积的球半径R3(m)
6356752.31414 6399593.62586 0.0818191910428 0.00669438002290 0.0820944381519
•
一、2000国家大地坐标系的定义
国家大地坐标系的定义包括坐标系的原点 、三个坐标轴的指向、尺度以及地球椭球的4 个基本参数的定义。
2000国家大地坐标系的原点为包括海洋和 大气的整个地球的质量中心；
2000国家大地坐标系的Z轴由原点指向历 元2000.0的地球参考极的方向，该历元的指向 由国际时间局给定的历元为1984.0的初始指向 推算，定向的时间演化保证相对于地壳不产生 残余的全球旋转，
2000国家大地坐标系技术指南要点
附件：现有测绘成果转换到2000国家大地坐标系技术指南一、2000国家大地坐标系的定义国家大地坐标系的定义包括坐标系的原点、三个坐标轴的指向、尺度以及地球椭球的4个基本参数的定义。
2000国家大地坐标系的原点为包括海洋和大气的整个地球的质量中心；2000国家大地坐标系的Z轴由原点指向历元2000.0的地球参考极的方向，该历元的指向由国际时间局给定的历元为1984.0的初始指向推算，定向的时间演化保证相对于地壳不产生残余的全球旋转，X轴由原点指向格林尼治参考子午线与地球赤道面（历元2000.0）的交点，Y轴与Z轴、X轴构成右手正交坐标系。
采用广义相对论意义下的尺度。
2000国家大地坐标系采用的地球椭球参数的数值为：长半轴a＝6378137m扁率f=1/298.257222101地心引力常数GM＝3.986004418×1014m3s-2自转角速度ω＝7.292l15×10-5rad s-1其它参数见下表：采用2000国家大地坐标系后仍采用无潮汐系统。
二、点位坐标转换方法（一）模型选择全国及省级范围的坐标转换选择二维七参数转换模型；省级以下的坐标转换可选择三维四参数模型或平面四参数模型。
对于相对独立的平面坐标系统与2000国家大地坐标系的联系可采用平面四参数模型或多项式回归模型。
坐标转换模型详见本指南第六部分。
（二）重合点选取坐标重合点可采用在两个坐标系下均有坐标成果的点。
但最终重合点还需根据所确定的转换参数，计算重合点坐标残差，根据其残差值的大小来确定，若残差大于3倍中误差则剔除，重新计算坐标转换参数，直到满足精度要求为止；用于计算转换参数的重合点数量与转换区域的大小有关，但不得少于5个。
（三）模型参数计算用所确定的重合点坐标，根据坐标转换模型利用最小二乘法计算模型参数。
（四）精度评估与检核用上述模型进行坐标转换时必须满足相应的精度指标，具体精度评估指标及评估方法见附件中相关内容。
2000国家大地坐标系要求
2000国家大地坐标系是一个用于地图测绘和地理信息系统的国家统一的大地坐标系统。
它在我国的地图测绘、地理信息系统、国土资源管理、国防和国民经济的各个领域中都有着广泛的应用。
由于其重要性，对2000国家大地坐标系的要求也是非常严格的。
1. 坐标精度要求：2000国家大地坐标系的测量精度要求非常高，通常要求在1:10000的比例尺下，其坐标精度达到1米以内。
这就意味着在地图上，通过2000国家大地坐标系所标注的点，其位置应该能够准确到1米以内。
举例说明：在城市规划中，如果需要测绘一个建筑物或者道路的位置，就需要使用2000国家大地坐标系来确定其位置。
这样可以保证在地图上准确地标注出建筑物或者道路的位置，为城市规划和管理提供准确的数据支持。
2. 坐标体系要求：2000国家大地坐标系采用了椭球面坐标系和投影坐标系相结合的方式，以达到更高的测量精度。
在坐标体系上，要求采用国家规定的椭球面参数和投影参数，以确保测量的统一性和准确性。
举例说明：在地图制作中，如果需要将不同地区的地图进行拼接，就需要使用相同的坐标体系。
如果不同地区的地图采用了不同的椭球面参数和投影参数，就会导致地图拼接后出现偏差，影响地图的使用价值。
3. 数据格式要求：2000国家大地坐标系的数据格式采用了国家统一的坐标数据格式，通常是采用经度、纬度或者X、Y坐标的方式进行表示。
在数据格式上，要求采用国家规定的数据格式，以确保数据的统一性和可操作性。
举例说明：在地理信息系统中，如果需要将不同来源的地理数据进行整合和分析，就需要采用统一的数据格式。
如果不同数据采用了不同的格式，就会导致数据整合困难，影响地理信息系统的应用效果。
综上所述，2000国家大地坐标系要求的严格性主要体现在坐标精度、坐标体系和数据格式上。
只有严格遵循这些要求，才能获得准确、可靠的坐标数据，为地图测绘和地理信息系统的应用提供可靠的数据支持。
【干货】2000国家大地坐标系转换指南
【干货】2000国家大地坐标系转换指南一、2000国家大地坐标系的定义国家大地坐标系的定义包括坐标系的原点、三个坐标轴的指向、尺度以及地球椭球的4个基本参数的定义.2000国家大地坐标系的原点为包括海洋和大气的整个地球的质量中心;2000国家大地坐标系的Z轴由原点指向历元2000.0的地球参考极的方向,该历元的指向由国际时间局给定的历元为1984.0的初始指向推算,定向的时间演化保证相对于地壳不产生残余的全球旋转,X轴由原点指向格林尼治参考子午线与地球赤道面(历元2000.0)的交点,Y轴与Z轴、X轴构成右手正交坐标系.采用广义相对论意义下的尺度.2000国家大地坐标系采用的地球椭球参数的数值为：长半轴a＝6378137m扁率f=1/298.25722210114m3s-2地心引力常数GM＝3.986004418×10-5rads-1自转角速度ω＝7.292l15×10其它参数见下表：采用2000国家大地坐标系后仍采用无潮汐系统.二、点位坐标转换方法(一)模型选择全国及省级范围的坐标转换选择二维七参数转换模型;省级以下的坐标转换可选择三维四参数模型或平面四参数模型.对于相对独立的平面坐标系统与2000国家大地坐标系的联系可采用平面四参数模型或多项式回归模型.坐标转换模型详见本指南第六部分.(二)重合点选取坐标重合点可采用在两个坐标系下均有坐标成果的点.但最终重合点还需根据所确定的转换参数,计算重合点坐标残差,根据其残差值的大小来确定,若残差大于3倍中误差则剔除,重新计算坐标转换参数,直到满足精度要求为止;用于计算转换参数的重合点数量与转换区域的大小有关,但不得少于5个.(三)模型参数计算用所确定的重合点坐标,根据坐标转换模型利用最小二乘法计算模型参数.(四)精度评估与检核用上述模型进行坐标转换时必须满足相应的精度指标,具体精度评估指标及评估方法见附件中相关内容.选择部分重合点作为外部检核点,不参与转换参数计算,用转换参数计算这些点的转换坐标与已知坐标进行比较进行外部检核.应选定至少6个均匀分布的重合点对坐标转换精度进行检核.(五)数据库中点位坐标转换模型参数计算的区域选取对于1980西安坐标系下的数据库,采用全国数据计算的一套模型参数可满足1:5万及1:25万比例尺数据库转换的精度要求;采用全国数据计算的六个分区的模型参数可满足1:1万比例尺数据库转换的精度要求.对于1954年北京坐标系下的数据库的转换,采用全国数据计算的六个分区的模型参数可满足1:5万及1:25万比例尺数据库转换的精度要求;按(2°×3°)进行分区计算模型参数可满足1:1万比例尺数据库转换的精度要求.三、1:2.5-1:25万数据库的转换(一)按国家基本比例尺地形图分幅组织的数据库按国家基本比例尺地形图分幅组织的图形数据(DLG、DEM、DRG),依据以下方案进行转换.1、1:2.5-1:10万DLG数据库转换(1)1954年北京坐标系下1:2.5-1:10万DLG数据库转换a、依据相应比例尺分幅进行区域划分,分两步完成坐标转换.首先进行椭球体变换,再利用对应的比例尺图幅区域的X、Y坐标平移量进行坐标平移;b、依据2000国家大地坐标系下对应的比例尺标准分幅图廓进行数据裁切,区域边缘图幅中的数据空白区利用相邻图幅数据进行补充;c、添加2000国家大地坐标系下的方里格网层,删除原方里格网数据层;d、完成图廓更改、数据编辑、数据接边、拓扑重建、数据入库等数据后处理及建库工作;e、图幅换带接边：采用右图(1954年北京坐标系)接左图(2000国家大地坐标系)时,先进行右图的椭球体与换带转换,在左带中利用左图的平移量进行右图的坐标平移,完成接边后保存在左带中的右图(备份)成果.返回右图取消先前换带接边加入的平移量,并进行投影变换,最后利用右带自身的平移量完成平移后,方可与其相邻的右图接边;f、对基础地理信息数据库元数据相关条目进行更改.(2)1980西安坐标系下1:2.5-1:10万DLG数据库转换依据相应比例尺分幅进行区域划分,不考虑椭球体变换,直接利用对应的比例尺图幅区域的X、Y坐标平移量进行坐标平移;然后按照1954年北京坐标系下DLG 数据库转换的b～f对应步骤进行.2、1:2.5-1:10万DRG数据库转换原数据为300～500dpi的原版印刷地图经扫描纠正生成的RGB栅格数据,无图幅间要素的接边处理.(1)1954年北京坐标系下1:2.5-1:10万DRG数据库转换a、考虑椭球变换及对应图廓角点的X、Y坐标平移量,计算1954年北京坐标系分幅图廓角点在2000国家大地坐标系下的坐标,并修改数据头文件中相应的定位坐标;b、在DRG数据上叠加2000国家大地坐标系下新的大地控制基础层(图廓及方里格网等),新图廓中数据空白或数据出图区域不做图纹补充和裁减;c、在图例中添加2000国家大地坐标系下新的控制基准说明条款;d、完成数据合层,并保持DRG数据的原有分辨率;e、更改元数据中相关内容,增加1954年北京坐标系标准分幅的图廓四角点在2000国家大地坐标系下坐标,计算2000国家大地坐标系标准分幅的图廓四角点的坐标.转换后数据为2000国家大地坐标系坐标、1954年北京坐标系分幅.(2)1980西安坐标系下1:2.5-1:10万DRG数据库转换获取图幅对应比例尺图幅图廓角点的X、Y坐标平移量,根据平移量计算图幅定位坐标,修改数据头文件;然后按照1954年北京坐标系到2000国家大地坐标系的1:2.5-1:10万DRG数据库转换的b～e步骤进行.转换后数据为2000国家大地坐标系坐标、1980年西安坐标系分幅.3、1:2.5-1:10万DEM数据库转换原数据为25米分辨率的灰阶(256个)栅格数据,建库数据图幅间接边处理完好.此数据转换可有两种方式：一种是依据2000国家大地坐标系下DLG相关图层数据(等高线、高程点)重新生成DEM(见DEM数据生产规范),一种是进行DEM数据的转换.以下给出DEM数据转换方法.(1)1954年北京坐标系下1:2.5-1:10万DEM数据库转换a、按照比例尺对应图幅分块,在需补充内容的邻接边各增加一个相应比例尺图幅;b、考虑椭球变换及相应的比例尺图幅的X、Y坐标平移量,求得X、Y坐标改正值;c、根据坐标改正值进行图幅坐标平移,同时,参考像素分辨率确定起算坐标进行数据重采样;d、按2000国家大地坐标系新的图廓及重叠像素进行图幅裁切,更改数据头文件中定位坐标;e、修改元数据相关条目.(2)1980西安坐标系下1:2.5-1:10万DEM数据库转换a、按照相应比例尺对应图幅分块,在需补充内容的邻接边各增加一个相应比例尺图幅;b、依据相应的比例尺图幅的X、Y坐标平移量,进行图幅坐标平移,并参考像素分辨率确定起算坐标完成数据重采样;c、d按1954年北京坐标系1:2.5-1:10万DEM数据库转换的d、e步骤进行.4、1:25万DLG数据库转换(1)将1:25万分幅的平面坐标平移量转换为对应的经、纬度平移量或直接获取对应图幅的经、纬度平移量;(2)根据1:25万分幅的经、纬度平移量,完成1:25万经纬度数据到2000国家大地坐标系经纬度数据的转换(1954年北京坐标系需同时考虑椭球体变化和平移量);(3)依据2000国家大地坐标系下对应的1:25万标准分幅图廓进行数据裁切,区域边缘图幅中的数据空白区利用相邻图幅数据进行补充;(4)数据后处理,包括：图廓更改、新格网层添加、数据编辑、数据接边、拓扑重建、数据入库等;(5)更改元数据文件.5、1:25万DEM数据库转换(1)利用2000国家大地坐标系对应的DLG数据层,重新内插生成DEM;(2)依据新的DEM更改元数据文件.(二)按其它方式建立的数据库1、按区域建立的图形数据库按区域(省、地区、流域等)建立的图形数据库(DLG、DEM、DRG),可先分带分块分层完成转换,参照以上相应比例尺基础地理信息数据库的转换方案转换后拼接合成.1:10万-1:25万数据库,依1:25万数据库转换方案逐块进行转换,再整体拼接合成;按非高斯投影方式组织的,将原数据经纬网30′×30′或15′×15′交点作为坐标转换参考点,计算这些参考点在2000国家大地坐标系下的坐标,利用地理信息软件进行图形纠正,完成数据转换.2、按线性条带建立的图形数据库按线性条带(境界、河流、交通线、管道线等)建立的图形数据库,可依据条带的方向、长短等分段进行,再拼接合成;也可通过条带中一定密度地物点的两套坐标,通过软件逐点进行纠正.具体方法：分块纠正：对于1:1万分块,按1:1万数据转换方案逐块纠正后接边合成;对于1:5万分块,按1:2.5-1:10万数据转换方案逐块纠正后接边合成;逐点纠正：依据数据精度,建立一定密度(1:1万100米格网点、1:5万2000米格网点)的坐标转换参考点,计算这些参考点在新坐标系下的坐标,利用地理信息软件完成数据转换.3、按无固定分幅分区建立的图形数据库按无固定分幅分区建立的图形数据,根据坐标系、比例尺及数据主体所在的图幅、数据的组织方式、产品类型(DLG、DEM、DRG)等,参照相应比例尺的转换方案,实施数据转换.4、DOM数据库转换原数据为航空或航天遥感获取的黑白或彩色影像数据,是连续的灰度(全色)或RGB(彩色)栅格数据,分辨率有多种方式(主要包括用于1:5地形图测绘的各种分辨率航空影像,以及用于专题调查的10米、15米、30米等卫星影像).影像数据转换可参照下列方式进行.对于已按数据库组织方式加工与处理的DOM数据,可采用1:2.5-1:10万DEM的数据转换方法,也可采用计算各景影像有效图边的4点在2000国家大地坐标系下的坐标来重新定位的方式.对于尚未按数据库组织方式加工与处理的DOM数据,可采用1:2.5-1:10万DRG的数据转换方法,不再添加新的控制基础信息.分辨率5米-30米的数据,需依据其数据主体所在的1:25万图幅区域来选用1:25万对应图幅的综合坐标改正值;对于分辨率在2米到5米间的数据,需依据其数据主体所在的1:5万图幅区域来选用1:5万对应图幅的综合坐标改正值;由此确定各自的X、Y方向平移像素数对应的坐标值(直接取1:25万或1:5万综合坐标改正值,或由像素数×像素分辨率求得).按高斯投影、分像对(分景)组织的高分辨率影像数据,参照1:1万DOM转换技术方案进行转换.四、1:1万及1:5千基础地理信息数据库的转换(一)1:1万及1:5千格网点坐标转换改正量计算1、1980西安坐标系坐标转换改正量计算1:1万以上大比例尺一般按(2°×3°)进行分区,并对每个分区向外扩充约20′,分别解算出各分区的转换参数后,利用确定的转换方法与转换模型分别计算全国1:1万及1:5千格网点的2000国家大地坐标系坐标B2000,L2000,进而求出各点的1980西安坐标系与2000国家大地坐标系的差值DB802000,DL802000（B2000-B80,L2000-L80）,形成全国1:1万及1:5千格网点的1980西安坐标系与2000国家大地坐标系的转换改正量DB802000,DL802000.2、1954年北京坐标系坐标转换改正量计算全国1954年北京坐标系向2000国家大地坐标系转换改正量计算采用两步法：首先计算1954年北京坐标系转换向1980西安坐标系转换改正量,其次计算1980西安坐标系向2000国家大地坐标系转换改正量,最后将两改正量叠加形成1954年北京坐标系向2000国家大地坐标系转换坐标转换改正量.①1954年北京坐标系向1980西安坐标系转换坐标改正量计算新旧坐标系统(1954年北京坐标系与1980年西安坐标系)的转换大地坐标改正量计算公式：式中:△a,△e2分别为IAG-75椭球与克拉索夫斯基椭球长半径,第一偏心率平方之差.即.则各个点在1980西安坐标系中的大地坐标为：●根据转换的B80,L80,采用高斯投影正算公式计算相应的高斯平面坐标X80,Y80.●求取全国1:1万以大比例尺格网点的转换改正量●平差改正量的计算1954年北京坐标系所提供的大地点成果没有经过整体平差,1980西安坐标系提供的大地点成果是经过整体平差的数据,所以新旧系统转换还要考虑平差改正量的问题.计算平差改正量比较麻烦,没有一定的数学模式,不同地区,平差改正量差别很大,在我国中部某些地区,平差改正量在1米以下,而在东北地区的某些图幅则在10米以上.在实际计算中,在全国均匀地选择一定数量的一、二等大地点,利用它们新(1980西安坐标系)旧(1954年北京坐标系)坐标系的坐标进行多种分析试算并剔除粗差点,然后分别计算它们的坐标差值,根据这些差值和它们的大地坐标分别绘制两张平差改正量分布图(即dX,dY分布图),这样在分布图上可以直接内插出全国1:1万以大比例尺格网点的平差改正量DX2,DY2.●根据全国1:1万以大比例尺格网点的转换改正量DX1,DY1和平差改正量DX2,DY2按下列公式计算1954年北京坐标系向1980西安坐标系转换坐标转换改正量DX,DY.●将DX,DY换算成1:1万以大比例尺格网点大地坐标转换改正量DB5480,DL5480.②1954年北京坐标系向2000国家大地坐标系转换坐标转换改正量计算将全国1:1万以大比例尺格网点的1954年北京坐标系向1980西安坐标系的转换改正量DB5480与1980西安坐标系向2000国家大地坐标系的转换改正量DB802000叠加,得到全国1:1万以大比例尺格网点1954年北京坐标系向2000国家大地坐标系转换的坐标转换改正量DB542000.即：DB542000=DB5480+DB802000DL542000=DL5480+DL802000(二)1:1万及1:5千DLG数据库转换转换流程如图1所示：1、1954年北京坐标系下1:1万、1:5千DLG数据库转换(1)每个图幅的四个图廓点坐标改正量选用1954年北京坐标系向2000国家大地坐标系转换方法计算;(2)图幅内各要素点的坐标改正量根据选用的本图幅的四个图廓点坐标改正量,按双线性内插等方法计算;(3)根据图幅四个图廓点坐标改正量和图幅内各要素点的坐标改正量,计算2000国家大地坐标系下的图幅四个图廓点坐标和图幅内各要素点的坐标;(4)与周边图幅拼接;(5)按照2000国家大地坐标系下对应1:1万、1:5千标准分幅计算新的公里格网数据,即添加2000国家大地坐标系下新的公里格网层;(6)完成图廓更改、数据编辑、换带接边、拓扑重建;(7)对空间数据库元数据相关条目进行更改;(8)数据入库等数据后处理工作.2、1980西安坐标系下1:1万、1:5千DLG数据库转换(1)每个图幅的四个图廓点坐标改正量选用1980西安坐标系向2000国家大地坐标系转换方法计算;(2)～(8)参照1954年北京坐标系到2000国家大地坐标系1:1万、1:5千DLG数据库转换的对应步骤进行.(三)1:1万及1:5千DRG数据库转换在保持原分辨率不变的情况下,利用逐格网纠正的方法进行数据转换.1、1954年北京坐标系下1:1万、1:5千DRG数据库转换(1)在2000国家大地坐标系下生成图廓坐标及公里格网,逐公里格网点纠正1:1万、1:5千DRG数据;(2)修改元数据相关条目;(3)修改相关的图外整饰.2、1980西安坐标系下1:1万、1:5千DRG数据库转换参照1954年北京坐标系到2000国家大地坐标系1:1万、1:5千DRG数据库转换的对应步骤进行.(四)1:1万及1:5千DEM数据库转换利用DEM生产过程中形成的矢量数据与DEM离散点数据完成数据转换.1、1954年北京坐标系下1:1万、1:5千DEM数据库转换(1)矢量数据与DEM离散点数据转换方法;a、每个图幅的四个图廓点坐标改正量选用1954年北京坐标系向2000国家大地坐标系转换方法计算;b、图幅内各要素点的坐标改正量根据选用的本图幅的四个图廓点坐标改正量,按双线性内插等方法计算;c、根据图幅四个图廓点坐标改正量和图幅内各要素点的坐标改正量,计算2000国家大地坐标系下的图幅四个图廓点坐标和图幅内各要素点的坐标;d、与周边图幅拼接.(2)构造TIN;(3)按相关规范或规定内插DEM;(4)对检查点坐标文件进行点对点坐标转换;(5)修改元数据条目.2、1980西安坐标系下1:1万、1:5千DEM数据库转换(1)每个图幅的四个图廓点坐标改正量选用1980西安坐标系向2000国家大地坐标系转换方法计算;(2)～(5)参照1954年北京坐标系1:1万、1:5千DEM数据库转换的对应步骤进行.(五)1:1万及1:5千DOM数据库转换原数据为航空或航天遥感获取的黑白或彩色影像数据,是连续的灰度或RGB 栅格数据,在转换中应保持原影像分辨率.1、在原DOM上叠加相应坐标系统的内图廓及公里格网,在2000国家大地坐标系下生成图廓坐标及公里格网,逐公里格网点纠正1:1万、1:5千DOM数据;2、转换后,删除内图廓及公里格网;3、修改元数据相关条目.五、相对独立的平面坐标系统与2000国家大地坐标系建立联系的方法(一)相对独立的平面坐标系统控制点建立联系的方法可通过现行国家大地坐标系的平面坐标过渡,利用坐标转换方法将相对独立的平面坐标系统下控制点成果转换到2000国家大地坐标系下.选取相对独立的平面坐标系统与2000国家大地坐标系的重合点的原则如下：择优选取地方控制网的起算点及高精度控制点、周围国家高精度的控制点,大中城市至少选取5个重合点(城外4个,市内中心1个);小城市在城市外围至少选取4个重合点,重合点要分布均匀,包围城市区域,并在城市内部选定至少6个均匀分布的重合点对坐标转换精度进行检核.建立相对独立的平面坐标系统与2000国家大地坐标系联系时,坐标转换模型要同时适用于地方控制点转换和城市数字地图的转换.一般采用平面四参数转换模型,重合点较多时可采用多元逐步回归模型.当相对独立的平面坐标系统控制点和数字地图均为三维地心坐标时,采用Bursa七参数转换模型.坐标转换中误差应小于0.05米.(二)相对独立的平面坐标系统下数字地形图转换采用点对点转换法完成相对独立的平面坐标系统下数字地形图到2000国家大地坐标系的转换,转换后相邻图幅不存在接边问题.具体步骤如下：利用控制点的转换模型和参数,对相对独立的平面坐标系统下数字地形图进行转换,形成2000国家大地坐标系地形图.根据转换后的图幅四个图廓点在2000国家大地坐标系下的坐标,重新划分公里格网线,原公里格网线删除.根据2000国家大地坐标系下的图廓坐标,对每幅图进行裁剪和补充.六、坐标转换方法(一)坐标转换模型1、二维七参数转换模型其中：△B,△L---同一点位在两个坐标系下的纬度差、经度差,单位为弧度,△a,△f---椭球长半轴差(单位米)、扁率差(无量纲),△X,△Y,△Z---平移参数,单位为米,εx,εy,εz---旋转参数,单位为弧度,m---尺度参数(无量纲).2、平面四参数转换模型属于两维坐标转换,对于三维坐标,需将坐标通过高斯投影变换得到平面坐标再计算转换参数.平面直角坐标转换模型：其中,x0,y0为平移参数,α为旋转参数,m为尺度参数.x2,y2为2000国家大地坐标系下的平面直角坐标,x1,y1为原坐标系下平面直角坐标.坐标单位为米.3、综合法坐标转换所谓综合法即就是在相似变换(Bursa七参数转换)的基础上,再对空间直角坐标残差进行多项式拟合,系统误差通过多项式系数得到消弱,使统一后的坐标系框架点坐标具有较好的一致性,从而提高坐标转换精度.综合法转换模型及转换方法：●利用重合点先用相似变换转换Bursa七参数坐标转换模型式中,3个平移参数[△X△Y△Z]T,3个旋转参数[εxεyεz]T和1个尺度参数m.●对相似变换后的重合点残差Vx,Vy,Vz采用多项式拟合式中：B,L单位：弧度;K为拟合阶数;aij为系数,通过最小二乘求解.4、三维七参数坐标转换模型(二)高斯正反算公式1、高斯投影正算公式子午线弧长X计算见附录.2、高斯投影反算公式(三)坐标转换精度评定和评估方法对于1954年北京坐标系、1980西安坐标系与2000国家大地坐标系转换分区转换及数据库转换点位的平均精度应小于图上的0.1mm.具体：对于1:5千坐标转换,1980西安坐标系与2000国家大地坐标系转换分区转换平均精度≤0.5m;1954年北京坐标系与2000国家大地坐标系转换分区转换平均精度≤1.0m;1:5万基础地理信息数据库坐标转换精度≤5.0m;1:1万基础地理信息数据库坐标转换精度≤1.0m;1:5千基础地理信息数据库坐标转换精度≤0.5m.依据计算坐标转换模型参数的重合点的残差中误差评估坐标转换精度.对于n 个点,坐标转换精度估计公式如下：①V(残差)=重合点转换坐标-重合点已知坐标②空间直角坐标X残差中误差③空间直角坐标Y残差中误差④空间直角坐标Z残差中误差点位中误差⑤平面坐标x残差中误差⑥平面坐标y残差中误差⑦大地高H残差中误差平面点位中误差为2000国家大地坐标系转换常见问题分析摘要：在现有成果向2000国家大地坐标系转换工作中,各省市都做了很多理论研究和实际转换工作.本文阐述了现有成果向2000国家大地坐标系转换的方法,对不同数据、不同方法转换过程中常见的问题进行汇总、整理,并分析问题产生的原因及对成果的影响,为今后现有成果向2000国家大地坐标系转换工作提供参考和建议,以确保成果转换的质量.关键词:CGCS2000;坐标转换;大地控制点;基础地理信息数据;GNSS基准站;三角点;4D产品自2008年7月1日起,我国启用2000国家大地坐标系(CGCS2000),各地有关部门开展了现有各类测绘信息成果到CGCS2000的转换工作,积极推进CGCS2000的推广使用.为做好启用CGCS2000的实施工作,国家测绘地理信息局于2008年7月组织编制了《启用2000国家大地坐标系实施方案》和《现有测绘成果转换到2000国家大地坐标系技术指南》.为加快CGCS2000推广使用工作,进一步指导各部门、各单位顺利完成原有坐标系成果向CGCS2000转换,确保转换技术方法正确,国家测绘地理信息局于2013年6月组织编制了《2000国家大地坐标系推广使用技术指南》和《大地测量控制点坐标转换技术规程》.CGCS2000转换涉及的测绘地理信息成果主要包括大地控制点类成果(GNSS基准站、GNSS控制点、三角点)和基础地理信息数据成果(DLG、DOM、DEM、DRG).文献[1—2]从总体上介绍了CGCS2000的构建、精化、维持和更新,以及可用于转换工作的国家级成果.文献[3—11]研究了GNSS基准站、大地控制点、4D产品的转换方法.文献[12]探讨了转换的检查方法.本文对省级坐标转换中存在的常见问题进行梳理和分析.一坐标转换方法1.大地控制点类成果(1)坐标归算本方法适用于非CGCS2000的省级GNSS基准站和卫星大地控制点坐标向CGCS2000的坐标转换.即对拟转换点采用与周边稳定的IGS 站及国家级的GNSS连续运行基准站进行联测的方法,获得各站点在现ITRF框架、观测历元下的位置,经过历元归算、板块运动改正、框架转换。
2000国家大地坐标系成果使用方法
2000国家大地坐标系成果使用方法2000年国家大地坐标系是中国测绘界在2000年实施的一种测量方法和坐标体系。
它与1980年国家大地坐标系相比，在数学模型、椭球参数、参考基准点等方面有所更新和改进。
下面将详细介绍2000国家大地坐标系的使用方法。
1.坐标体系概述：2000国家大地坐标系采用全球地球定位系统（GPS）技术，以WGS-84椭球体为基础，通过大量的GPS观测数据确定了中国国际基准点。
在坐标系统中，将国际基准点的坐标值设置为零点，通过GPS观测数据将其他地点的坐标值计算出来，从而建立了整个中国大陆地区的高精度坐标体系。
2.坐标基准点：3.坐标计算公式：X1 = X0 + ΔX + (1 + m) * (dx + (1 - s) * dy + rx * dz)Y1 = Y0 + ΔY + (1 + m) * (s * dx + dy - ry * dz)Z1 = Z0 + ΔZ + (1 + m) * (-rx * dy + ry * dx + dz)其中，X0、Y0、Z0为国际基准点的坐标值；ΔX、ΔY、ΔZ为各基准点与国际基准点的差值；dx、dy、dz为点的东、北、天向残差；s为尺度因子；rx、ry、rz为旋转角；m为尺度因子改正值。
4.坐标转换：在实际使用过程中，用户可以通过测量获得一些基准点和待测点的坐标，然后利用上述公式进行坐标转换。
例如，已知一个点在1980国家大地坐标系下的坐标为(X0,Y0,Z0)，则可以通过已知的参数值和坐标计算公式，将该点的坐标(X1,Y1,Z1)转换为2000国家大地坐标系下的坐标。
5.数据应用：2000国家大地坐标系为各类工程项目提供了高精度的坐标数据，并且具有良好的相容性和传承性。
在土地管理、城市规划、工程测量、导航定位等领域都广泛应用。
同时，2000国家大地坐标系还与全球卫星导航系统相结合，通过不断更新技术和观测数据，提高了测绘成果的精度和适用性。
2000国家大地坐标系转换指南
2000国家大地坐标系转换指南【引言】2000年版国家大地坐标系转换指南是指导国内测绘及相关领域在使用新的2000国家大地坐标系进行自由测量和实际应用时，进行大地坐标转换的技术规范和方法指南。
本指南旨在规范和统一各类坐标数据的转换，提高数据的精度和一致性，保证地理信息数据的正确性和可靠性，以满足工程和科学研究的需要。
【概述】2000国家大地坐标系是中国测绘界在2000年采用的新的地理坐标系统，该系统基于国家2000大地坐标参考系统和2000年国家大地坐标转换参数模型，用于计算和表示地球上任意点的坐标。
此次转换指南主要介绍了2000国家大地坐标系在测绘领域内的应用和坐标转换方法。
【主要内容】一、坐标系的基本知识1.1坐标系的概念和作用1.2空间直角坐标系和大地坐标系的区别1.32000国家大地坐标系的基本特点二、基准的确定和转换2.12000地理坐标基准的建立2.2基准面的参数模型和计算方法2.3基准转换的技术方法三、坐标转换的基本原理和方法3.1大地坐标的表示方法3.2大地坐标转换的数学原理3.3坐标转换的常用方法和相关参数四、坐标转换的实际应用4.1坐标转换的数据准备和处理4.2坐标转换的精度分析与控制4.3基于坐标转换的实际案例分析五、坐标转换的软件和工具5.1坐标转换的软件介绍和功能5.2坐标转换工具的使用方法5.3坐标转换的自动化处理六、坐标转换的注意事项和问题解决6.1常见问题的解答和说明6.2坐标转换中的注意事项和技巧【结论】本指南详细介绍了2000国家大地坐标系的基本知识、基准确定和转换、坐标转换的原理和方法、实际应用、软件和工具、注意事项和问题解决等内容。
通过本指南的学习和实践，可以帮助测绘人员和相关领域的专业人员准确、高效地进行2000国家大地坐标系的转换工作，提高数据质量，推动地理信息领域的发展。
同时，也为今后国内大地坐标系转换工作的规范和方法提供了参考和借鉴。
【干货】2000国家大地坐标系转换指南
【干货】2000国家大地坐标系转换指南一、2000国家大地坐标系的定义国家大地坐标系的定义包括坐标系的原点、三个坐标轴的指向、尺度以及地球椭球的4个基本参数的定义.2000国家大地坐标系的原点为包括海洋和大气的整个地球的质量中心;2000国家大地坐标系的Z轴由原点指向历元2000.0的地球参考极的方向,该历元的指向由国际时间局给定的历元为1984.0的初始指向推算,定向的时间演化保证相对于地壳不产生残余的全球旋转,X轴由原点指向格林尼治参考子午线与地球赤道面(历元2000.0)的交点,Y轴与Z轴、X轴构成右手正交坐标系.采用广义相对论意义下的尺度.2000国家大地坐标系采用的地球椭球参数的数值为：长半轴a＝6378137m扁率f=1/298.25722210114m3s-2地心引力常数GM＝3.986004418×10-5rads-1自转角速度ω＝7.292l15×10其它参数见下表：采用2000国家大地坐标系后仍采用无潮汐系统.二、点位坐标转换方法(一)模型选择全国及省级范围的坐标转换选择二维七参数转换模型;省级以下的坐标转换可选择三维四参数模型或平面四参数模型.对于相对独立的平面坐标系统与2000国家大地坐标系的联系可采用平面四参数模型或多项式回归模型.坐标转换模型详见本指南第六部分.(二)重合点选取坐标重合点可采用在两个坐标系下均有坐标成果的点.但最终重合点还需根据所确定的转换参数,计算重合点坐标残差,根据其残差值的大小来确定,若残差大于3倍中误差则剔除,重新计算坐标转换参数,直到满足精度要求为止;用于计算转换参数的重合点数量与转换区域的大小有关,但不得少于5个.(三)模型参数计算用所确定的重合点坐标,根据坐标转换模型利用最小二乘法计算模型参数.(四)精度评估与检核用上述模型进行坐标转换时必须满足相应的精度指标,具体精度评估指标及评估方法见附件中相关内容.选择部分重合点作为外部检核点,不参与转换参数计算,用转换参数计算这些点的转换坐标与已知坐标进行比较进行外部检核.应选定至少6个均匀分布的重合点对坐标转换精度进行检核.(五)数据库中点位坐标转换模型参数计算的区域选取对于1980西安坐标系下的数据库,采用全国数据计算的一套模型参数可满足1:5万及1:25万比例尺数据库转换的精度要求;采用全国数据计算的六个分区的模型参数可满足1:1万比例尺数据库转换的精度要求.对于1954年北京坐标系下的数据库的转换,采用全国数据计算的六个分区的模型参数可满足1:5万及1:25万比例尺数据库转换的精度要求;按(2°×3°)进行分区计算模型参数可满足1:1万比例尺数据库转换的精度要求.三、1:2.5-1:25万数据库的转换(一)按国家基本比例尺地形图分幅组织的数据库按国家基本比例尺地形图分幅组织的图形数据(DLG、DEM、DRG),依据以下方案进行转换.1、1:2.5-1:10万DLG数据库转换(1)1954年北京坐标系下1:2.5-1:10万DLG数据库转换a、依据相应比例尺分幅进行区域划分,分两步完成坐标转换.首先进行椭球体变换,再利用对应的比例尺图幅区域的X、Y坐标平移量进行坐标平移;b、依据2000国家大地坐标系下对应的比例尺标准分幅图廓进行数据裁切,区域边缘图幅中的数据空白区利用相邻图幅数据进行补充;c、添加2000国家大地坐标系下的方里格网层,删除原方里格网数据层;d、完成图廓更改、数据编辑、数据接边、拓扑重建、数据入库等数据后处理及建库工作;e、图幅换带接边：采用右图(1954年北京坐标系)接左图(2000国家大地坐标系)时,先进行右图的椭球体与换带转换,在左带中利用左图的平移量进行右图的坐标平移,完成接边后保存在左带中的右图(备份)成果.返回右图取消先前换带接边加入的平移量,并进行投影变换,最后利用右带自身的平移量完成平移后,方可与其相邻的右图接边;f、对基础地理信息数据库元数据相关条目进行更改.(2)1980西安坐标系下1:2.5-1:10万DLG数据库转换依据相应比例尺分幅进行区域划分,不考虑椭球体变换,直接利用对应的比例尺图幅区域的X、Y坐标平移量进行坐标平移;然后按照1954年北京坐标系下DLG 数据库转换的b～f对应步骤进行.2、1:2.5-1:10万DRG数据库转换原数据为300～500dpi的原版印刷地图经扫描纠正生成的RGB栅格数据,无图幅间要素的接边处理.(1)1954年北京坐标系下1:2.5-1:10万DRG数据库转换a、考虑椭球变换及对应图廓角点的X、Y坐标平移量,计算1954年北京坐标系分幅图廓角点在2000国家大地坐标系下的坐标,并修改数据头文件中相应的定位坐标;b、在DRG数据上叠加2000国家大地坐标系下新的大地控制基础层(图廓及方里格网等),新图廓中数据空白或数据出图区域不做图纹补充和裁减;c、在图例中添加2000国家大地坐标系下新的控制基准说明条款;d、完成数据合层,并保持DRG数据的原有分辨率;e、更改元数据中相关内容,增加1954年北京坐标系标准分幅的图廓四角点在2000国家大地坐标系下坐标,计算2000国家大地坐标系标准分幅的图廓四角点的坐标.转换后数据为2000国家大地坐标系坐标、1954年北京坐标系分幅.(2)1980西安坐标系下1:2.5-1:10万DRG数据库转换获取图幅对应比例尺图幅图廓角点的X、Y坐标平移量,根据平移量计算图幅定位坐标,修改数据头文件;然后按照1954年北京坐标系到2000国家大地坐标系的1:2.5-1:10万DRG数据库转换的b～e步骤进行.转换后数据为2000国家大地坐标系坐标、1980年西安坐标系分幅.3、1:2.5-1:10万DEM数据库转换原数据为25米分辨率的灰阶(256个)栅格数据,建库数据图幅间接边处理完好.此数据转换可有两种方式：一种是依据2000国家大地坐标系下DLG相关图层数据(等高线、高程点)重新生成DEM(见DEM数据生产规范),一种是进行DEM数据的转换.以下给出DEM数据转换方法.(1)1954年北京坐标系下1:2.5-1:10万DEM数据库转换a、按照比例尺对应图幅分块,在需补充内容的邻接边各增加一个相应比例尺图幅;b、考虑椭球变换及相应的比例尺图幅的X、Y坐标平移量,求得X、Y坐标改正值;c、根据坐标改正值进行图幅坐标平移,同时,参考像素分辨率确定起算坐标进行数据重采样;d、按2000国家大地坐标系新的图廓及重叠像素进行图幅裁切,更改数据头文件中定位坐标;e、修改元数据相关条目.(2)1980西安坐标系下1:2.5-1:10万DEM数据库转换a、按照相应比例尺对应图幅分块,在需补充内容的邻接边各增加一个相应比例尺图幅;b、依据相应的比例尺图幅的X、Y坐标平移量,进行图幅坐标平移,并参考像素分辨率确定起算坐标完成数据重采样;c、d按1954年北京坐标系1:2.5-1:10万DEM数据库转换的d、e步骤进行.4、1:25万DLG数据库转换(1)将1:25万分幅的平面坐标平移量转换为对应的经、纬度平移量或直接获取对应图幅的经、纬度平移量;(2)根据1:25万分幅的经、纬度平移量,完成1:25万经纬度数据到2000国家大地坐标系经纬度数据的转换(1954年北京坐标系需同时考虑椭球体变化和平移量);(3)依据2000国家大地坐标系下对应的1:25万标准分幅图廓进行数据裁切,区域边缘图幅中的数据空白区利用相邻图幅数据进行补充;(4)数据后处理,包括：图廓更改、新格网层添加、数据编辑、数据接边、拓扑重建、数据入库等;(5)更改元数据文件.5、1:25万DEM数据库转换(1)利用2000国家大地坐标系对应的DLG数据层,重新内插生成DEM;(2)依据新的DEM更改元数据文件.(二)按其它方式建立的数据库1、按区域建立的图形数据库按区域(省、地区、流域等)建立的图形数据库(DLG、DEM、DRG),可先分带分块分层完成转换,参照以上相应比例尺基础地理信息数据库的转换方案转换后拼接合成.1:10万-1:25万数据库,依1:25万数据库转换方案逐块进行转换,再整体拼接合成;按非高斯投影方式组织的,将原数据经纬网30′×30′或15′×15′交点作为坐标转换参考点,计算这些参考点在2000国家大地坐标系下的坐标,利用地理信息软件进行图形纠正,完成数据转换.2、按线性条带建立的图形数据库按线性条带(境界、河流、交通线、管道线等)建立的图形数据库,可依据条带的方向、长短等分段进行,再拼接合成;也可通过条带中一定密度地物点的两套坐标,通过软件逐点进行纠正.具体方法：分块纠正：对于1:1万分块,按1:1万数据转换方案逐块纠正后接边合成;对于1:5万分块,按1:2.5-1:10万数据转换方案逐块纠正后接边合成;逐点纠正：依据数据精度,建立一定密度(1:1万100米格网点、1:5万2000米格网点)的坐标转换参考点,计算这些参考点在新坐标系下的坐标,利用地理信息软件完成数据转换.3、按无固定分幅分区建立的图形数据库按无固定分幅分区建立的图形数据,根据坐标系、比例尺及数据主体所在的图幅、数据的组织方式、产品类型(DLG、DEM、DRG)等,参照相应比例尺的转换方案,实施数据转换.4、DOM数据库转换原数据为航空或航天遥感获取的黑白或彩色影像数据,是连续的灰度(全色)或RGB(彩色)栅格数据,分辨率有多种方式(主要包括用于1:5地形图测绘的各种分辨率航空影像,以及用于专题调查的10米、15米、30米等卫星影像).影像数据转换可参照下列方式进行.对于已按数据库组织方式加工与处理的DOM数据,可采用1:2.5-1:10万DEM的数据转换方法,也可采用计算各景影像有效图边的4点在2000国家大地坐标系下的坐标来重新定位的方式.对于尚未按数据库组织方式加工与处理的DOM数据,可采用1:2.5-1:10万DRG的数据转换方法,不再添加新的控制基础信息.分辨率5米-30米的数据,需依据其数据主体所在的1:25万图幅区域来选用1:25万对应图幅的综合坐标改正值;对于分辨率在2米到5米间的数据,需依据其数据主体所在的1:5万图幅区域来选用1:5万对应图幅的综合坐标改正值;由此确定各自的X、Y方向平移像素数对应的坐标值(直接取1:25万或1:5万综合坐标改正值,或由像素数×像素分辨率求得).按高斯投影、分像对(分景)组织的高分辨率影像数据,参照1:1万DOM转换技术方案进行转换.四、1:1万及1:5千基础地理信息数据库的转换(一)1:1万及1:5千格网点坐标转换改正量计算1、1980西安坐标系坐标转换改正量计算1:1万以上大比例尺一般按(2°×3°)进行分区,并对每个分区向外扩充约20′,分别解算出各分区的转换参数后,利用确定的转换方法与转换模型分别计算全国1:1万及1:5千格网点的2000国家大地坐标系坐标B2000,L2000,进而求出各点的1980西安坐标系与2000国家大地坐标系的差值DB802000,DL802000（B2000-B80,L2000-L80）,形成全国1:1万及1:5千格网点的1980西安坐标系与2000国家大地坐标系的转换改正量DB802000,DL802000.2、1954年北京坐标系坐标转换改正量计算全国1954年北京坐标系向2000国家大地坐标系转换改正量计算采用两步法：首先计算1954年北京坐标系转换向1980西安坐标系转换改正量,其次计算1980西安坐标系向2000国家大地坐标系转换改正量,最后将两改正量叠加形成1954年北京坐标系向2000国家大地坐标系转换坐标转换改正量.①1954年北京坐标系向1980西安坐标系转换坐标改正量计算新旧坐标系统(1954年北京坐标系与1980年西安坐标系)的转换大地坐标改正量计算公式：式中:△a,△e2分别为IAG-75椭球与克拉索夫斯基椭球长半径,第一偏心率平方之差.即.则各个点在1980西安坐标系中的大地坐标为：●根据转换的B80,L80,采用高斯投影正算公式计算相应的高斯平面坐标X80,Y80.●求取全国1:1万以大比例尺格网点的转换改正量●平差改正量的计算1954年北京坐标系所提供的大地点成果没有经过整体平差,1980西安坐标系提供的大地点成果是经过整体平差的数据,所以新旧系统转换还要考虑平差改正量的问题.计算平差改正量比较麻烦,没有一定的数学模式,不同地区,平差改正量差别很大,在我国中部某些地区,平差改正量在1米以下,而在东北地区的某些图幅则在10米以上.在实际计算中,在全国均匀地选择一定数量的一、二等大地点,利用它们新(1980西安坐标系)旧(1954年北京坐标系)坐标系的坐标进行多种分析试算并剔除粗差点,然后分别计算它们的坐标差值,根据这些差值和它们的大地坐标分别绘制两张平差改正量分布图(即dX,dY分布图),这样在分布图上可以直接内插出全国1:1万以大比例尺格网点的平差改正量DX2,DY2.●根据全国1:1万以大比例尺格网点的转换改正量DX1,DY1和平差改正量DX2,DY2按下列公式计算1954年北京坐标系向1980西安坐标系转换坐标转换改正量DX,DY.●将DX,DY换算成1:1万以大比例尺格网点大地坐标转换改正量DB5480,DL5480.②1954年北京坐标系向2000国家大地坐标系转换坐标转换改正量计算将全国1:1万以大比例尺格网点的1954年北京坐标系向1980西安坐标系的转换改正量DB5480与1980西安坐标系向2000国家大地坐标系的转换改正量DB802000叠加,得到全国1:1万以大比例尺格网点1954年北京坐标系向2000国家大地坐标系转换的坐标转换改正量DB542000.即：DB542000=DB5480+DB802000DL542000=DL5480+DL802000(二)1:1万及1:5千DLG数据库转换转换流程如图1所示：1、1954年北京坐标系下1:1万、1:5千DLG数据库转换(1)每个图幅的四个图廓点坐标改正量选用1954年北京坐标系向2000国家大地坐标系转换方法计算;(2)图幅内各要素点的坐标改正量根据选用的本图幅的四个图廓点坐标改正量,按双线性内插等方法计算;(3)根据图幅四个图廓点坐标改正量和图幅内各要素点的坐标改正量,计算2000国家大地坐标系下的图幅四个图廓点坐标和图幅内各要素点的坐标;(4)与周边图幅拼接;(5)按照2000国家大地坐标系下对应1:1万、1:5千标准分幅计算新的公里格网数据,即添加2000国家大地坐标系下新的公里格网层;(6)完成图廓更改、数据编辑、换带接边、拓扑重建;(7)对空间数据库元数据相关条目进行更改;(8)数据入库等数据后处理工作.2、1980西安坐标系下1:1万、1:5千DLG数据库转换(1)每个图幅的四个图廓点坐标改正量选用1980西安坐标系向2000国家大地坐标系转换方法计算;(2)～(8)参照1954年北京坐标系到2000国家大地坐标系1:1万、1:5千DLG数据库转换的对应步骤进行.(三)1:1万及1:5千DRG数据库转换在保持原分辨率不变的情况下,利用逐格网纠正的方法进行数据转换.1、1954年北京坐标系下1:1万、1:5千DRG数据库转换(1)在2000国家大地坐标系下生成图廓坐标及公里格网,逐公里格网点纠正1:1万、1:5千DRG数据;(2)修改元数据相关条目;(3)修改相关的图外整饰.2、1980西安坐标系下1:1万、1:5千DRG数据库转换参照1954年北京坐标系到2000国家大地坐标系1:1万、1:5千DRG数据库转换的对应步骤进行.(四)1:1万及1:5千DEM数据库转换利用DEM生产过程中形成的矢量数据与DEM离散点数据完成数据转换.1、1954年北京坐标系下1:1万、1:5千DEM数据库转换(1)矢量数据与DEM离散点数据转换方法;a、每个图幅的四个图廓点坐标改正量选用1954年北京坐标系向2000国家大地坐标系转换方法计算;b、图幅内各要素点的坐标改正量根据选用的本图幅的四个图廓点坐标改正量,按双线性内插等方法计算;c、根据图幅四个图廓点坐标改正量和图幅内各要素点的坐标改正量,计算2000国家大地坐标系下的图幅四个图廓点坐标和图幅内各要素点的坐标;d、与周边图幅拼接.(2)构造TIN;(3)按相关规范或规定内插DEM;(4)对检查点坐标文件进行点对点坐标转换;(5)修改元数据条目.2、1980西安坐标系下1:1万、1:5千DEM数据库转换(1)每个图幅的四个图廓点坐标改正量选用1980西安坐标系向2000国家大地坐标系转换方法计算;(2)～(5)参照1954年北京坐标系1:1万、1:5千DEM数据库转换的对应步骤进行.(五)1:1万及1:5千DOM数据库转换原数据为航空或航天遥感获取的黑白或彩色影像数据,是连续的灰度或RGB 栅格数据,在转换中应保持原影像分辨率.1、在原DOM上叠加相应坐标系统的内图廓及公里格网,在2000国家大地坐标系下生成图廓坐标及公里格网,逐公里格网点纠正1:1万、1:5千DOM数据;2、转换后,删除内图廓及公里格网;3、修改元数据相关条目.五、相对独立的平面坐标系统与2000国家大地坐标系建立联系的方法(一)相对独立的平面坐标系统控制点建立联系的方法可通过现行国家大地坐标系的平面坐标过渡,利用坐标转换方法将相对独立的平面坐标系统下控制点成果转换到2000国家大地坐标系下.选取相对独立的平面坐标系统与2000国家大地坐标系的重合点的原则如下：择优选取地方控制网的起算点及高精度控制点、周围国家高精度的控制点,大中城市至少选取5个重合点(城外4个,市内中心1个);小城市在城市外围至少选取4个重合点,重合点要分布均匀,包围城市区域,并在城市内部选定至少6个均匀分布的重合点对坐标转换精度进行检核.建立相对独立的平面坐标系统与2000国家大地坐标系联系时,坐标转换模型要同时适用于地方控制点转换和城市数字地图的转换.一般采用平面四参数转换模型,重合点较多时可采用多元逐步回归模型.当相对独立的平面坐标系统控制点和数字地图均为三维地心坐标时,采用Bursa七参数转换模型.坐标转换中误差应小于0.05米.(二)相对独立的平面坐标系统下数字地形图转换采用点对点转换法完成相对独立的平面坐标系统下数字地形图到2000国家大地坐标系的转换,转换后相邻图幅不存在接边问题.具体步骤如下：利用控制点的转换模型和参数,对相对独立的平面坐标系统下数字地形图进行转换,形成2000国家大地坐标系地形图.根据转换后的图幅四个图廓点在2000国家大地坐标系下的坐标,重新划分公里格网线,原公里格网线删除.根据2000国家大地坐标系下的图廓坐标,对每幅图进行裁剪和补充.六、坐标转换方法(一)坐标转换模型1、二维七参数转换模型其中：△B,△L---同一点位在两个坐标系下的纬度差、经度差,单位为弧度,△a,△f---椭球长半轴差(单位米)、扁率差(无量纲),△X,△Y,△Z---平移参数,单位为米,εx,εy,εz---旋转参数,单位为弧度,m---尺度参数(无量纲).2、平面四参数转换模型属于两维坐标转换,对于三维坐标,需将坐标通过高斯投影变换得到平面坐标再计算转换参数.平面直角坐标转换模型：其中,x0,y0为平移参数,α为旋转参数,m为尺度参数.x2,y2为2000国家大地坐标系下的平面直角坐标,x1,y1为原坐标系下平面直角坐标.坐标单位为米.3、综合法坐标转换所谓综合法即就是在相似变换(Bursa七参数转换)的基础上,再对空间直角坐标残差进行多项式拟合,系统误差通过多项式系数得到消弱,使统一后的坐标系框架点坐标具有较好的一致性,从而提高坐标转换精度.综合法转换模型及转换方法：●利用重合点先用相似变换转换Bursa七参数坐标转换模型式中,3个平移参数[△X△Y△Z]T,3个旋转参数[εxεyεz]T和1个尺度参数m.●对相似变换后的重合点残差Vx,Vy,Vz采用多项式拟合式中：B,L单位：弧度;K为拟合阶数;aij为系数,通过最小二乘求解.4、三维七参数坐标转换模型(二)高斯正反算公式1、高斯投影正算公式子午线弧长X计算见附录.2、高斯投影反算公式(三)坐标转换精度评定和评估方法对于1954年北京坐标系、1980西安坐标系与2000国家大地坐标系转换分区转换及数据库转换点位的平均精度应小于图上的0.1mm.具体：对于1:5千坐标转换,1980西安坐标系与2000国家大地坐标系转换分区转换平均精度≤0.5m;1954年北京坐标系与2000国家大地坐标系转换分区转换平均精度≤1.0m;1:5万基础地理信息数据库坐标转换精度≤5.0m;1:1万基础地理信息数据库坐标转换精度≤1.0m;1:5千基础地理信息数据库坐标转换精度≤0.5m.依据计算坐标转换模型参数的重合点的残差中误差评估坐标转换精度.对于n 个点,坐标转换精度估计公式如下：①V(残差)=重合点转换坐标-重合点已知坐标②空间直角坐标X残差中误差③空间直角坐标Y残差中误差④空间直角坐标Z残差中误差点位中误差⑤平面坐标x残差中误差⑥平面坐标y残差中误差⑦大地高H残差中误差平面点位中误差为2000国家大地坐标系转换常见问题分析摘要：在现有成果向2000国家大地坐标系转换工作中,各省市都做了很多理论研究和实际转换工作.本文阐述了现有成果向2000国家大地坐标系转换的方法,对不同数据、不同方法转换过程中常见的问题进行汇总、整理,并分析问题产生的原因及对成果的影响,为今后现有成果向2000国家大地坐标系转换工作提供参考和建议,以确保成果转换的质量.关键词:CGCS2000;坐标转换;大地控制点;基础地理信息数据;GNSS基准站;三角点;4D产品自2008年7月1日起,我国启用2000国家大地坐标系(CGCS2000),各地有关部门开展了现有各类测绘信息成果到CGCS2000的转换工作,积极推进CGCS2000的推广使用.为做好启用CGCS2000的实施工作,国家测绘地理信息局于2008年7月组织编制了《启用2000国家大地坐标系实施方案》和《现有测绘成果转换到2000国家大地坐标系技术指南》.为加快CGCS2000推广使用工作,进一步指导各部门、各单位顺利完成原有坐标系成果向CGCS2000转换,确保转换技术方法正确,国家测绘地理信息局于2013年6月组织编制了《2000国家大地坐标系推广使用技术指南》和《大地测量控制点坐标转换技术规程》.CGCS2000转换涉及的测绘地理信息成果主要包括大地控制点类成果(GNSS基准站、GNSS控制点、三角点)和基础地理信息数据成果(DLG、DOM、DEM、DRG).文献[1—2]从总体上介绍了CGCS2000的构建、精化、维持和更新,以及可用于转换工作的国家级成果.文献[3—11]研究了GNSS基准站、大地控制点、4D产品的转换方法.文献[12]探讨了转换的检查方法.本文对省级坐标转换中存在的常见问题进行梳理和分析.一坐标转换方法1.大地控制点类成果(1)坐标归算本方法适用于非CGCS2000的省级GNSS基准站和卫星大地控制点坐标向CGCS2000的坐标转换.即对拟转换点采用与周边稳定的IGS 站及国家级的GNSS连续运行基准站进行联测的方法,获得各站点在现ITRF框架、观测历元下的位置,经过历元归算、板块运动改正、框架转换。
(可修改)2000国家大地坐标系.doc
2000国家大地坐标系一、起止时间2008年4月，国务院批准自2008年7月1日起，启用2000国家大地坐标系。
二、大地坐标系CGCS2000是（中国）2000国家大地坐标系的缩写，该坐标系是通过中国GPS 连续运行基准站、空间大地控制网以及天文大地网与空间地网联合平差建立的地心大地坐标系统。
2000（中国）国家大地坐标系以ITRF 97 参考框架为基准, 参考框架历元为2000.0，仍采用无潮汐系统。
表示方法：大地坐标系，是将地球模拟成一个规则的椭球，以大地经度（L）、大地纬度（B）、大地高（H）来表示地球表面物体的位置。
大地经度（L）是通过该点的大地子午面与起始大地子午面（通过格林尼治天文台的子午面）之间的夹角，规定以起始子午面起算，向东由0°至180°称为东经，向西由0°至180°称为西经。
大地纬度（B）是通过该点的法线与赤道面的夹角，规定由赤道面起算，由赤道面向北从0°至90°称为北纬，向南从0°到90°称为南纬。
其中著名的纬线“北回归线”是太阳光线能够直射在地球上最北的界线，横穿于绿水青山的增城境内，其大地纬度值约为北纬23度26分。
大地高（H）则是物体到椭球表面的高度。
（纬度，经度，高）=（B,L,H）=空间立体坐标（X,Y,Z）分带划分：在经纬度绘制图面时，不方便直接测量面积和长度，各类证书、图纸上更常见的是平面坐标值。
于是便有了地图投影，即将物体位置从不可展平的地球表面投影到一个平面，并保证地物空间信息在区域上的联系与完整。
“等角横切椭圆柱投影”，为我国常用的地图投影方式。
该方法由大家熟知的德国数学天才高斯于19世纪20年代提出，并在90年后由科学家克吕格补充完善，故又名“高斯-克吕格投影”。
为了便于理解，我们可以把地球看做一个大西瓜，然后等分切开，再一瓣瓣展开，便可以得到平面的地图。
为了保证展开后变形不致太大，一般切为60份或120份，一份又称为一分带，又叫6度分带和3度分带。
【干货】2000国家大地坐标系转换指南
【干货】2000国家大地坐标系转换指南一、2000国家大地坐标系的定义国家大地坐标系的定义包括坐标系的原点、三个坐标轴的指向、尺度以及地球椭球的4个基本参数的定义.2000国家大地坐标系的原点为包括海洋和大气的整个地球的质量中心;2000国家大地坐标系的Z轴由原点指向历元2000.0的地球参考极的方向,该历元的指向由国际时间局给定的历元为1984.0的初始指向推算,定向的时间演化保证相对于地壳不产生残余的全球旋转,X轴由原点指向格林尼治参考子午线与地球赤道面(历元2000.0)的交点,Y轴与Z轴、X轴构成右手正交坐标系.采用广义相对论意义下的尺度.2000国家大地坐标系采用的地球椭球参数的数值为：长半轴a＝6378137m扁率f=1/298.25722210114m3s-2地心引力常数GM＝3.986004418×10-5rads-1自转角速度ω＝7.292l15×10其它参数见下表：采用2000国家大地坐标系后仍采用无潮汐系统.二、点位坐标转换方法(一)模型选择全国及省级范围的坐标转换选择二维七参数转换模型;省级以下的坐标转换可选择三维四参数模型或平面四参数模型.对于相对独立的平面坐标系统与2000国家大地坐标系的联系可采用平面四参数模型或多项式回归模型.坐标转换模型详见本指南第六部分.(二)重合点选取坐标重合点可采用在两个坐标系下均有坐标成果的点.但最终重合点还需根据所确定的转换参数,计算重合点坐标残差,根据其残差值的大小来确定,若残差大于3倍中误差则剔除,重新计算坐标转换参数,直到满足精度要求为止;用于计算转换参数的重合点数量与转换区域的大小有关,但不得少于5个.(三)模型参数计算用所确定的重合点坐标,根据坐标转换模型利用最小二乘法计算模型参数.(四)精度评估与检核用上述模型进行坐标转换时必须满足相应的精度指标,具体精度评估指标及评估方法见附件中相关内容.选择部分重合点作为外部检核点,不参与转换参数计算,用转换参数计算这些点的转换坐标与已知坐标进行比较进行外部检核.应选定至少6个均匀分布的重合点对坐标转换精度进行检核.(五)数据库中点位坐标转换模型参数计算的区域选取对于1980西安坐标系下的数据库,采用全国数据计算的一套模型参数可满足1:5万及1:25万比例尺数据库转换的精度要求;采用全国数据计算的六个分区的模型参数可满足1:1万比例尺数据库转换的精度要求.对于1954年北京坐标系下的数据库的转换,采用全国数据计算的六个分区的模型参数可满足1:5万及1:25万比例尺数据库转换的精度要求;按(2°×3°)进行分区计算模型参数可满足1:1万比例尺数据库转换的精度要求.三、1:2.5-1:25万数据库的转换(一)按国家基本比例尺地形图分幅组织的数据库按国家基本比例尺地形图分幅组织的图形数据(DLG、DEM、DRG),依据以下方案进行转换.1、1:2.5-1:10万DLG数据库转换(1)1954年北京坐标系下1:2.5-1:10万DLG数据库转换a、依据相应比例尺分幅进行区域划分,分两步完成坐标转换.首先进行椭球体变换,再利用对应的比例尺图幅区域的X、Y坐标平移量进行坐标平移;b、依据2000国家大地坐标系下对应的比例尺标准分幅图廓进行数据裁切,区域边缘图幅中的数据空白区利用相邻图幅数据进行补充;c、添加2000国家大地坐标系下的方里格网层,删除原方里格网数据层;d、完成图廓更改、数据编辑、数据接边、拓扑重建、数据入库等数据后处理及建库工作;e、图幅换带接边：采用右图(1954年北京坐标系)接左图(2000国家大地坐标系)时,先进行右图的椭球体与换带转换,在左带中利用左图的平移量进行右图的坐标平移,完成接边后保存在左带中的右图(备份)成果.返回右图取消先前换带接边加入的平移量,并进行投影变换,最后利用右带自身的平移量完成平移后,方可与其相邻的右图接边;f、对基础地理信息数据库元数据相关条目进行更改.(2)1980西安坐标系下1:2.5-1:10万DLG数据库转换依据相应比例尺分幅进行区域划分,不考虑椭球体变换,直接利用对应的比例尺图幅区域的X、Y坐标平移量进行坐标平移;然后按照1954年北京坐标系下DLG 数据库转换的b～f对应步骤进行.2、1:2.5-1:10万DRG数据库转换原数据为300～500dpi的原版印刷地图经扫描纠正生成的RGB栅格数据,无图幅间要素的接边处理.(1)1954年北京坐标系下1:2.5-1:10万DRG数据库转换a、考虑椭球变换及对应图廓角点的X、Y坐标平移量,计算1954年北京坐标系分幅图廓角点在2000国家大地坐标系下的坐标,并修改数据头文件中相应的定位坐标;b、在DRG数据上叠加2000国家大地坐标系下新的大地控制基础层(图廓及方里格网等),新图廓中数据空白或数据出图区域不做图纹补充和裁减;c、在图例中添加2000国家大地坐标系下新的控制基准说明条款;d、完成数据合层,并保持DRG数据的原有分辨率;e、更改元数据中相关内容,增加1954年北京坐标系标准分幅的图廓四角点在2000国家大地坐标系下坐标,计算2000国家大地坐标系标准分幅的图廓四角点的坐标.转换后数据为2000国家大地坐标系坐标、1954年北京坐标系分幅.(2)1980西安坐标系下1:2.5-1:10万DRG数据库转换获取图幅对应比例尺图幅图廓角点的X、Y坐标平移量,根据平移量计算图幅定位坐标,修改数据头文件;然后按照1954年北京坐标系到2000国家大地坐标系的1:2.5-1:10万DRG数据库转换的b～e步骤进行.转换后数据为2000国家大地坐标系坐标、1980年西安坐标系分幅.3、1:2.5-1:10万DEM数据库转换原数据为25米分辨率的灰阶(256个)栅格数据,建库数据图幅间接边处理完好.此数据转换可有两种方式：一种是依据2000国家大地坐标系下DLG相关图层数据(等高线、高程点)重新生成DEM(见DEM数据生产规范),一种是进行DEM数据的转换.以下给出DEM数据转换方法.(1)1954年北京坐标系下1:2.5-1:10万DEM数据库转换a、按照比例尺对应图幅分块,在需补充内容的邻接边各增加一个相应比例尺图幅;b、考虑椭球变换及相应的比例尺图幅的X、Y坐标平移量,求得X、Y坐标改正值;c、根据坐标改正值进行图幅坐标平移,同时,参考像素分辨率确定起算坐标进行数据重采样;d、按2000国家大地坐标系新的图廓及重叠像素进行图幅裁切,更改数据头文件中定位坐标;e、修改元数据相关条目.(2)1980西安坐标系下1:2.5-1:10万DEM数据库转换a、按照相应比例尺对应图幅分块,在需补充内容的邻接边各增加一个相应比例尺图幅;b、依据相应的比例尺图幅的X、Y坐标平移量,进行图幅坐标平移,并参考像素分辨率确定起算坐标完成数据重采样;c、d按1954年北京坐标系1:2.5-1:10万DEM数据库转换的d、e步骤进行.4、1:25万DLG数据库转换(1)将1:25万分幅的平面坐标平移量转换为对应的经、纬度平移量或直接获取对应图幅的经、纬度平移量;(2)根据1:25万分幅的经、纬度平移量,完成1:25万经纬度数据到2000国家大地坐标系经纬度数据的转换(1954年北京坐标系需同时考虑椭球体变化和平移量);(3)依据2000国家大地坐标系下对应的1:25万标准分幅图廓进行数据裁切,区域边缘图幅中的数据空白区利用相邻图幅数据进行补充;(4)数据后处理,包括：图廓更改、新格网层添加、数据编辑、数据接边、拓扑重建、数据入库等;(5)更改元数据文件.5、1:25万DEM数据库转换(1)利用2000国家大地坐标系对应的DLG数据层,重新内插生成DEM;(2)依据新的DEM更改元数据文件.(二)按其它方式建立的数据库1、按区域建立的图形数据库按区域(省、地区、流域等)建立的图形数据库(DLG、DEM、DRG),可先分带分块分层完成转换,参照以上相应比例尺基础地理信息数据库的转换方案转换后拼接合成.1:10万-1:25万数据库,依1:25万数据库转换方案逐块进行转换,再整体拼接合成;按非高斯投影方式组织的,将原数据经纬网30′×30′或15′×15′交点作为坐标转换参考点,计算这些参考点在2000国家大地坐标系下的坐标,利用地理信息软件进行图形纠正,完成数据转换.2、按线性条带建立的图形数据库按线性条带(境界、河流、交通线、管道线等)建立的图形数据库,可依据条带的方向、长短等分段进行,再拼接合成;也可通过条带中一定密度地物点的两套坐标,通过软件逐点进行纠正.具体方法：分块纠正：对于1:1万分块,按1:1万数据转换方案逐块纠正后接边合成;对于1:5万分块,按1:2.5-1:10万数据转换方案逐块纠正后接边合成;逐点纠正：依据数据精度,建立一定密度(1:1万100米格网点、1:5万2000米格网点)的坐标转换参考点,计算这些参考点在新坐标系下的坐标,利用地理信息软件完成数据转换.3、按无固定分幅分区建立的图形数据库按无固定分幅分区建立的图形数据,根据坐标系、比例尺及数据主体所在的图幅、数据的组织方式、产品类型(DLG、DEM、DRG)等,参照相应比例尺的转换方案,实施数据转换.4、DOM数据库转换原数据为航空或航天遥感获取的黑白或彩色影像数据,是连续的灰度(全色)或RGB(彩色)栅格数据,分辨率有多种方式(主要包括用于1:5地形图测绘的各种分辨率航空影像,以及用于专题调查的10米、15米、30米等卫星影像).影像数据转换可参照下列方式进行.对于已按数据库组织方式加工与处理的DOM数据,可采用1:2.5-1:10万DEM的数据转换方法,也可采用计算各景影像有效图边的4点在2000国家大地坐标系下的坐标来重新定位的方式.对于尚未按数据库组织方式加工与处理的DOM数据,可采用1:2.5-1:10万DRG的数据转换方法,不再添加新的控制基础信息.分辨率5米-30米的数据,需依据其数据主体所在的1:25万图幅区域来选用1:25万对应图幅的综合坐标改正值;对于分辨率在2米到5米间的数据,需依据其数据主体所在的1:5万图幅区域来选用1:5万对应图幅的综合坐标改正值;由此确定各自的X、Y方向平移像素数对应的坐标值(直接取1:25万或1:5万综合坐标改正值,或由像素数×像素分辨率求得).按高斯投影、分像对(分景)组织的高分辨率影像数据,参照1:1万DOM转换技术方案进行转换.四、1:1万及1:5千基础地理信息数据库的转换(一)1:1万及1:5千格网点坐标转换改正量计算1、1980西安坐标系坐标转换改正量计算1:1万以上大比例尺一般按(2°×3°)进行分区,并对每个分区向外扩充约20′,分别解算出各分区的转换参数后,利用确定的转换方法与转换模型分别计算全国1:1万及1:5千格网点的2000国家大地坐标系坐标B2000,L2000,进而求出各点的1980西安坐标系与2000国家大地坐标系的差值DB802000,DL802000（B2000-B80,L2000-L80）,形成全国1:1万及1:5千格网点的1980西安坐标系与2000国家大地坐标系的转换改正量DB802000,DL802000.2、1954年北京坐标系坐标转换改正量计算全国1954年北京坐标系向2000国家大地坐标系转换改正量计算采用两步法：首先计算1954年北京坐标系转换向1980西安坐标系转换改正量,其次计算1980西安坐标系向2000国家大地坐标系转换改正量,最后将两改正量叠加形成1954年北京坐标系向2000国家大地坐标系转换坐标转换改正量.①1954年北京坐标系向1980西安坐标系转换坐标改正量计算新旧坐标系统(1954年北京坐标系与1980年西安坐标系)的转换大地坐标改正量计算公式：式中:△a,△e2分别为IAG-75椭球与克拉索夫斯基椭球长半径,第一偏心率平方之差.即.则各个点在1980西安坐标系中的大地坐标为：●根据转换的B80,L80,采用高斯投影正算公式计算相应的高斯平面坐标X80,Y80.●求取全国1:1万以大比例尺格网点的转换改正量●平差改正量的计算1954年北京坐标系所提供的大地点成果没有经过整体平差,1980西安坐标系提供的大地点成果是经过整体平差的数据,所以新旧系统转换还要考虑平差改正量的问题.计算平差改正量比较麻烦,没有一定的数学模式,不同地区,平差改正量差别很大,在我国中部某些地区,平差改正量在1米以下,而在东北地区的某些图幅则在10米以上.在实际计算中,在全国均匀地选择一定数量的一、二等大地点,利用它们新(1980西安坐标系)旧(1954年北京坐标系)坐标系的坐标进行多种分析试算并剔除粗差点,然后分别计算它们的坐标差值,根据这些差值和它们的大地坐标分别绘制两张平差改正量分布图(即dX,dY分布图),这样在分布图上可以直接内插出全国1:1万以大比例尺格网点的平差改正量DX2,DY2.●根据全国1:1万以大比例尺格网点的转换改正量DX1,DY1和平差改正量DX2,DY2按下列公式计算1954年北京坐标系向1980西安坐标系转换坐标转换改正量DX,DY.●将DX,DY换算成1:1万以大比例尺格网点大地坐标转换改正量DB5480,DL5480.②1954年北京坐标系向2000国家大地坐标系转换坐标转换改正量计算将全国1:1万以大比例尺格网点的1954年北京坐标系向1980西安坐标系的转换改正量DB5480与1980西安坐标系向2000国家大地坐标系的转换改正量DB802000叠加,得到全国1:1万以大比例尺格网点1954年北京坐标系向2000国家大地坐标系转换的坐标转换改正量DB542000.即：DB542000=DB5480+DB802000DL542000=DL5480+DL802000(二)1:1万及1:5千DLG数据库转换转换流程如图1所示：1、1954年北京坐标系下1:1万、1:5千DLG数据库转换(1)每个图幅的四个图廓点坐标改正量选用1954年北京坐标系向2000国家大地坐标系转换方法计算;(2)图幅内各要素点的坐标改正量根据选用的本图幅的四个图廓点坐标改正量,按双线性内插等方法计算;(3)根据图幅四个图廓点坐标改正量和图幅内各要素点的坐标改正量,计算2000国家大地坐标系下的图幅四个图廓点坐标和图幅内各要素点的坐标;(4)与周边图幅拼接;(5)按照2000国家大地坐标系下对应1:1万、1:5千标准分幅计算新的公里格网数据,即添加2000国家大地坐标系下新的公里格网层;(6)完成图廓更改、数据编辑、换带接边、拓扑重建;(7)对空间数据库元数据相关条目进行更改;(8)数据入库等数据后处理工作.2、1980西安坐标系下1:1万、1:5千DLG数据库转换(1)每个图幅的四个图廓点坐标改正量选用1980西安坐标系向2000国家大地坐标系转换方法计算;(2)～(8)参照1954年北京坐标系到2000国家大地坐标系1:1万、1:5千DLG数据库转换的对应步骤进行.(三)1:1万及1:5千DRG数据库转换在保持原分辨率不变的情况下,利用逐格网纠正的方法进行数据转换.1、1954年北京坐标系下1:1万、1:5千DRG数据库转换(1)在2000国家大地坐标系下生成图廓坐标及公里格网,逐公里格网点纠正1:1万、1:5千DRG数据;(2)修改元数据相关条目;(3)修改相关的图外整饰.2、1980西安坐标系下1:1万、1:5千DRG数据库转换参照1954年北京坐标系到2000国家大地坐标系1:1万、1:5千DRG数据库转换的对应步骤进行.(四)1:1万及1:5千DEM数据库转换利用DEM生产过程中形成的矢量数据与DEM离散点数据完成数据转换.1、1954年北京坐标系下1:1万、1:5千DEM数据库转换(1)矢量数据与DEM离散点数据转换方法;a、每个图幅的四个图廓点坐标改正量选用1954年北京坐标系向2000国家大地坐标系转换方法计算;b、图幅内各要素点的坐标改正量根据选用的本图幅的四个图廓点坐标改正量,按双线性内插等方法计算;c、根据图幅四个图廓点坐标改正量和图幅内各要素点的坐标改正量,计算2000国家大地坐标系下的图幅四个图廓点坐标和图幅内各要素点的坐标;d、与周边图幅拼接.(2)构造TIN;(3)按相关规范或规定内插DEM;(4)对检查点坐标文件进行点对点坐标转换;(5)修改元数据条目.2、1980西安坐标系下1:1万、1:5千DEM数据库转换(1)每个图幅的四个图廓点坐标改正量选用1980西安坐标系向2000国家大地坐标系转换方法计算;(2)～(5)参照1954年北京坐标系1:1万、1:5千DEM数据库转换的对应步骤进行.(五)1:1万及1:5千DOM数据库转换原数据为航空或航天遥感获取的黑白或彩色影像数据,是连续的灰度或RGB 栅格数据,在转换中应保持原影像分辨率.1、在原DOM上叠加相应坐标系统的内图廓及公里格网,在2000国家大地坐标系下生成图廓坐标及公里格网,逐公里格网点纠正1:1万、1:5千DOM数据;2、转换后,删除内图廓及公里格网;3、修改元数据相关条目.五、相对独立的平面坐标系统与2000国家大地坐标系建立联系的方法(一)相对独立的平面坐标系统控制点建立联系的方法可通过现行国家大地坐标系的平面坐标过渡,利用坐标转换方法将相对独立的平面坐标系统下控制点成果转换到2000国家大地坐标系下.选取相对独立的平面坐标系统与2000国家大地坐标系的重合点的原则如下：择优选取地方控制网的起算点及高精度控制点、周围国家高精度的控制点,大中城市至少选取5个重合点(城外4个,市内中心1个);小城市在城市外围至少选取4个重合点,重合点要分布均匀,包围城市区域,并在城市内部选定至少6个均匀分布的重合点对坐标转换精度进行检核.建立相对独立的平面坐标系统与2000国家大地坐标系联系时,坐标转换模型要同时适用于地方控制点转换和城市数字地图的转换.一般采用平面四参数转换模型,重合点较多时可采用多元逐步回归模型.当相对独立的平面坐标系统控制点和数字地图均为三维地心坐标时,采用Bursa七参数转换模型.坐标转换中误差应小于0.05米.(二)相对独立的平面坐标系统下数字地形图转换采用点对点转换法完成相对独立的平面坐标系统下数字地形图到2000国家大地坐标系的转换,转换后相邻图幅不存在接边问题.具体步骤如下：利用控制点的转换模型和参数,对相对独立的平面坐标系统下数字地形图进行转换,形成2000国家大地坐标系地形图.根据转换后的图幅四个图廓点在2000国家大地坐标系下的坐标,重新划分公里格网线,原公里格网线删除.根据2000国家大地坐标系下的图廓坐标,对每幅图进行裁剪和补充.六、坐标转换方法(一)坐标转换模型1、二维七参数转换模型其中：△B,△L---同一点位在两个坐标系下的纬度差、经度差,单位为弧度,△a,△f---椭球长半轴差(单位米)、扁率差(无量纲),△X,△Y,△Z---平移参数,单位为米,εx,εy,εz---旋转参数,单位为弧度,m---尺度参数(无量纲).2、平面四参数转换模型属于两维坐标转换,对于三维坐标,需将坐标通过高斯投影变换得到平面坐标再计算转换参数.平面直角坐标转换模型：其中,x0,y0为平移参数,α为旋转参数,m为尺度参数.x2,y2为2000国家大地坐标系下的平面直角坐标,x1,y1为原坐标系下平面直角坐标.坐标单位为米.3、综合法坐标转换所谓综合法即就是在相似变换(Bursa七参数转换)的基础上,再对空间直角坐标残差进行多项式拟合,系统误差通过多项式系数得到消弱,使统一后的坐标系框架点坐标具有较好的一致性,从而提高坐标转换精度.综合法转换模型及转换方法：●利用重合点先用相似变换转换Bursa七参数坐标转换模型式中,3个平移参数[△X△Y△Z]T,3个旋转参数[εxεyεz]T和1个尺度参数m.●对相似变换后的重合点残差Vx,Vy,Vz采用多项式拟合式中：B,L单位：弧度;K为拟合阶数;aij为系数,通过最小二乘求解.4、三维七参数坐标转换模型(二)高斯正反算公式1、高斯投影正算公式子午线弧长X计算见附录.2、高斯投影反算公式(三)坐标转换精度评定和评估方法对于1954年北京坐标系、1980西安坐标系与2000国家大地坐标系转换分区转换及数据库转换点位的平均精度应小于图上的0.1mm.具体：对于1:5千坐标转换,1980西安坐标系与2000国家大地坐标系转换分区转换平均精度≤0.5m;1954年北京坐标系与2000国家大地坐标系转换分区转换平均精度≤1.0m;1:5万基础地理信息数据库坐标转换精度≤5.0m;1:1万基础地理信息数据库坐标转换精度≤1.0m;1:5千基础地理信息数据库坐标转换精度≤0.5m.依据计算坐标转换模型参数的重合点的残差中误差评估坐标转换精度.对于n 个点,坐标转换精度估计公式如下：①V(残差)=重合点转换坐标-重合点已知坐标②空间直角坐标X残差中误差③空间直角坐标Y残差中误差④空间直角坐标Z残差中误差点位中误差⑤平面坐标x残差中误差⑥平面坐标y残差中误差⑦大地高H残差中误差平面点位中误差为2000国家大地坐标系转换常见问题分析摘要：在现有成果向2000国家大地坐标系转换工作中,各省市都做了很多理论研究和实际转换工作.本文阐述了现有成果向2000国家大地坐标系转换的方法,对不同数据、不同方法转换过程中常见的问题进行汇总、整理,并分析问题产生的原因及对成果的影响,为今后现有成果向2000国家大地坐标系转换工作提供参考和建议,以确保成果转换的质量.关键词:CGCS2000;坐标转换;大地控制点;基础地理信息数据;GNSS基准站;三角点;4D产品自2008年7月1日起,我国启用2000国家大地坐标系(CGCS2000),各地有关部门开展了现有各类测绘信息成果到CGCS2000的转换工作,积极推进CGCS2000的推广使用.为做好启用CGCS2000的实施工作,国家测绘地理信息局于2008年7月组织编制了《启用2000国家大地坐标系实施方案》和《现有测绘成果转换到2000国家大地坐标系技术指南》.为加快CGCS2000推广使用工作,进一步指导各部门、各单位顺利完成原有坐标系成果向CGCS2000转换,确保转换技术方法正确,国家测绘地理信息局于2013年6月组织编制了《2000国家大地坐标系推广使用技术指南》和《大地测量控制点坐标转换技术规程》.CGCS2000转换涉及的测绘地理信息成果主要包括大地控制点类成果(GNSS基准站、GNSS控制点、三角点)和基础地理信息数据成果(DLG、DOM、DEM、DRG).文献[1—2]从总体上介绍了CGCS2000的构建、精化、维持和更新,以及可用于转换工作的国家级成果.文献[3—11]研究了GNSS基准站、大地控制点、4D产品的转换方法.文献[12]探讨了转换的检查方法.本文对省级坐标转换中存在的常见问题进行梳理和分析.一坐标转换方法1.大地控制点类成果(1)坐标归算本方法适用于非CGCS2000的省级GNSS基准站和卫星大地控制点坐标向CGCS2000的坐标转换.即对拟转换点采用与周边稳定的IGS站及国家级的GNSS连续运行基准站进行联测的方法,获得各站点在现ITRF框架、观测历元下的位置,经过历元归算、板块运动改正、框架转换[13]3个步骤进行坐标计算.用这种方法进行转换必须要知道网中各站的速度场.。
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附件：现有测绘成果转换到2000国家大地坐标系技术指南一、2000国家大地坐标系的定义国家大地坐标系的定义包括坐标系的原点、三个坐标轴的指向、尺度以及地球椭球的4个基本参数的定义。
2000国家大地坐标系的原点为包括海洋和大气的整个地球的质量中心；2000国家大地坐标系的Z轴由原点指向历元2000.0的地球参考极的方向，该历元的指向由国际时间局给定的历元为1984.0的初始指向推算，定向的时间演化保证相对于地壳不产生残余的全球旋转，X轴由原点指向格林尼治参考子午线与地球赤道面（历元2000.0）的交点，Y轴与Z轴、X轴构成右手正交坐标系。
采用广义相对论意义下的尺度。
2000国家大地坐标系采用的地球椭球参数的数值为：长半轴a＝6378137m扁率f=1/298.257222101地心引力常数GM＝3.986004418×1014m3s-2自转角速度ω＝7.292l15×10-5rad s-1其它参数见下表：采用2000国家大地坐标系后仍采用无潮汐系统。
二、点位坐标转换方法（一）模型选择全国及省级范围的坐标转换选择二维七参数转换模型；省级以下的坐标转换可选择三维四参数模型或平面四参数模型。
对于相对独立的平面坐标系统与2000国家大地坐标系的联系可采用平面四参数模型或多项式回归模型。
坐标转换模型详见本指南第六部分。
（二）重合点选取坐标重合点可采用在两个坐标系下均有坐标成果的点。
但最终重合点还需根据所确定的转换参数，计算重合点坐标残差，根据其残差值的大小来确定，若残差大于3倍中误差则剔除，重新计算坐标转换参数，直到满足精度要求为止；用于计算转换参数的重合点数量与转换区域的大小有关，但不得少于5个。
（三）模型参数计算用所确定的重合点坐标，根据坐标转换模型利用最小二乘法计算模型参数。
（四）精度评估与检核用上述模型进行坐标转换时必须满足相应的精度指标，具体精度评估指标及评估方法见附件中相关内容。
选择部分重合点作为外部检核点，不参与转换参数计算，用转换参数计算这些点的转换坐标与已知坐标进行比较进行外部检核。
应选定至少6个均匀分布的重合点对坐标转换精度进行检核。
（五）数据库中点位坐标转换模型参数计算的区域选取对于1980西安坐标系下的数据库，采用全国数据计算的一套模型参数可满足1:5万及1:25万比例尺数据库转换的精度要求；采用全国数据计算的六个分区的模型参数可满足1:1万比例尺数据库转换的精度要求。
对于1954年北京坐标系下的数据库的转换，采用全国数据计算的六个分区的模型参数可满足1:5万及1:25万比例尺数据库转换的精度要求；按（2°×3°）进行分区计算模型参数可满足1:1万比例尺数据库转换的精度要求。
三、1:2.5-1:25万数据库的转换（一）按国家基本比例尺地形图分幅组织的数据库按国家基本比例尺地形图分幅组织的图形数据（DLG、DEM、DRG），依据以下方案进行转换。
1、1:2.5-1:10万DLG数据库转换（1）1954年北京坐标系下1:2.5-1:10万DLG数据库转换a、依据相应比例尺分幅进行区域划分，分两步完成坐标转换。
首先进行椭球体变换，再利用对应的比例尺图幅区域的X、Y坐标平移量进行坐标平移；b、依据2000国家大地坐标系下对应的比例尺标准分幅图廓进行数据裁切，区域边缘图幅中的数据空白区利用相邻图幅数据进行补充；c、添加2000国家大地坐标系下的方里格网层，删除原方里格网数据层；d、完成图廓更改、数据编辑、数据接边、拓扑重建、数据入库等数据后处理及建库工作；e、图幅换带接边：采用右图（1954年北京坐标系）接左图（2000国家大地坐标系）时，先进行右图的椭球体与换带转换，在左带中利用左图的平移量进行右图的坐标平移，完成接边后保存在左带中的右图（备份）成果。
返回右图取消先前换带接边加入的平移量，并进行投影变换，最后利用右带自身的平移量完成平移后，方可与其相邻的右图接边；f、对基础地理信息数据库元数据相关条目进行更改。
（2）1980西安坐标系下1:2.5-1:10万DLG数据库转换依据相应比例尺分幅进行区域划分，不考虑椭球体变换，直接利用对应的比例尺图幅区域的X、Y坐标平移量进行坐标平移；然后按照1954年北京坐标系下DLG数据库转换的b～f 对应步骤进行。
2、1:2.5-1:10万DRG数据库转换原数据为300～500dpi的原版印刷地图经扫描纠正生成的RGB栅格数据，无图幅间要素的接边处理。
（1）1954年北京坐标系下1:2.5-1:10万DRG数据库转换a、考虑椭球变换及对应图廓角点的X、Y坐标平移量，计算1954年北京坐标系分幅图廓角点在2000国家大地坐标系下的坐标，并修改数据头文件中相应的定位坐标；b、在DRG数据上叠加2000国家大地坐标系下新的大地控制基础层（图廓及方里格网等），新图廓中数据空白或数据出图区域不做图纹补充和裁减；c、在图例中添加2000国家大地坐标系下新的控制基准说明条款；d、完成数据合层，并保持DRG数据的原有分辨率；e、更改元数据中相关内容，增加1954年北京坐标系标准分幅的图廓四角点在2000国家大地坐标系下坐标，计算2000国家大地坐标系标准分幅的图廓四角点的坐标。
转换后数据为2000国家大地坐标系坐标、1954年北京坐标系分幅。
（2）1980西安坐标系下1:2.5-1:10万DRG数据库转换获取图幅对应比例尺图幅图廓角点的X、Y坐标平移量，根据平移量计算图幅定位坐标，修改数据头文件；然后按照1954年北京坐标系到2000国家大地坐标系的1:2.5-1:10万DRG数据库转换的b～e步骤进行。
转换后数据为2000国家大地坐标系坐标、1980年西安坐标系分幅。
3、1:2.5-1:10万DEM数据库转换原数据为25米分辨率的灰阶（256个）栅格数据，建库数据图幅间接边处理完好。
此数据转换可有两种方式：一种是依据2000国家大地坐标系下DLG相关图层数据（等高线、高程点）重新生成DEM（见DEM数据生产规范）,一种是进行DEM 数据的转换。
以下给出DEM数据转换方法。
（1）1954年北京坐标系下1:2.5-1:10万DEM数据库转换a、按照比例尺对应图幅分块，在需补充内容的邻接边各增加一个相应比例尺图幅；b、考虑椭球变换及相应的比例尺图幅的X、Y坐标平移量，求得X、Y坐标改正值；c、根据坐标改正值进行图幅坐标平移，同时，参考像素分辨率确定起算坐标进行数据重采样；d、按2000国家大地坐标系新的图廓及重叠像素进行图幅裁切，更改数据头文件中定位坐标；e、修改元数据相关条目。
（2）1980西安坐标系下1:2.5-1:10万DEM数据库转换a、按照相应比例尺对应图幅分块，在需补充内容的邻接边各增加一个相应比例尺图幅；b、依据相应的比例尺图幅的X、Y坐标平移量，进行图幅坐标平移，并参考像素分辨率确定起算坐标完成数据重采样；c、d按1954年北京坐标系1:2.5-1:10万DEM数据库转换的d、e步骤进行。
4、1:25万DLG数据库转换（1）将1:25万分幅的平面坐标平移量转换为对应的经、纬度平移量或直接获取对应图幅的经、纬度平移量；（2）根据1:25万分幅的经、纬度平移量，完成1:25万经纬度数据到2000国家大地坐标系经纬度数据的转换（1954年北京坐标系需同时考虑椭球体变化和平移量）；（3）依据2000国家大地坐标系下对应的1:25万标准分幅图廓进行数据裁切，区域边缘图幅中的数据空白区利用相邻图幅数据进行补充；（4）数据后处理，包括：图廓更改、新格网层添加、数据编辑、数据接边、拓扑重建、数据入库等；（5）更改元数据文件。
5、1:25万DEM数据库转换（1）利用2000国家大地坐标系对应的DLG数据层，重新内插生成DEM;（2）依据新的DEM更改元数据文件。
（二）按其它方式建立的数据库1、按区域建立的图形数据库按区域（省、地区、流域等）建立的图形数据库（DLG、DEM、DRG），可先分带分块分层完成转换，参照以上相应比例尺基础地理信息数据库的转换方案转换后拼接合成。
1:10万-1:25万数据库，依1:25万数据库转换方案逐块进行转换，再整体拼接合成；按非高斯投影方式组织的，将原数据经纬网30′×30′或15′×15′交点作为坐标转换参考点，计算这些参考点在2000国家大地坐标系下的坐标，利用地理信息软件进行图形纠正，完成数据转换。
2、按线性条带建立的图形数据库按线性条带（境界、河流、交通线、管道线等）建立的图形数据库，可依据条带的方向、长短等分段进行，再拼接合成；也可通过条带中一定密度地物点的两套坐标，通过软件逐点进行纠正。
具体方法：分块纠正：对于1:1万分块，按1:1万数据转换方案逐块纠正后接边合成；对于1:5万分块，按1:2.5-1:10万数据转换方案逐块纠正后接边合成；逐点纠正：依据数据精度，建立一定密度（1:1万100米格网点、1:5万2000米格网点）的坐标转换参考点，计算这些参考点在新坐标系下的坐标，利用地理信息软件完成数据转换。
3、按无固定分幅分区建立的图形数据库按无固定分幅分区建立的图形数据，根据坐标系、比例尺及数据主体所在的图幅、数据的组织方式、产品类型（DLG、DEM、DRG）等，参照相应比例尺的转换方案，实施数据转换。
4、DOM数据库转换原数据为航空或航天遥感获取的黑白或彩色影像数据，是连续的灰度（全色）或RGB（彩色）栅格数据，分辨率有多种方式（主要包括用于1:5地形图测绘的各种分辨率航空影像，以及用于专题调查的10米、15米、30米等卫星影像）。
影像数据转换可参照下列方式进行。
对于已按数据库组织方式加工与处理的DOM数据，可采用1:2.5-1:10万DEM的数据转换方法，也可采用计算各景影像有效图边的4点在2000国家大地坐标系下的坐标来重新定位的方式。
对于尚未按数据库组织方式加工与处理的DOM数据，可采用1:2.5-1:10万DRG的数据转换方法，不再添加新的控制基础信息。
分辨率5米-30米的数据，需依据其数据主体所在的1:25万图幅区域来选用1:25万对应图幅的综合坐标改正值；对于分辨率在2米到5米间的数据，需依据其数据主体所在的1:5万图幅区域来选用1:5万对应图幅的综合坐标改正值；由此确定各自的X、Y方向平移像素数对应的坐标值（直接取1:25万或1:5万综合坐标改正值，或由像素数×像素分辨率求得）。
按高斯投影、分像对（分景）组织的高分辨率影像数据，参照1:1万DOM 转换技术方案进行转换。
四、1:1万及1:5千基础地理信息数据库的转换（一）1:1万及1:5千格网点坐标转换改正量计算1、1980西安坐标系坐标转换改正量计算1:1万以上大比例尺一般按(2°×3°)进行分区，并对每个分区向外扩充约20′，分别解算出各分区的转换参数后，利用确定的转换方法与转换模型分别计算全国1:1万及1:5千格网点的2000国家大地坐标系坐标B2000，L2000，进而求出各点的1980西安坐标系与2000国家大地坐标系的差值DB802000，DL802000（B2000-B80，L2000-L80），形成全国1:1万及1:5千格网点的1980西安坐标系与2000国家大地坐标系的转换改正量DB802000，DL802000。