国家大地坐标系与现行坐标系关系
地理坐标系及我国大地坐标系和高程系
地理坐标系及我国大地坐标系和高程系地理坐标系是指用经纬度表示地面点位的球面坐标系。
在大地测量学中，对于地理坐标系统中的经纬度有三种描述：即天文经纬度、大地经纬度和地心经纬度。
大地控制的主要任务是确定地面点在地球椭球体上的位置。
这种位置包括两个方面：一是点在地球椭球面上的平面位置，即经度和纬度；二是确定点到大地水准面的高度，即高程。
为此，必须首先了解确定点位的坐标系。
1.地理坐标系对地球椭球体而言，其围绕旋转的轴叫地轴。
地轴的北端称为地球的北极，南端称为南极；过地心与地轴垂直的平面与椭球面的交线是一个圆，这就是地球的赤道；过英国格林威治天文台旧址和地轴的平面与椭球面的交线称为本初子午线。
以地球的北极、南极、赤道和本初子午线等作为基本要素，即可构成地球椭球面的地理坐标系统（图2-3）。
其以本初子午线为基准，向东，向西各分了1800，之东为东经，之西为西经；以赤道为基准，向南、向北各分了900，之北为北纬，之南为南纬。
地理坐标系是指用经纬度表示地面点位的球面坐标系。
在大地测量学中，对于地理坐标系统中的经纬度有三种描述：即天文经纬度、大地经纬度和地心经纬度。
（1）天文经纬度天文经度在地球上的定义，即本初子午面与过观测点的子午面所夹的二面角；天文纬度在地球上的定义，即为过某点的铅垂线与赤道平面之间的夹角。
天文经纬度是通过地面天文测量的方法得到的，其以大地水准面和铅垂线为依据，精确的天文测量成果可作为大地测量中定向控制及校核数据之用。
（2）大地经纬度地面上任意一点的位置，也可以用大地经度L、大地纬度B表示。
大地经度是指过参考椭球面上某一点的大地子午面与本初子午面之间的二面角，大地纬度是指过参考椭球面上某一点的法线与赤道面的夹角（图2-3）。
大地经纬度是以地球椭球面和法线为依据，在大地测量中得到广泛采用。
（3）地心经纬度地心，即地球椭球体的质量中心。
地心经度等同于大地经度，地心纬度是指参考椭球体面上的任意一点和椭球体中心连线与赤道面之间的夹角。
国土勘测中现行坐标系的区别
国土勘测中现行坐标系的区别苏长武;李其乐;曹斌华【期刊名称】《山东国土资源》【年(卷),期】2010(026)001【总页数】3页(P52-54)【作者】苏长武;李其乐;曹斌华【作者单位】武警黄金第七支队,山东,烟台,264004;武警黄金第七支队,山东,烟台,264004;武警黄金第七支队,山东,烟台,264004【正文语种】中文在国土资源勘查及测量工作中,经常会遇到这样的问题,不同的城市,不同的地区,不同的部门在使用不同的坐标系,你可能会被它们间的关系弄得心烦,搞不清如何换算。
我国目前使用的大地坐标系统除各地区自己建立的独立坐标系外,还包括1954年北京大地坐标系、1980西安坐标系和新1954年北京大地坐标系,部分领域也在使用世界大地坐标(W GS84,也就是 GPS常用的坐标)。
根据《中华人民共和国测绘法》,我国自2008年7月1日起启用2000国家大地坐标系。
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。
由此可见,除地方独立坐标系外,我国大地坐标系统的现状是5大系统并存。
但过渡期满后,将呈现2000国家大地坐标系独霸天下的局面。
我国目前使用的五种大地坐标系统包括3个参心坐标系(即1954北京大地坐标系、1980国家大地坐标系和新1954年北京大地坐标系)和2个地心坐标系(即WGS84,CGCS2000)。
所谓参心坐标系即以参考椭球中心为坐标原点的坐标系;地心坐标系是以地球质量中心为坐标原点的坐标系。
它们的表现形式都有2种:大地坐标系和直角坐标系。
下面对各坐标系分别进行解释,并阐明其相互间的联系。
1954年北京大地坐标系:新中国成立以后,我国采用了前苏联的克拉索夫斯基椭球参数,并与前苏联1942年坐标系进行联测,通过计算建立了我国大地坐标系,定名为1954年北京大地坐标系。
因此,该坐标系可以认为是前苏联1942年坐标系的延伸。
它的原点不在北京而是在前苏联的普尔科沃。
云南省2000国家大地坐标系坐标转换部分
国际地球参考系统（ITRS）
ITRS 是一种协议地球参考系统，它的定义为（IERS Conventions,1996）:
同一框架下不同历元差异为：
dX
VX
dY
=
(t
-
t0
) VY
dZ
VZ
即点位的差异与速度场、当前历元与参考历元时间间隔
有关，例如ITRF97框架历元为1997.0下的坐标与2008历
元下的坐标差，对于武汉站
ITRF97 ITRF97
-2267749.157 -2267749.5195
三维坐标系统
二维坐标系统
相对精度 实现技术
10-7～10-8
通过现代空间大地测量观测技 术确定
10-6
传统的大地测量方式确定
各基准的参数比较
坐标系统
地球椭球 椭球名称
1954年 北京坐标系
克拉索夫斯基
1980 西安坐标系
IUGG1975
WGS 84 WGS-84
2000国家 大地坐标系
CGCS2000
度、定向及定向演变的定义都是相同的。 参考椭球非常相近，在4个椭球常数ａ、ｆ、GM、ω
中，唯有扁率ｆ有微小差异：
df = f - CGCS2000 fWGS84 =
CGCS2000与WGS 84的比较
相同历元相同框架下的比较
同一点在两个坐标系内的大地坐标产生差异，也导致 正常重力产生差异。
1980西安坐标系统与2000国家大地坐标系转换研究
1980西安坐标系统与2000国家大地坐标系转换研究引言随着我国经济的快速发展和城市化进程的加快，地理信息系统（GIS）在各行各业中得到了广泛的应用。
而地理信息系统的基本基础就是地理坐标系统，而地理坐标系统中最为重要的是坐标转换。
本文将围绕1980年西安坐标系统与2000年国家大地坐标系之间的转换问题展开研究。
一、1980年西安坐标系统和2000年国家大地坐标系的基本介绍1980年的西安坐标系统（简称80坐标）是中国大陆地区最早实施的坐标系统，它是中国大陆地区的地理坐标系统，使用椭球体为克拉索夫斯基椭球体，采用高斯-克吕格投影方式，用米作为单位的坐标系统。
80坐标系统在中国大陆地区得到了广泛的应用，但是随着时代的发展和科技的进步，80坐标系统需要逐步更新。
2000年的国家大地坐标系统（简称2000坐标）是中国大陆地区现行的坐标系统，它是以WGS-84椭球体为基础的一种坐标系统，采用子午线圈，并参照国际上的方式，使之成为国家大地坐标系。
2000坐标系统是我国国家标准，也是行政区划、交通运输、农业、林业、水利水电、地震、测绘、地质、矿产、城市建设、环境保护等国民经济行业和科学技术部门的统一坐标系统。
二、80坐标与2000坐标的转换现状由于80坐标系统是我国较早使用的坐标系统，因此在很多历史建筑、地图、地理信息数据库中都使用了80坐标系统。
而2000坐标系统则是我国国家标准，各行各业中使用较广，因此在实际应用中，往往存在着80坐标与2000坐标之间的转换需求。
目前，国家测绘地理信息局制定了《全国1980年西安坐标系和2000年国家大地坐标系坐标转换参数规范》（以下简称《规范》），为各行各业提供了80坐标到2000坐标的转换参数，包括了三度带特定区域、七参数、十参数等转换方法。
这些转换参数的规定为80坐标与2000坐标的转换提供了技术支持。
实际应用中仍然存在一些问题。
首先是80坐标与2000坐标之间的转换误差。
2023年注册测绘师之测绘管理与法律法规模拟考试试卷B卷含答案
2023年注册测绘师之测绘管理与法律法规模拟考试试卷B卷含答案单选题（共30题）1、对于因在测绘活动中受到刑事处罚，自刑事处罚执行完毕之日起至申请注册之日止不满()年的，不予注册。
A.1B.2C.3D.5【答案】 C2、()适用于中央、国家机关、省级政府等用于宏观决策和社会公益事业。
A.甲类使用许可协议B.乙类使用许可协议C.丙类使用许可协议D.公益类许可协议【答案】 A3、中外合资合作企业申请测绘资质应当向()提交申请材料。
A.国务院测绘地理信息行政主管部门和其所在地的省级测绘地理信息行政主管部门B.所在地的省级测绘地理信息行政主管部门C.国务院测绘地理信息行政主管部门D.军队测绘主管部门【答案】 A4、根据《测绘资质管理规定》，下列材料中，不属于拟从事生产、加工、利用属于国家秘密范围测绘成果的单位保密管理工作应当具备的条件，并向资质审批机关提交的材料的是（）。
A.依法成立3年以上的法人，无违法犯罪情况B.建立健全保密管理制度C.设立保密工作机构，配备保密管理人员D.取得相应保密资质【答案】 D5、航空摄影成果的质量元素，包括()、数据质量、附件质量。
A.飞行质量、影像质量B.飞行质量、要素质量C.影像质量、要素质量D.要素质量、数学精度【答案】 A6、对野外实地检查项，可抽样检查，当批量数在81～100时，样本量为()A.8B.10C.13D.15【答案】 B7、下列不属于踏勘报告的内容的是（）。
A.自然情况B.踏勘预测C.人文情况D.可利用成果资源【答案】 B8、某公司首次向该省测绘地理信息局申请测绘资质。
审核期间，该公司与一家单位签订了测绘合同，并完成了该单位办公新区的社会活动。
对于该公司违法行为，该省测绘地理信息局调查后发现情节轻微，则应给予的处罚是（）。
A.没收测绘工具并处五万元以下的罚款B.没收违法所得可处十万元以上的罚款C.对该公司负责人依法给予警告，并没收测绘工具D.责令停止违法行为，没收违法所得和测绘成果，并处约定报酬一倍以上二倍以下的罚款【答案】 D9、根据测绘内业生产安全管理规定，面积大于（）的作业场所，其安全出口应当不少于2个。
国土勘查及测量中现行坐标系的区别研究
国土勘查及测量中现行坐标系的区别研究摘要：利用不同坐标系对国土进行勘测，所得到结果也会有一定出入，因此，为了确保国土勘测的准确性，就需要对国土勘测中现行坐标系进行详细区分。
文中对不同坐标系的区别进行了详细介绍，并对当前我国国土勘测不同坐标系使用中存在的问题进行了详细分析。
关键词：国土勘测；现行坐标系；区别研究不同地区，不同城市，不同部门所使用的坐标系不同，是我国国土勘测中存在的最主要问题。
到目前为止，我国国土勘测所使用的坐标系有数种，主要包括各地区各城市各部门自己建立的专用坐标系、1954年北京大地坐标系、新1954年北京大地坐标系以及1980西安坐标系等，2008年我国又正式启用国家大地坐标系，除此之外，近几年来，也有部门使用世界大地坐标系。
其中，任何一种坐标系之间都会存在一定区别。
接下来，本文边对国土勘测中现行坐标系的区别进行深入研究。
一、不同坐标系的区分在世界大地坐标系、国家大地坐标系、1954年北京大地坐标系、新1954年北京大地坐标系以及1980西安坐标系。
五种坐标系中，1954年北京大地坐标系、新1954年北京大地坐标系以及1980西安坐标系属于参心坐标系，其坐标原点为椭球中心，世界大地坐标系、国家大地坐标系属于地心坐标系，其坐标原点为地球质量中心。
（一）1954年北京大地坐标系。
1954年北京大地坐标系是我国建国之后最早使用的一种坐标系，其适用性并不是很强。
其主要原因，是因为该坐标系是我国在参考前苏联克拉索夫斯基椭球参数的基础上构建起来的一种坐标系，该坐标系的原点在前苏联的普尔科沃，而并不是在北京，所以其应用性较差。
（二）1980国家大地坐标系。
该坐标系的坐标原点位于我国陕西径阳永乐镇，其位置临近西安，所以又被称是1980年西安坐标系。
该坐标系以1975年第十六届国际大地测量与地球物理联合会中推荐的地球椭球的基本参数为参考，相对于1954年北京大地坐标系而言，其不仅具有更高的精确性，并且由于坐标原点位于我国国内，还具有更高的适用性，其一经诞生便快速取代了以往的1954年北京大地坐标系。
WGS84经纬度坐标
WGS84经纬度坐标与北京54坐标或者西安80坐标的关系一般来讲，GPS直接提供的坐标（B,L,H）是1984年世界大地坐标系(Word Geodetic System 1984即WGS-84)的坐标，其中B为纬度，L为经度，H为大地高即是到WGS-84椭球面的高度。
而在实际应用中，我国地图采用的是1954北京坐标系或者1980西安坐标系下的高斯投影坐标（x,y,），不过也有一些电子地图采用1954北京坐标系或者1980西安坐标系下的经纬度坐标（B,L），高程一般为海拔高度h。
GPS的测量结果与我国的54系或80系坐标相差几十米至一百多米，随区域不同，差别也不同，经粗落统计，我国西部相差70米左右，东北部140米左右，南部75米左右，中部45米左右。
现就上述几种坐标系进行简单介绍，供大家参阅，并提供各坐标系的基本参数，以便大家在使用过程中自定义坐标系。
1、1984世界大地坐标系WGS-84坐标系是美国国防部研制确定的大地坐标系，是一种协议地球坐标系。
WGS-84坐标系的定义是：原点是地球的质心，空间直角坐标系的Z轴指向BIH（1984.0）定义的地极（CTP）方向，即国际协议原点CIO，它由IAU和IUGG 共同推荐。
X轴指向BIH定义的零度子午面和CTP赤道的交点，Y轴和Z，X轴构成右手坐标系。
WGS-84椭球采用国际大地测量与地球物理联合会第17届大会测量常数推荐值，采用的两个常用基本几何参数：长半轴a=m；扁率f=1:298.3。
2、1954xx坐标系1954北京坐标系是将我国大地控制网与前苏联1942年普尔科沃大地坐标系相联结后建立的我国过渡性大地坐标系。
属于参心大地坐标系，采用了前苏联的克拉索夫斯基椭球体。
其长半轴a=，扁率f=1/298.3。
1954年北京坐标系虽然是苏联1942年坐标系的延伸,但也还不能说它们完全相同。
3、1980xx坐标系1978年，我国决定建立新的国家大地坐标系统,并且在新的大地坐标系统中进行全国天文大地网的整体平差,这个坐标系统定名为1980年西安坐标系。
各种坐标系的关系
WGS84经纬度坐标与北京54坐标或者西安80坐标的关系一般来讲，GPS直接提供的坐标（B,L,H）是1984年世界大地坐标系(Word Geodetic System1984即WGS-84)的坐标，其中B为纬度，L为经度，H为大地高即是到WGS-84椭球面的高度。
而在实际应用中，我国地图采用的是1954北京坐标系或者1980西安坐标系下的高斯投影坐标（x,y,），不过也有一些电子地图采用1954北京坐标系或者1980西安坐标系下的经纬度坐标（B,L），高程一般为海拔高度h。
GPS的测量结果与我国的54系或80系坐标相差几十米至一百多米，随区域不同，差别也不同，经粗落统计，我国西部相差70米左右，东北部140米左右，南部75米左右，中部45米左右。
1、1984世界大地坐标系WGS-84坐标系是美国国防部研制确定的大地坐标系，是一种协议地球坐标系。
定义是：原点是地球的质心，空间直角坐标系的Z轴指向BIH（1984.0）定义的地极（CTP）方向，即国际协议原点CIO，它由IAU和IUGG共同推荐。
X轴指向BIH定义的零度子午面和CTP 赤道的交点，Y轴和Z，X轴构成右手坐标系。
WGS-84椭球采用国际大地测量与地球物理联合会第17届大会测量常数推荐值，采用的两个常用基本几何参数：长半轴a=6378137m；扁率f=1:298.257223563。
2、1954北京坐标系1954北京坐标系是将我国大地控制网与前苏联1942年普尔科沃大地坐标系相联结后建立的我国大地坐标系。
属于参心大地坐标系，采用了前苏联的克拉索夫斯基椭球体。
其长半轴 a=6378245，扁率f=1/298.3。
1954年北京坐标系虽然是苏联1942年坐标系的延伸,但不能说它们完全相同。
3、1980西安坐标系1978年，我国决定建立新的国家大地坐标系统,并且在新的大地坐标系统中进行全国天文大地网的整体平差,这个坐标系统定名为1980年西安坐标系。
我国四大常用坐标系及高程坐标系,DOC
我国四大常用坐标系及高程坐标系,DOC地理信息系统（Geographic Information System，简称 GIS）是指将地理空间数据与属性数据相结合，进行数据存储、管理、分析、查询、显示和制图的一种信息系统。
在GIS 中，坐标系是非常重要的概念之一，因为它是将地理数据按照位置信息进行组织和存储的方式之一。
在中国，根据不同的地理位置和地理数据需求，通常使用四大常用坐标系及高程坐标系，下面进行详细介绍：1. 北京坐标系北京坐标系又称 1954 年国家大地坐标基准系统，是我国现行基准坐标系之一。
该坐标系是以北京为基准点，以北京观象台南大门上的测量点为坐标原点，参考椭球体是克拉索夫斯基椭球。
该坐标系适用于北京及其周边地区。
北京坐标系的坐标单位是米，通常使用三维直角坐标系表示。
3. WGS84 坐标系WGS84 坐标系是国际上通用的坐标系之一，也是 GPS（全球卫星定位系统）所采用的坐标系，其椭球体是 WGS84 椭球体，参考点是美国国家海洋和大气气象局（National Oceanic and Atmospheric Administration，简称 NOAA）的测量点，通常使用经纬度表达。
WGS84 坐标系适用于全球范围内的数据处理和空间分析，但在我国内地有时不是最合适的坐标系。
4. 国家 2000 坐标系高程坐标系高程坐标系通常用于测量一个点相对于地球的高度，其原点通常设置在海平面上。
在我国常用的高程坐标系有两种：一种是起算点设在北京天文台的北京高程系统，另一种是以珠江中心站为起点的香港高程或大地高等精度天文水准面系统。
总结四大常用坐标系和高程坐标系是 GIS 中非常重要的概念和组成部分，不同的坐标系适用于不同的数据需求和地理位置。
了解和熟悉这些坐标系有助于我们更加精准地处理和分析地理信息数据。
CGCS2000坐标系与WGS84坐标系的关系及转换
CGCS2000坐标系与WGS84坐标系的关系及转换发表时间：2015-12-25T15:19:19.327Z 来源：《基层建设》2015年15期供稿作者：王继承[导读] 辽宁省摄影测量与遥感院辽宁沈阳我们要充分理解它们之间的关系，概念上要将它们区别对待，在不同精度的生产项目中要对其灵活应用和灵活转换，使之更好的服务于我们的测绘生产。
王继承辽宁省摄影测量与遥感院辽宁沈阳 110034摘要：本文论述了CGCS2000坐标系与WGS84坐标系定义、实现方法及相互关系，并指出了在实际工作中2种坐标系相互使用、转换时需要注意的问题。
关键词：CGCS2000坐标系；WGS84坐标系；框架；历元；扁率1 前言2000国家大地坐标系简称CGCS2000坐标系，是我国当前最新的国家大地坐标系，2008年7月1日我国CGCS2000坐标系的正式启用，其优越性也经逐步得到体现，各级测绘成果也逐步的向其过渡，WGS84坐标系是美国国防部制图局建立起的坐标系，目前主流航空摄影定位设备均采用美国的GPS系统，获取的数据成果均采用WGS84坐标系，CGCS2000坐标系与WGS84坐标系同属地心坐标系，表现形式以及坐标数值差异不大，实际工作中容易对这2种坐标系进行混淆，本文对这2种坐标系的定义、实现方法及相互关系做了较详细的介绍，并指出这2种坐标系在使用及转换时应注意的问题。
2 2000国家大地坐标系定义和实现2000国家大地坐标系（china geodetic coordinate system 2000），缩写为CGCS2000，它是全球地心坐标系在我国的具体体现，其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，其原点为包括海洋和大气的整个地球的质量中心，Z轴由原点指向历元2000的地球参考极的方向，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。
WGS84经纬度坐标与北京54或者西安80坐标
WGS84经纬度坐标与北京54坐标或者西安80坐标一般来讲，GPS直接提供的坐标（B,L,H）是1984年世界大地坐标系(Word Geodetic System 1984即WGS-84)的坐标，其中B为纬度，L为经度，H为大地高即是到WGS-84椭球面的高度。
而在实际应用中，我国地图采用的是1954北京坐标系或者1980西安坐标系下的高斯投影坐标（x,y,），不过也有一些电子地图采用1954北京坐标系或者1980西安坐标系下的经纬度坐标（B,L），高程一般为海拔高度h。
GPS的测量结果与我国的54系或80系坐标相差几十米至一百多米，随区域不同，差别也不同，经粗落统计，我国西部相差70米左右，东北部140米左右，南部75米左右，中部45米左右。
1、1984世界大地坐标系WGS-84坐标系是美国国防部研制确定的大地坐标系，是一种协议地球坐标系。
WGS-84坐标系的定义是：原点是地球的质心，空间直角坐标系的Z轴指向BIH（1984.0）定义的地极（CTP）方向，即国际协议原点CIO，它由IAU和IUGG共同推荐。
X轴指向BIH定义的零度子午面和CTP赤道的交点，Y轴和Z，X轴构成右手坐标系。
WGS-84椭球采用国际大地测量与地球物理联合会第17届大会测量常数推荐值，采用的两个常用基本几何参数：长半轴a=m；扁率f=1:298.。
2、1954北京坐标系1954北京坐标系是将我国大地控制网与前苏联1942年普尔科沃大地坐标系相联结后建立的我国过渡性大地坐标系。
属于参心大地坐标系，采用了前苏联的克拉索夫斯基椭球体。
其长半轴a=，扁率f=1/298.3。
1954年北京坐标系虽然是苏联1942年坐标系的延伸,但也还不能说它们完全相同。
3、1980西安坐标系1978年，我国决定建立新的国家大地坐标系统,并且在新的大地坐标系统中进行全国天文大地网的整体平差,这个坐标系统定名为1980年西安坐标系。
属参心大地坐标系。
城市坐标系转换2000国家大地坐标系分析
城市坐标系转换2000国家大地坐标系分析摘要：国家测绘局2008年6月18日发公告，要求2008年7月1日起，正式启用2000国家大地坐标系。
本文结合我省某市2000国家大地坐标系转换实施情况，简述城市坐标系到2000国家大地坐标系转换方法。
关键词：城市坐标系；2000国家大地坐标系；坐标系转换1 引言2008年7月1日起，我国正式启用了2000国家大地坐标系。
2000国家大地坐标系为地心坐标系，原点位于地球质量中心。
椭球参数：长半轴：6378137m、扁率：1/298.257222101、地心引力常数：3.986004418×1014m3s-2、自转角速度：7.292l15×10-5rads-1 。
2000国家大地坐标系基准下，对采用现代空间技术、对地观测技术维持，更新国家、省级、及城市坐标框架，推进不同行业之间数据共享，充分发挥空间地理信息数据的基础服务保障效益。
2 城市坐标系转换2000国家大地坐标系技术路线城市坐标系转换2000国家大地坐标系主要技术过程如下：（1）已有坐标系成果资料收集，区域范围坐标系、控制成果使用情况分析。
（2）高精度的2000坐标系建立，充分利用已有基础控制网点，建立区域高精度2000坐标基准框架。
（3）基于区域2000坐标系基准框架成果、已有城市坐标系成果，确定地方坐标系转换2000国家大地坐标系转换关系。
（4）基于2000国家大地坐标基准框架体系，实地采集特征点坐标数据成果，检验坐标转换关系的正确性。
3 2000国家大地坐标系基础框架建立与实施（1）已有坐标系成果资料收集通常地方坐标系的选择中，距离国家标准分度带（3度带，6度带）中央经线较近的地区，多选用标准带投影，以实现与国家基础地理信息数据的紧密衔接。
在基于参心坐标系框架下，地理信息数据的表达以纸质或其它模拟形式表达的年代，地方坐标系即便中央子午线与标准分度带中央子午线有差异，通常采用改变坐标系加常数的方法实现地方坐标系与标准分度带格式数据拼接，以便于地理信息图件资料的衔接。
传统坐标系到2000国家大地坐标系的转换
（ 历元２ ０ ． ） 的交 点 ，Ｙ 与ｚ 、ｘ ０００ 轴 轴 轴构 成右手 正交 坐
标 系 。采 用 广 义 相 对 论 意 义 下 的尺 度 。 ２０ 国 家 大 地 坐 标 ００
收稿 日期：２ １ Ｏ — 修 回 日期：２ １ — ２ １ ０１ 一 １ ２１ ０ １ ０ —１
２ ２省级 以下范 围的坐标转 换 ．
省 级 以下 范 围 的 坐 标 转 换 可 选 择 三 维 四 参 数 模 型 或 平 面 四参 数 模 型 。 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：
的指 向 由国 际时 问局 给 定 的历元 为 １８ ． 的初 始指 向推 ９４Ｏ
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 由 原 点 指 向 格 林 尼 治 参 考 子 午 线 与 地 球 赤 道 面 轴
Ｙ为原坐标 系下平面直角坐标 ，坐标单位为米 。
系 采 用 的 地 球 椭 球 主 要 参 数 为 ： 长 半 轴 ａ ３８ ３ｍ 一６ ７ １７ ，扁 率 ｆ １２ ８ ２ ７２ １ １ 地 心 引 力 常 数 Ｇｌ ３ ９ ６ ０ ４ ８ ＝／９．５２２０ ， ｋ ＝ ．８ ０ ４ １ Ｘ
１ 。 ０ｍｓ， 自转角速度 【 ＝７ ２ ２ １ Ｘ ｉ ａ Ｉ ．９ １ ５ ｒ ｄ Ｓ。 ） ０ ２ 点位坐标转换模 型选 择 ２ １全 国及省级范 围的坐标转 换 ．
关 键 词 ： 坐 标 系； 转 换 ；模 型
Ｄ ： １ ． ９ ９ ｊｓｎ１ １ ３ ６２ １ １ ．０ ＯＩ ３ ６ ／ ．ｓ．６７ —６ ９ ．０１ ． ００ ３ ０ ｉ
2000国家大地坐标系与WGS84坐标系的关系
2000国家大地坐标系与WGS84坐标系的关系摘要：论述了2000国家大地坐标系与WGS84坐标系定义、实现方法及区别，2000国家大地坐标系采用ITRF97框架，历元为2000.0，WGS84坐标系被认同为ITRF2000框架，采用的是历元为2001.0，以及在实际工作中两坐标系相互使用、转换需要注意的问题。
关键词：2000国家大地坐标系；WGS84坐标系；框架；历元；扁率1、前言：2008年7月1日我国2000国家大地坐标系的正式启用，其优越性也经逐步得到体现，各级测绘成果也逐步的向其过渡，2000国家大地坐标系与WGS84坐标系同属地心坐标系，表现形式以及坐标数值差异不大，使得很多人对这2种坐标系的概念产生混淆，本文对这2种坐标系的定义、实现方法及区别做了较详细的介绍，并指出使用及转换时应注意的问题。
2、2000国家大地坐标系定义和实现2000国家大地坐标系（china geodetic coordinate system 2000）,缩写为CGCS2000，它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，其原点为包括海洋和大气的整个地球的质量中心，Z 轴由原点指向历元2000的地球参考极的方向，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，其实现分为3个层次，第一层次为CGCS连续运行GPS网，是由全球均匀分布的47个IGS站作为控制框架，平差后站坐标精度约为3 mm，速度精度为1mm/a.第二层次为2000国家GPS控制网，包括全国GPS一、二级网，国家GPS A、B级网，地壳运动监测网和地壳运动观测网络工程网，共约2500多个点，是在国际IGS站以及中国地壳运动观测网络工程网点联合平差组成，三维地心坐标精度为3cm,第三层次为全国天文大地控制网，大约5万点，是由全国天文大地控制网与2000 GPS控制网联合平差后得来，其三维点位误差为0.3m,平均平面点位精度达到±0.11m,大地高误差不超过0.5m，2000中国大地坐标系采用ITRF97框架，历元为2000.0。
浅析现行坐标向2000国家大地坐标转换的几种模型
浅析现行坐标向2000国家大地坐标转换的几种模型简单阐述了参心坐标系和地心坐标系及两者转换的必要并介绍了参心坐标向地心坐标转换通常采用的几种模型。
标签：参心坐标系大地坐标系转换模型1前言大地坐标系是地球空间框架的重要基础，是表征地球空间实体位置的三维参考基准，科学地定义和采用国家大地坐标系会对很多领域产生重大影响。
随着科技日新月异的发展和全球一体化的加快，我国也将会逐步将现在广泛应用的参心坐标系转换成地心坐标系。
2坐标转换的必然性曾经在我国常用的大地坐标系均为参心坐标系，包括1954北京坐标系、新1954北京坐标系、1980西安坐标系。
这些坐标系都是使用经典大地测量技术建立的局部大地坐标系，它的特点是非地心的、二维使用的，并且会受到平差方法、精度等条件因素的限制。
采用地心坐标系，即以地球质量中心为原点的坐标系统，是国际测量界的总趋势。
世界上很多发达国家和地区在很多年前就已经开始采用地心坐标系。
我国也在2008年7月开始启用新的国家大地坐标系，即2000国家大地坐标系（CGCS2000大地坐标系），并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。
若现在仍采用现行坐标系，不仅制约了地理空间信息的精确表达和各种先进的空间技术的广泛应用，无法全面满足当今气象、地震、水利、交通等部门对高精度测绘地理信息服务的要求，而且也不利于国际上民航与海图的有效衔接，因此我国采用地心坐标系已势在必行。
3坐标转换模型由现行坐标系下的坐标转换到新的2000国家大地坐标系下的坐标步骤包括坐标模型的选择，再通过选取的重合点利用选择的模型确定转换参数进行高斯正反算并对结果进行精度评估。
选择最严密的转换模型对坐标的转换准确度起着至关重要的作用。
3.1二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）。
国家大地坐标系与现行坐标系关系
2018-04-16国家局测绘学报1.采用2000国家大地坐标系对现有地图的影响大地坐标系是测制地形图的基础,大地坐标系的改变必将引起地形图要素产生位置变化.一般来说,局部坐标系的原点偏离地心较大(最大的接近200m),无论是1954年北京坐标系,还是1980西安坐标系的地形图,在采用地心坐标系后都需要进行适当改正.计算结果表明,1954年北京坐标系改变为2000国家大地坐标系.在56°N～16°N和72°E～135°E范围内若不考虑椭球的差异,1954年北京坐标系下的地图转换到2000系下图幅平移量为：X平移量为-29～-62m,Y方向的平移量为-56～+84m.1980西安坐标系下的X平移量为-9～+43m,Y方向的平移量为+76～+119m.因此,坐标系的更换在1:25万以大比例尺地形图中点(含图廓点)的地理位置的改变值已超过制图精度,必须重新给予标记.对于1:25万以小地形图,由坐标系更换引起图廓点坐标的变化以及图廓线长度和方位的变动在制图精度内,可以忽略其影响,对于1:25万比例尺地形图,考虑到实际成图精度,实际转换时也无需考虑转换.根据实际计算表明,由于坐标系的转换引起的各种比例尺地形图任意两点的长度(包括图廓线的长度)和方位变动在制图精度以内,可以忽略不计.也就是说,采用地心坐标系时,只移动图幅的图廓点,而图廓线与原来的图廓线平行即可,且坐标系变更不改变图幅内任意两地物之间的位置关系.坐标系与2000国家大地坐标系的关系在定义上,2000国家大地坐标系与WGS84是一致的,即关于坐标系原点、尺度、定向及定向演变的定义都是相同的.两个坐标系使用的参考椭球也非常相近,唯有扁率有微小差异.而在实际点位表示时,仅考虑椭球的差异,两者的结果是一致的,但因2000国家大地坐标系的坐标定义在2000年那一时刻,而大多数应用实际上是不同时间进行定位,因地球上的板体是在不断运动的,不同时刻位于地球不同板块上站点的实际位置是在变化的,已经偏离了2000年的位置.因此不同时间定位的得到的WGS84坐标不是严格意义下的2000国家大地坐标系.如基于当前框架当前历元(如2009年)坐标值与2000国家大地坐标系的相比,最大差.但对于1:1万以小比例尺的应用,可简单近似地认为是同一坐标系.后处理定位结果与2000国家大地坐标系关系用高精度GNSS定位软件处理后得到的各站点坐标是与观测时刻卫星星历定义的基准是一样的,卫星在不同时间段采用的是不同的ITRF框架,但不同框架最大的差异在cm量级,差异主要体现在板块运动引起的点位变化,站点位于不同的板块上,随板块一起运动,若按我国平均点运动速率为2-3cm/年,以10年计,点位相距定义时点坐标已变化了20-30cm.因此GNSS后处理得到的站点坐标需顾及点位移动速率才能得到2000国家大地坐标系的坐标.。
WGS84经纬度坐标
WGS84经纬度坐标与北京54坐标或者西安80坐标的关系一般来讲，GPS直接提供的坐标（B,L,H）是1984年世界大地坐标系(Word Geodetic System 1984即WGS-84)的坐标，其中B为纬度，L为经度，H为大地高即是到WGS-84椭球面的高度。
而在实际应用中，我国地图采用的是1954北京坐标系或者1980西安坐标系下的高斯投影坐标（x,y,），不过也有一些电子地图采用1954北京坐标系或者1980西安坐标系下的经纬度坐标（B,L），高程一般为海拔高度h。
GPS的测量结果与我国的54系或80系坐标相差几十米至一百多米，随区域不同，差别也不同，经粗落统计，我国西部相差70米左右，东北部140米左右，南部75米左右，中部45米左右。
现就上述几种坐标系进行简单介绍，供大家参阅，并提供各坐标系的基本参数，以便大家在使用过程中自定义坐标系。
1、1984世界大地坐标系WGS-84坐标系是美国国防部研制确定的大地坐标系，是一种协议地球坐标系。
WGS-84坐标系的定义是：原点是地球的质心，空间直角坐标系的Z轴指向BIH（1984.0）定义的地极（CTP）方向，即国际协议原点CIO，它由IAU 和IUGG共同推荐。
X轴指向BIH定义的零度子午面和CTP赤道的交点，Y轴和Z，X轴构成右手坐标系。
WGS-84椭球采用国际大地测量与地球物理联合会第17届大会测量常数推荐值，采用的两个常用基本几何参数：长半轴a=6378137m；扁率f=1:298.257223563。
2、1954北京坐标系1954北京坐标系是将我国大地控制网与前苏联1942年普尔科沃大地坐标系相联结后建立的我国过渡性大地坐标系。
属于参心大地坐标系，采用了前苏联的克拉索夫斯基椭球体。
其长半轴a=6378245，扁率f=1/298.3。
1954年北京坐标系虽然是苏联1942年坐标系的延伸,但也还不能说它们完全相同。
3、1980西安坐标系1978年，我国决定建立新的国家大地坐标系统,并且在新的大地坐标系统中进行全国天文大地网的整体平差,这个坐标系统定名为1980年西安坐标系。
CGCS2000坐标系与其他坐标系间的差异和转换方法
CGCS2000坐标系与其他坐标系间的差异和转换⽅法转⾃1954北京坐标系和1980西安坐标系是以天⽂⼤地⽹等经典测量技术为基础的局部坐标系。
CGCS2000是以地球质量中⼼为原点的地⼼⼤地坐标系。
地⼼⼤地坐标系可以满⾜⼤地测量、地球物理、天⽂、导航和航天应⽤以及经济、社会发展的⼴泛需求。
其基本原则是：坐标系尽量对准ITRF（国际地球参考架）；坐标系应由空间⼤地⽹在某参考历元的坐标和速度体现；参考椭球的定义参数选⽤半长轴、扁率、地球地⼼引⼒常数和地球⾓速度，其参数值采⽤IUGG或 IERS的采⽤值或推荐值。
CGCS2000的定义和ITRS的定义⼀致。
CGCS2000的实现的实质是使CGCS2000框架对准ITRF97。
相对ITRF97，CGCS2000A的实现精度，对于⽔平坐标达到1CM量级。
因此可以认为CGCS2000与ITRF97（ITRF2000和ITRF2005）在CM级⽔平上是⼀致的。
但如果⼀点的CGCS2000坐标精度达不到CM级，此两个坐标系不可认为是⼀致的。
CGCS2000的定义与WGS84实质⼀样。
采⽤的参考椭球⾮常接近。
扁率差异引起椭球⾯上的纬度和⾼度变化最⼤达0.1mm。
当前测量精度范围内，可以忽略这点差异。
可以说两者相容⾄cm级⽔平，单若⼀点的坐标精度达不到cm⽔平，则不认为CGCS2000和WGS84的坐标是相容的。
CGCS2000和1954或1984坐标系，在定义和实现上有根本区别。
局部坐标和地⼼坐标之间的变换是不不可避免的。
坐标变换通过联合平差来实现，⽽⼀边通过⼀定变换模型来实现。
当采⽤模型变换时，变换模型的选择应依据精度要求⽽定。
对于⾼精度（好于0.5m）要求，可采⽤最⼩曲率法或其他⽅法的格⽹模型，对于中等精度（0.5~5m）要求，可采⽤七参数模型，对于低精度（5~10m）要求，可采⽤四参数或者三参数模型。
根据《中华⼈民共和国测绘法》，经国务院批准，我国⾃2008年7⽉1⽇起，启⽤2000国家⼤地坐标系。
几种常用坐标系
其长半轴a=6378140m; 扁率f=1/298.257。
Байду номын сангаас
4、高斯平面直角坐标系和UTM一般的地图均为平面图,其对应的也是平面坐标.因此,需要将椭球面上各点的大地坐标,按照一定的数学规律投影到平面上成为平面直角坐标.目前世界各国采用最广泛的高斯- 克吕格投影和墨卡托投影(UTM)均是正形投影（等角投影），即该投影在小区域范围内使平面图形与椭球面上的图形保持相似。为了限制长度变形,，根据国际测量协会规定,将全球按一定经差分成若干带。我国采用6度带或 3度带，6度带是自零度子午线起每隔经度。
高斯平面直角坐标系一般以中央经线（L0）投影为纵轴X, 赤道投影为横轴Y，两轴交点即为各带的坐标原点。为了避免横坐标出现负值，在投影中规定将坐标纵轴西移500公里当作起始轴。为了区别某一坐标系统属于哪一带，通常在横轴坐标前加上带号，如(4231898m,21655933m)，其中21即为带号。城建坐标多采用三度带的高斯-克吕格投影。同一坐标系下的大地坐标（即经纬度坐标B,L）与其对应的高斯平面直角坐标（x，y）有严格的转换关系。现行的测绘的教科书的一般都有。
浅析几种常用坐标系和坐标转换
一） 一般来讲，GPS直接提供的坐标（B,L,H）是1984年世界大地坐标系(Word Geodetic System 1984即WGS-84)的坐标，其中B为纬度，L为经度，H为大地高即是到WGS-84椭球面的高度。而在实际应用中，我国地图采用的是1954北京坐标系或者1980西安坐标系下的高斯投影坐标（x,y,），不过也有一些电子地图采用1954北京坐标系或者1980西安坐标系下的经纬度坐标（B,L），高程一般为海拔高度h。
如果不考虑高程的影响，对于不同椭球体下的高斯平面直角坐标可采用四参数的相似变换法，即四参数（x平移，y平移，尺度变化m，旋转角度α）。如果用户要求的精度低于20米，在一定范围（2＇＊2＇）内，就直接可以用二参数法（ΔB，ΔL）或（Δx，Δy）修正。但在实际操作中，这也取决于选取的公共点是否合理，并保证其足够的精度。
国家2000大地坐标系等坐标系统相关知识介绍
椭球定向 椭球短轴与地球自转轴重合
椭球短轴与地球自转轴平行
适用范围 实例
全球测图 WGS84坐标系、2000国家大地坐标系
区域（国家）测图 1954年北京坐标系、1980西安坐标系
天文地理坐标系：
用天文经度和天文纬 度来表示地面点在大 地水准面上投影的球 面位置。
P点坐标：(λ，φ，H正高）
大地地理坐标系（大地坐标） ：
测量外业工作的基准线—铅垂线(重力方向线) 。 测量外业工作的基准面—大地水准面。 测量内业计算的基准线—法线。 测量内业计算的基准面—参考椭球面。
地心坐标系与参心坐标系的区别
总地球椭球体
参考椭球体
P
总地球椭球体面
参考椭球体面
P （北极）
大地水准面
b
M (大地原点）
b
铅 垂
法
线线
地面
a
a
赤
道
赤
道
P'
P' （南极）
上述两种椭球大小相同：长半径a=6378140m，短半径b=6356755.3m，扁率α=1:298.257
原点总定地义球椭球定以位地方球法质：心椭（球总中地心球与地 椭球 球中 体心中重心合），为原参点考的椭坐球标定系位方法：以椭参球考中椭心球与体地中球中 心心 为不原要点求的重坐合标，系
2 与数学上的平面直角系有区别； 3 为保证y为正值，y 加500km； 4 区分各带，加代号； 5 地面点位用（x,y,h)来表示； 6 投影带的选择。
高程系统：
空间直角坐标系间转换：
ZA
C
ZB
Z
XCB
XCA Y YA
X B X 0
X A
YBY0ຫໍສະໝຸດ (1 m)R(
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2018-04-16 国家局测绘学报
《测绘学报》
1.采用2000国家大地坐标系对现有地图的影响
大地坐标系是测制地形图的基础，大地坐标系的改变必将引起地形图要素产生位置变化。
一般来说，局部坐标系的原点偏离地心较大(最大的接近
200m)，无论是1954年北京坐标系，还是1980西安坐标系的地形图，在采用地心坐标系后都需要进行适当改正。
计算结果表明，1954年北京坐标系改变为2000国家大地坐标系。
在56°N～16°N和72°E～135°E范围内若不考虑椭球的差异，1954年北京坐标系下的地图转换到2000系下图幅平移量为：X平移量为-29～-62m，Y方向的平移量为-56～+84m。
1980西安坐标系下的X平移量为-9～+43m，Y方向的平移量为+76～+119m。
因此，坐标系的更换在1:25万以大比例尺地形图中点(含图廓点)的地理位置的改变值已超过制图精度，必须重新给予标记。
对于1:25万以小地形图，由坐标系更换引起图廓点坐标的变化以及图廓线长度和方位的变动在制图精度内，可以忽略其影响,对于1:25万比例尺地形图，考虑到实际成图精度，实际转换时也无需考虑转换。
根据实际计算表明，由于坐标系的转换引起的各种比例尺地形图任意两点的长度(包括图廓线的长度)和方位变动在制图精度以内，可以忽略不计。
也就是说，采用地心坐标系时，只移动图幅的图廓点，而图廓线与原来的图廓线平行即可，且坐标系变更不改变图幅内任意两地物之间的位置关系。
2.WGS84坐标系与2000国家大地坐标系的关系
在定义上，2000国家大地坐标系与WGS84是一致的，即关于坐标系原点、尺度、定向及定向演变的定义都是相同的。
两个坐标系使用的参考椭球也非常相近，唯有扁率有微小差异。
而在实际点位表示时，仅考虑椭球的差异，两者的结果是一致的，但因2000国家大地坐标系的坐标定义在2000年那一时刻，而大多数应用实际上是不同时间进行定位，因地球上的板体是在不断运动的，不同时刻位于地球不同板块上站点的实际位置是在变化的，已经偏离了2000年的位置。
因此不同时间定位的得到的WGS84坐标不是严格意义下的2000国家大地坐标系。
如基于当前框架当前历元(如2009年)坐标值与2000国家大地坐标系的相比，最大差0.6m。
但对于1:1万以小比例尺的应用，可简单近似地认为是同一坐标系。
3.GNSS后处理定位结果与2000国家大地坐标系关系
用高精度GNSS定位软件处理后得到的各站点坐标是与观测时刻卫星星历定义的基准是一样的，卫星在不同时间段采用的是不同的ITRF框架，但不同框架最大的差异在cm量级，差异主要体现在板块运动引起的点位变化，站点位于不同的板块上，随板块一起运动，若按我国平均点运动速率为2-3cm/年，以10年计，点位相距定义时点坐标已变化了20-30cm。
因此GNSS后处理得到的站点坐标需顾及点位移动速率才能得到2000国家大地坐标系的坐标。