浅谈2000国家大地坐标系向地方独立坐标系的转换
从地方坐标系到2000国家大地坐标系的转换方法
从地方坐标系到2000国家大地坐标系的转换方法1.引言我国曾经采用过1954北京坐标系和1980西安坐标系作为国家大地坐标系, 但是随着科技的进步,特别是GPS技术和新的大地测量技术的发展, 原有两种坐标系都不是基于以地球质量中心为原点的坐标系统, 不能适应新时期国民经济和科学发展的需要。
因此, 需要建立以地球质量中心为原点的新型坐标系统, 即地心坐标系统, 以满足我国建设地理空间信息框架以及各个行业的需求。
经过我国科学家多年的努力, 建立了国家地心大地坐标系, 即CGCS2000。
2008 年6月,国家测绘局宣布,自2008年7月1日起,中国正式启用2000国家大地坐标系, 并将我国全面启用新坐标系的过渡期定为8~10年。
原有基础地理信息4D数据, 采用的坐标框架包括1954北京坐标系、1980西安坐标系, 同时各个地方还采用地方坐标系作为基础地理信息数据的坐标框架。
要实现各种成果坐标框架统一到CGCS2000坐标框架下, 需要将原有成果进行坐标转换, 即将原有成果坐标系转换到CGCS2000。
2.CGCS2000坐标系定义方法地心坐标系是以地球质心为原点建立的空间直角坐标系, 或以球心与地球质心重合的地球椭球面为基准面所建立的大地坐标系。
以地球质心(总椭球的几何中心)为原点的大地坐标系, 通常分为地心空间直角坐标系(以x、y、z 为其坐标元素)和地心大地坐标系(以B、L、H 为其坐标元素)。
其中地心坐标系是在大地体内建立的O-X YZ 坐标系。
原点O 设在大地体的质量中心, 用相互垂直的X、Y、Z 三个轴来表示, X 轴与首子午面与赤道面的交线重合,向东为正; Z 轴与地球旋转轴重合, 向北为正; Y 轴与XZ 平面垂直构成右手系。
CGCS2000国家大地坐标系, 是一种采用地球质量中心作为原点的地心坐标系, 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。
该坐标系定义除原点外, 还包括3个坐标轴指向、尺度以及地球椭球的4 个基本常数定义。
9独立坐标系向2000国家大地坐标系转换研究
9独立坐标系向2000国家大地坐标系转换研究引言：在地球测量和地理信息领域，坐标系统是非常重要的工具。
不同的测量任务和领域需要不同的坐标系统。
本文将研究独立坐标系向2000国家大地坐标系（2000 National Geodetic Coordinate System，简称NAD 2000）的转换问题。
一、独立坐标系独立坐标系是一种地理坐标系统，在地理信息系统（GIS）和测量学等领域中广泛使用。
它是一种方便且易于理解的坐标系统，可以通过数学关系将地球上的点表示为坐标形式。
独立坐标系使用笛卡尔坐标系（cartesian coordinate system）来表示地球上的点，其中地球被假设为一个平面。
每个点都有一个水平坐标（X，Y）和一个垂直坐标（Z）。
这些坐标可以基于不同的参考点和基准面进行定义。
二、2000国家大地坐标系2000国家大地坐标系是美国国家地理测量局（National Geodetic Survey）在2000年发布的一种坐标系统。
它是基于地球的椭球体形状和重力场生成的。
NAD 2000使用具有更高精度的地球椭球体模型，并使用大量的测量数据进行参数计算。
NAD2000为矢量和栅格地理数据提供了更准确的结果，并取代了之前的NAD1983国家大地坐标系。
与之前版本相比，NAD2000是一个全球坐标系统，可以覆盖整个地球。
三、独立坐标系向NAD2000的转换在将独立坐标系转换为NAD2000时，需要进行一系列的计算和调整。
主要步骤如下：1.找到适当的地球椭球体模型：根据具体的地理区域和测量任务，选择适当的地球椭球体模型。
常用的地球椭球体模型包括WGS84和GRS80。
2.确定水平和垂直坐标转换参数：根据所选的地球椭球体模型，计算出相应的水平和垂直坐标转换参数。
这些参数可以用于将独立坐标系的坐标转换为NAD2000的坐标。
3.执行坐标转换计算：使用转换参数将独立坐标系的坐标转换为NAD2000的坐标。
浅谈2000国家大地坐标系向地方独立坐标系的转换
换 区域 。
３．２转 换参数 计 算 。ａ．利 用选 取 的重合 点 和转换 模 型计算 转
换参数 ．ｂ．剔除残差大于 ３倍点位 中误差 的重合点 ；ｃ．重新计算
坐标转换参数 ，直到满足精度要求为止 ；ｄ．禾Ｕ用最小二乘法计算
转换 参 数 。
３．３精 度评定 。坐 标转 换精 度 可采用 外符 合 精 度评 定 ，依 据
坐 标系进 行转 换 。 在该 市 范 围内共 选取 了 ８个控 制点 ，表 １为 选 取控 制点 的
２．１ ２０００国家大 地坐标 系的建 立
２０００国家 大地 坐标 和某 市地方 独 立坐标 。
２０００国家大地坐标系是全球地心坐标 系在我 国的具体体
表 １ 已知 控制 点坐标 表
单位 ：ｍ
定 位技 术在 各 领域 的广 泛 应用 ，是 我 国测 绘 基 准体 系现 代 化建
设 的重要工作 ，是提高我 国空间基准 自主性和安全性 、推进北
斗 卫星 导航 系统快 速 应用 的基 础 。
２．２地方 独立 坐标 系 的建立
在城市测量和工程测量 中，若直接在 国家坐标 系中建立控
制 网 ，有 时会 使 地 面长 度 的 投 影变 形 较 大 ，难 以满 足 实 际 或工
立地 方 独 立 坐标 系 。一 方 面是 基 础数 据 采用 ２０００国家 大 地坐 ４ 实例 分析
标 系 ，另一 方 面 是 实 际工 程 采 用 地 方独 立 坐 标 系 ，所 以经 常 遇 采用 上述 方 法 ，对 某市 的 ２０００国家 大地 坐标 系 和地 方 独立
到两 个 坐标 系下 数据 的转 换 问题 。 ２ ２０００国家 大地 坐标 系及 地方 独立 坐标 系 的建立
2000国家大地坐标系的坐标转换探讨
2000国家大地坐标系的坐标转换探讨发布时间：2022-07-06T08:07:33.688Z 来源：《建筑实践》2022年3月5期作者：王康隆[导读] 在相关测量工程中，会遇到不同坐标系间坐标转换的问题，虽然我国已经正式实施2000国家大地王康隆陵水原创勘测有限公司海南陵水572400摘要：在相关测量工程中，会遇到不同坐标系间坐标转换的问题，虽然我国已经正式实施2000国家大地坐标系，但在实际应用的过程中，依旧会出现1954北京坐标系和1980西安坐标系空间点坐标，针对这些多种坐标并行、混用的现象，如何实现高精度、无损转化为2000国家大地坐标系，是当前测量工作中需要重点探讨的问题，基于此，本文就2000国家大地坐标系的坐标转换进行深入探讨，从而为测量工程提供必要的参考借鉴。
关键词：坐标系；转换；应用引言：在早期的测绘技术中，由于无法精准的确定地心位置，因此大部分国家在测量工程中，选择局部坐标作为测绘的标准，所以我国早期的测量坐标数据以1954北京坐标系和1980西安坐标系为参考依据，但这些传统的坐标系精度都不准确，也无法满足当前空间技术的发展要求，随后在2008年，国家测绘局正式启用全新的大地坐标系，用于现代化测绘，这也就是本文重点探讨的2000国家大地坐标系。
1.坐标转换概述坐标转换是指通过对坐标系转换和基准的转换，由于地球是一个椭球体，使得空间点的不同坐标所表现的形式需要进行变换。
而在坐标转换中，主要包含大地坐标和空间意义坐标，在坐标系的互相转换以及大地坐标系和高斯平面坐标系的转换时，基准的转换主要借助椭球面上的大地坐标系转换为空间直角坐标系后，使得坐标轴之间既不重合，也不平行[1]。
因此针对所需的不同空间直角坐标系中的转换，主要是转换各项参数的求解计算过程，借助空间三参数或者七参数的方式，能够实现对不同椭球空间直角坐标系的有效转换。
2.坐标转换的原理及方法2.1坐标系转换流程对坐标系的转换过程中，整个转换流程如图1所示，首先是对地平面坐标（x，y）进行平面转换，从而得到平面直角坐标系（x，y，h），再进行投影反算得到大地坐标（B，L，H），可以获得空间直角坐标（X，Y，Z）。
浅谈地方坐标网向2000国家大地坐标系转换的方法
浅谈地方坐标网向2000国家大地坐标系转换的方法A B r ie f D iscussion o n the C o n v e rs io n o f L o c a l C o o rd in a te System to C h in a G e od etic C o o rd in a te S ystem 2000韦银光 W E I Y in -g u a n g(广西国土测绘院，南宁530023)(Land Resource Sur^^eying and Mapping Institute of Guangxi Province,Nanning 530023,China )摘要：根据国家测绘地理信息局《关于加快2000国家大地坐标系推广使用的通知》（国测国发[2013]11号）和各省、区测绘地理信息局加快2000国家大地坐标系推广使用的要求，到2016年，我国将完成现行国家大地坐标系向2000国家大地坐标系（简称 CGCS 2000)的过渡。
本文作者结合X 县地方坐标网与向2000国家大地坐标系转换，对于选择坐标转换模型的设计及技术进行学习探讨。
Abstract : According to the NASG "Notice on speeding up the popularization and application of China Geodetic Coordinate System 2000" ([2013]No .11) and the requirements of Provincial and District Bureaus of Surveying , Mapping and Geoinformation to speed up the application of the China Geodetic Coordinate System 2000, by 2016, China will complete the transition from the current China geodetic -coordinate system to the China Geodetic Coordinate System 2000 (CGCS 2000). In this paper , the author combines the conversion of X County local coordinate system to CGCS 2000, and discusses the design and technology of the coordinate conversion model .关键词：坐标转换;GNSS 控制测量;多元逐步回归模型；布尔莎（Bursa )七参数模型Key words : coordination conversion ； GNSS control measurement ；中图分类号:P 226+.3 文献标识码:A 0引言为响应国家相关号召，我国诸多县镇都将其地方坐标 向2000国家大地坐标系转换，并且取得了很多成果。
2000国家大地坐标系转换方案研究与应用
2000国家大地坐标系转换方案研究与应用发布时间：2021-07-12T14:30:49.993Z 来源：《工程建设标准化》2021年6期作者：谢薇[导读] 述了转换参数的计算方法，测试了几款行业内不同的坐标转换软件谢薇荆州市测绘院，湖北荆州 434000摘要：本文以荆州市统一2000国家大地坐标系项目为背景，对1980西安坐标系、地方独立坐标系向2000国家大地坐标系转换的方法进行了较为深入的研究分析，简述了转换参数的计算方法，测试了几款行业内不同的坐标转换软件，对如何实现DWG、TIFF数据的无损批量转换进行方案叙述和实例应用，以期为各城市的地理信息数据统一坐标系统，实现科学转换提供借鉴。
关键词：2000国家大地坐标系；转换参数计算；转换模型；1 背景根据《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。
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[1]。
根据荆州市人民政府办公室《关于推广2000国家大地坐标系的通知》文件精神及《荆州市基础测绘发展十三五规划》项目目标要求，荆州市统一2000国家大地坐标系项目被提上日程，任务要求根据荆州市实际情况，计算三套参数：WGS-84坐标系向2000国家大地坐标系转换的Bursa七参数；1980西安坐标系向2000国家大地坐标系转换的平面四参数；地方独立坐标系向2000国家大地坐标系转换的平面四参数，同时根据荆州市地理信息数据特点，对行业内不同的坐标转换软件进行测试，研究制定符合本地数据特性的转换方案，并对转换完成的数据成果进行质量检查，保证坐标转换精度的符合性及转换内容的一致性。
2 转换参数计算2.1 资料收集和内业计算收集本地区已有控制点资料，共计56个GPS C级点，这些点已有2000国家大地坐标系和水准测量成果，通过GPS C级网静态观测数据约束平差，同时得到这些点的WGS84坐标和大地高、1980西安坐标和地方独立坐标系坐标，可以选取起算点和转换模型计算转换参数。
浅谈2000国家大地坐标系向地方独立坐标系的转换
浅谈2000国家大地坐标系向地方独立坐标系的转换摘要：大约在十年前，我国的国家级和省级的基础地理信息数据已经初步通过2000国家大地坐标系，然而通过国家坐标系统，在一些离中央子午线较远或者海拔较高的地区无法达到相关要求，这就需要将地方独立坐标系建立起来。
本文对2000国家大地坐标系向地方独立坐标系的转化进行分析和研究，以供参考。
关键词：2000国家大地坐标系；地方独立坐标系；转换1 2000国家大地坐标系与地方独立坐标系的建立1.1 2000国家大地坐标系的建立2000国家大地坐标系是全球地心坐标系在我国进行实践的具体体现，其原点主要是大地和海洋的质量中心，z轴是根据相关规定协议地级方向，x轴表示的是相关规定当中定义的协议赤道和子午面的交点，y轴是依照右手坐标系而建立起来的，通过2000国家大地坐标系能够加强定位系统的精确性，广泛应用于各个领域。
1.2地方独立坐标系的建立在工程测量及城市测绘过程中如果通过国家坐标系来进行控制网的建设，往往会出现地面长度投影变形量较大等问题，无法达到工程的实际操作需求，所以一定要建立起与实际情况相适应的地方独立坐标系。
地方独立坐标系的建立，主要是为了让高程归化和投影形变的情况造成的误差缩小，通过地方独立坐标系的建设可以保证达到所需要的精度，不会由于精度无法达到要求，而对工程建设产生影响。
2 2000国家大地坐标系与地方独立坐标系转换的理论基础某市在建设的过程中选取四参数转换模型，对坐标转换参数进行控制，把2000国家大地坐标系的成果向地方独立坐标系的成果进行转化。
2.1重合点选取在坐标系选用的过程中，两个坐标系都有坐标成果控制点，在选择的过程中，主要原则是覆盖整个转换区域，要求精度较高，而且具有较高的等级，分布均匀。
2.2转换参数计算首先通过转换模型和重合点的选择，对转换参数进行计算，将残差大于三倍的误差重合点剔除，对坐标转换参数进行重新计算，直到符合精度要求为止，通过最小二乘法来对参数进行计算。
浅谈地方坐标网向2000国家大地坐标系转换的方法
浅谈地方坐标网向2000国家大地坐标系转换的方法作者：韦银光来源：《价值工程》2017年第08期摘要：根据国家测绘地理信息局《关于加快2000国家大地坐标系推广使用的通知》（国测国发[2013]11号）和各省、区测绘地理信息局加快2000国家大地坐标系推广使用的要求，到2016年，我国将完成现行国家大地坐标系向2000国家大地坐标系（简称CGCS2000）的过渡。
本文作者结合X县地方坐标网与向2000国家大地坐标系转换，对于选择坐标转换模型的设计及技术进行学习探讨。
Abstract： According to the NASG "Notice on speeding up the popularization and application of China Geodetic Coordinate System 2000" （[2013]No.11） and the requirements of Provincial and District Bureaus of Surveying， Mapping and Geoinformation to speed up the application of the China Geodetic Coordinate System 2000， by 2016， China will complete the transition from the current China geodetic coordinate system to the China Geodetic Coordinate System 2000 （CGCS 2000）. In this paper， the author combines the conversion of X County local coordinate system to CGCS2000， and discusses the design and technology of the coordinate conversion model.关键词：坐标转换；GNSS控制测量；多元逐步回归模型；布尔莎（Bursa）七参数模型Key words： coordination conversion；GNSS control measurement；multiple stepwise regression model；Bursa model of seven parameters中图分类号：P226+.3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）08-0205-050 引言为响应国家相关号召，我国诸多县镇都将其地方坐标向2000国家大地坐标系转换，并且取得了很多成果。
地方独立坐标系到2000国家坐标系转换研究
地方独立坐标系到2000国家坐标系转换研究作者：寸寿才施昆吴俐民来源：《价值工程》2014年第09期摘要：本文就昆明1987独立坐标系与国家2000坐标系之间的转换方法进行分析，给出了具体的转换方法，同时对转换后的精度进行分析研究。
Abstract： This paper introduced the transformation method between the 1987 Kunming independent coordinate system and CGCS 2000 was analyzed， proposed a specific conversion method， and analysed the accuracy after the conversion.关键词：国家2000坐标系；地方独立坐标系；坐标转换Key words： CGCS2000；the local independent coordinate system；coordinate transformation中图分类号：P226+.3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）09-0296-020 引言在我国，多数的地方独立坐标系建立于上世纪50、60年代，普遍采用传统三角导线测量的方法布测控制网。
原有坐标系统随着不断扩大的城市区域已经不能满足需要，并且国民经济建设、国防建设、社会发展以及科研等随着社会的进步对国家的大地坐标系提出了新的要求，迫切的需要位于原点地球质量中心的坐标系统作为国家大地坐标系。
采用此系统有利于采用现代空间技术对坐标系进行维护和更行，能够有效提高地面点的三维定位精度以及地图测绘效率。
经国务院批准，我国于2008年7月1日启用CGCS2000，但是从现行坐标系统向CGCS2000过渡和转换的时间计划用8-10年。
因此，十分有必要对坐标系转换理论和方法进行深入研究。
1 坐标系统CGCS2000作为地心坐标系，其原点包括海洋和大气的整个地球质量中心。
浅谈2000国家大地坐标系转换
浅谈2000国家大地坐标系转换1引言由于1954北京坐标系和1980西安坐标系在我国存在了较长的时间，以前的很多测量成果都是以这两个坐标系为基础获得的，但随着卫星定位技术的快速发展，卫星定位技术赢得了广大测绘工作者的信赖，并广泛地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程变形监测、资源勘察、地球动力学等多种学科，我国大地坐标系统建设进入了一个新的阶段。
这也就存在着直接观测获得的成果（2000 国家大地坐标系成果）与落后的坐标系统之间的衔接问题。
2 1954北京坐标系、1980西安坐标系的定义1）1954年北京坐标系为参心大地坐标系，大地上的一点可用经度L、纬度B和大地高H定位，它是以克拉索夫斯基椭球为基础，经局部平差后产生的坐标系，1954年北京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原苏联的普尔科沃。
2）1980西安坐标系是为进行全国天文大地网整体平差而建立的。
主要有以下特点：（1）大地原点在陕西省泾阳县永乐镇；（2）它是参心坐标系，椭球短轴Z轴平行于地球质心指向地极原点方向，大地起始子午面平行于格林尼治平均天文台子午面；（3）X轴在大地起始子午面内与Z轴垂直指向经度0方向；Y轴与Z、X成右手坐标系；椭球参数采用IUG1975年大会推荐的参数为：长轴：；扁率：地心引力常数：地球自转角速度：椭球定位时按我国范围内高程异常值平方和最小为原则求解参数；（4）多点定位；（5）大地高程以1956年青岛验潮站求出的黄海平均海面为基准。
3CGCS 2000坐标系的定义方法CGCS2000国家大地坐标系的定义包括坐标系的原点、3个坐标轴的指向、尺度比以及地球椭球的4个基本常数的定义。
CGCS2000国家大地坐标系的原点为包括海洋和大气的整个地球质量中心；CGCS2000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。
2000大地坐标系转换技术指南
2000大地坐标系转换技术指南引言:2000大地坐标系（GCS）是一个常用的地理参考系统，广泛用于测量、地图制作和地理信息系统（GIS）领域。
它采用经度、纬度和高程来描述地球上任何一个点的位置。
在一些情况下，需要将2000GCS转换成其他坐标系统，例如平面坐标系或其他地理参考系统。
本指南将介绍2000GCS转换的基本原理和常用的技术方法。
一、2000大地坐标系基本概念1.1经度和纬度：经度是指地球表面上其中一点相对于本初子午线的角度，通常用度来表示；纬度是指地球表面上其中一点相对于赤道的角度，也通常用度来表示。
1.2高程：高程是指地球表面上其中一点相对于平均海平面的高度。
1.3大地水准面：大地水准面是地球表面上所有点在高程上的理论参照面。
在2000GCS中，大地水准面被定义为WGS84椭球体的平均海平面。
二、2000GCS转换的基本原理2.1坐标转换：2000GCS到其他坐标系统的转换通常包括经纬度到平面坐标的转换，以及经纬度到其他地理参考系统的转换。
2.2平面坐标转换：将经纬度转换为平面坐标的方法包括正算和反算。
正算是根据给定的经纬度计算出相应的平面坐标；反算是根据给定的平面坐标计算出相应的经纬度。
2.3空间大地参照系统转换：2000GCS可以通过转换参数从一个大地参照系统转换到另一个大地参照系统。
常见的大地参照系统包括WGS84、北京54和西安80。
三、2000GCS转换的技术方法3.1基于数学模型的转换方法：基于数学模型的转换方法是通过建立数学模型来实现经纬度和平面坐标之间的转换。
常见的模型包括经纬度和UTM坐标之间的转换。
3.2基于地理坐标转换工具的方法：现在有很多地理信息系统软件和工具可以实现2000GCS转换。
这些工具通常提供了快速、准确的转换结果，但需要使用者具备一定的专业知识。
3.3基于在线转换服务的方法：现在有很多在线地理数据转换服务可以实现2000GCS转换。
用户可以通过上传数据或使用API接口来实现转换，具有便捷和实时性的特点。
2000国家大地坐标系及其转换方法
2000国家大地坐标系及其转换方法作者：刘焕国来源：《神州·上旬刊》2017年第12期摘要：本文对2000国家大地坐标系的定义、实现及其与我国现行1954北京坐标系、1980西安坐标系的异同进行了介绍，分析了我国地方独立坐标系的情况，根据建立方法将地方独立坐标系概括为三种类型和组合，阐述了建立地方独立坐标系与2000国家大地坐标系的三种转换方法，对实现地方独立坐标系与2000国家大地坐标系的有效衔接，有利于地理信息系统与GPS有效的结合，可以进一步提升城市的综合服务能力，对推广2000国家大地坐标系和在2000国家大地坐标系原则下独立坐标系的继续使用具有重要的意义。
关键词：2000国家大地坐标系；地方独立坐标系；坐标转换1. 2000国家大地坐标系的特点1.1椭球定位方式不同参心坐标系是为了研究局部球面形状，在使地面测量数据归算至椭球的各项改正数最小的原则下，选择和局部区域的大地水准面最为吻合的椭球所建立的坐标系。
由于参心坐标系未与地心发生联系，不利于研究全球形状和板块运动等，也无法建立全球统一的大地坐标系。
2000国家大地坐标系为地心坐标系，它所定义的椭球中心与地球质心重合，且椭球定位与全球大地水准面最为密和。
1.2实现技术不同我国现行参心坐标系是采用传统的大地测量手段，即测量标志点之间哦距离、方向，通过平差的方法得到各点相对于起始点的位置，由此确定各点在参心系下的坐标。
2000国家大地坐标系框架是通过空间大地测量观测技术、获取各测站在ITRF框架下的地心坐标。
1.3维数不同现行参心坐标系为二维坐标系，2000国家大地坐标系为三维坐标系。
1.4原点不同现行参心坐标系原点与地球质量中心有较大偏差，2000国家大地坐标系原点位于地球质量中心。
1.5精度不同参心坐标系由于当时客观条件的限制，缺乏高精度的外部控制，长距离精度较低，在空间技术广泛应用的今天，难以满足用户的需求。
2000国家大地坐标系有利于采用现代空间技术对坐标系进行维护和快速更新，有利于测定高精度大地控制点三维坐标，提高测图工作效率等。
【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.。
独立坐标系向2000国家大地坐标系转换
独立坐标系向2000国家大地坐标系转换独立坐标系向2000国家大地坐标系转换绥化市国土资源勘测规划院1 概述据不完全统计，目前全国约有千余套地方坐标系或独立坐标系（以下统称为独立坐标系），有的城市存在多套独立坐标系统，大多数独立坐标系统都是以国家参心坐标系（1954年北京坐标系和1980西安坐标系）为基础建立的。
随着国家经济建设的发展，独立坐标系测绘成果转换到国家坐标系需求不断增多，如：土地申报、全国二次土地调查、全国矿产调查等等。
2000国家大地坐标系的启用，为我国建立高精度坐标系统提供平台，同时规定将逐渐淘汰落后参心坐标系统，若干年后2000国家大地坐标系将全面取代现有国家参心坐标系。
独立坐标系统与国家坐标系建立联系是测绘法的明确规定。
独立坐标与2000国家大地坐标系转换属于建立联系方式之一。
新坐标系启用为我国建设高精度独立坐标系统提供平台和契机，基于2000国家大地坐标系建立的独立坐标系，有利于GPS快速的、精确的获取高精度城市坐标和高程成果，有利于城市地理信息系统与GPS有效的结合，进一步提升城市的综合服务能力。
由于具有众多优越性，基于2000国家大地坐标系建立的独立系是未来发展方向。
由于独立坐标系是根据城市建设或工程需要而建立的，没有具体规范，存在着复杂性和多样性，向国家坐标系转换没有一个简单固定公式，应根据具体情况，选定相应的转换方法，下面给出独立坐标系向2000国家大地坐标系转换技术路线和方法。
2 我国常用坐标系统2.1 常用坐标系统表1常用坐标系统坐标系统坐标系类型椭球a长间轴(米)扁率1954年北京坐标系参心坐标系克拉索夫斯基63782451/298.31980西安坐标系参心坐标系IAG-7563781401/298.257坐标系统坐标系类型椭球a长间轴(米)扁率WGS-84世界坐标系地心坐标系WGS-8463781371/298.257223563 2000国家大地坐标系地心坐标系CGCS200063781371/298.257222101独立坐标系参心坐标系2.2 1954年北京坐标系1）坐标系建立新中国成立后，由于当时缺乏椭球定位必要资料，把我国东北三个基线网与苏联大地网相连，把苏联1942年坐标系延伸到我国，定名为1954年北京坐标系，其坐标原点在苏联，采用克拉索夫斯基椭球。
2000国家大地坐标系转换方法和要求
2000国家大地坐标系转换方法和要求目录一、坐标转换的数据内容 (2)二、坐标转换基本要求 (2)三、矢量数据的转换 (3)（一）转换工作流程 (4)（二）转换方法 (4)1.管理单元（以县或者单图幅）转换方法 (5)2.空间数据库转换方法 (6)四、栅格数据转换 (7)（一）分幅转换流程 (7)（二）分景数据转换流程 (8)（三）转换方法 (8)1.文件形式栅格数据转换方法 (8)2.标准分幅栅格数据转换方法 (9)五、相对独立的平面坐标系与2000国家大地坐标系建立联系的方法 (9)（一）相对独立的平面坐标系统控制点建立联系的方法 (9)（二）相对独立的平面坐标系统下空间图形转换 (11)附录A：点位坐标转换方法 (12)附录B：坐标转换改正量计算 (16)附录C：双线性内插方法 (18)附录D：常用坐标转换模型 (19)附录E：高斯投影正反算公式 (22)附录F：子午线弧长和底点纬度计算公式 (23)本技术要求规定了国土资源数据内容、转换基本要求、国土资源存量数据及增量数据由1980西安坐标系到2000国家大地坐标系的技术流程、转换方法及转换步骤，相对独立的平面坐标系与2000国家大地坐标系建立的联系方法等内容。
一、坐标转换的数据内容全面梳理、合理评估国土资源各项调查、勘界、评价、资源管理等空间数据，根据实际需要，按照“应转尽转”的原则，转换为2000国家大地坐标系。
国土资源数据应涵盖实际应用需要的各级各类国土资源空间数据，主要包括遥感影像、土地利用现状、土地利用总体规划、矿产资源总体规划、土地整治规划、农用地分等、基本农田、土地资源批、供、用、补、矿产资源勘查、开发、基础地质、区域地质、地球物理、地球化学等各级各类相关数据。
二、坐标转换基本要求坐标转换应遵循以下基本要求：1. 1:5万及以小比例尺数据库转换可利用国家测绘地理信息局提供的1:5万1980西安坐标系到2000国家大地坐标系图幅改正量，点位坐标按双线性内插方法（见附录C）进行逐点转换，点位数据及矢量数据也可利用两个坐标系下的重合点作为控制点计算转换参数，使用此参数实现数据转换（见附录A）。
2000国家大地坐标系转换常见问题分析
2000国家大地坐标系转换常见问题分析钱亮湖北创易行工程项目管理有限公司DOI:10.32629/gmsm.v2i2.127[摘 要] 2008年7月1日,我国正式启用2000国家大地坐标系。
本文针对2000国家大地坐标系的概况、转换方法及常见转换问题进行了分析,提出切实可行的计算处理方案,为测绘工作提供科学的指导。
[关键词] 2000国家大地坐标系；转换；问题；分析引言国家大坐标系统通过大地坐标的框架来实现,也是国家大地基准中平面基准为用户提供服务的重要实际途径。
而各地方完成现行国家大地坐标系,建立地方独立坐标系,并向2000国家大地坐标系转换,已成为目前其启用和推广的重要工作之一。
1 2000国家大地坐标系概况1.1 2000国家大地坐标系概述坐标系原点、尺度、三个坐标轴的指向、地球椭球等是构成国家大地坐标系四个基本参数。
2000国家大地坐标系将海洋及整个地球大气的质量中心作为原点,其Z轴的指向是从原点到历元2000.0的地球参考极,历元2000.0的指向通过1984.0的初始指向推算,此指向由国际时间局给定,相对的地壳全球旋转时不产生残余由定向的时间演化来保证。
X轴由原点指向格林尼治参考子午线与地球赤道面的交点,轴与Z轴、X轴构成右手正交坐标系,利用较为广义的理论意义下的尺度。
1.2建立地方坐标系的概况为达到我国经济发展建设的需求,地方独立坐标系开始在较少部分区域或行业内建立,区域坐标系的建立在当时技术发展情况下主要依据传统大地测量手段。
在城市或工程建设区域,地方独立坐标系在进行布设测量控制网时,不仅要满足1:1000等大比例尺测图需求,还要为一般工程提供放样需求。
在提供工程施工放样时,在控制网的规划中反算的长度与实测的长度差应符合规范要求,其与国家坐标系的坐标成果相比,能满足这样的基本需求,而国家坐标系无法实现。
这是因为其投影带有明确的划分,如6度带或3度带。
另外,国家坐标系根据参考椭球面进行高程归化面的设计,并根据每个地区相应的地面位置与参考椭球面的距离,这两个因素将导致高斯投影变形及高程归化改正的产生,这两项改正将会导致长度与实测长度不相等。
基于CGCS2000建立地方独立坐标系及坐标系统相互转换的方法探讨
基线边长和坐标反算的边长相比较。有条件的测区可采用
实测边长的方法，符合１／４００００的变形要求后，方可使用。 以藏区一城镇为例，独立坐标系精度验证表： 通过以上数据的比较分析，采用上述方法建立的坐标 系精度满足规范要求。
２
下，计算两坐标系的４个转换参数，利用四参数进行坐标
系统变换。 （２）采用软件 坐标转换软件采用由武汉大学基于Ｖｉｓｕａｌ Ｃ＋＋语言开 发的软件，该软件具有以下功能：１９８０西安坐标系、２０００ 国家大地坐标系与基于１９８０、１９５４基准的独立坐标系、基 于ＣＧＣＳ２０００坐标系的独立坐标系之间相互转换。 通过各已知点在各坐标系统中成果数据的比较，采用 上述方法和软件，转换成果的精度满足要求，由于数据保 密原因，这里不再列举。 ３结论 （１）处于高斯３０投影带中央子午线边缘或测区高程 较大的地区建立地方平面直角坐标系时，只能 建立一种地方独立坐标系。 （２）开展大比例尺测绘项目时，应首先收 集、分析各部门已经建立的坐标系统及采用的 起算数据，并做好与已有测绘成果的衔接。 （３）变换投影基准面时，由于不同的变换 模型差异较大，因此只能采用一种投影基准面 变换模型。 参考文献： ［１】钱小龙，路晓明，冯梅．几种常用平
青海省藏区平均海拔超过３０００米，使用国家坐标系 产生的投影变形过大，无法直接应用于大比例尺测图及工 程测量。原有地方独立坐标系普遍存在着框架网点精度低、 多套独立坐标系共存，坐标系间转换参数混乱等问题。 ２００８年７月１日，我国启用了ＣＧＣＳ２０００坐标系， 但该坐标系在青海省藏区几乎没有框架点，无法普及 ＣＧＣＳ２０００坐标系。 为了满足大比例尺基础地理信息数据采集对测区基 础控制的精度要求和个各测区在城镇建设和各项工程测量 的需要，为进一步完善青海省现代测绘基准体系并推广 ＣＧＣＳ２０００国家坐标系的普及应用，为了全省测绘主管部门 对基础测绘数据的统一管理，以“藏区现代测绘基准体系 一期工程”的解算成果为基础，建立基于ＣＧＣＳ２０００坐标 系的藏区城镇独立坐标系，并确定城镇独立坐标系与国家 坐标系、原有地方独立坐标系的转换关系具有重大意义。
2000国家大地坐标系转换的技术方法
2000国家大地坐标系转换的技术方法摘要：国土资源数据为国民经济和社会发展、社会公众提供广泛的信息服务。
随着生态文明建设的深化、国土规划和多规合一的全面实施，及自然资源统一确权登记和用途管制工作的推进，国土资源数据在跨部门共享中的本底作用日益突出。
为推进国土资源数据应用与共享，需要在国土资源系统全面开展 2000 国家大地坐标系的转换和使用。
文章中对各类国土资源空间数据向 2000 国家大地坐标系转换的技术方法进行研究。
关键词：2000国家大地坐标系；国土资源数据；坐标转换1前言坐标参考框架是国家空间信息建设的重要基础设施之一，目前我国广泛使用的1954北京坐标系和1980西安坐标系均为参心坐标系，所采用的坐标系原点、坐标轴的方向等由于当时科技水平的限制，与采用现代空间科技测定的结果存在较大差异，造成相应成果在使用时的精度损失，已无法满足我国当前技术和经济发展的需要。
尤其是随着我国北斗卫星导航系统的建设完善与发展应用，迫切需要建立一个统一的高精度动态三维地心坐标系，并尽快推广应用，以实现测绘、交通、空间信息等不同行业及产业之间的信息共建共享机制，从而推动社会和经济的发展。
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（CGCS2000），依据相关工作部署，各地应在2018年6月底前完成各类国土资源空间数据向2000国家大地坐标系转换，2018年7月1日起全面使用2000国家大地坐标系2 2000国家大地坐标系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。
Z轴指向BIH1984.0定义的协议极地方向（BIH国际时间局），X轴指向BIH1984.0定义的零子午面与协议赤道的交点，Y轴按右手坐标系确定椭球参数：长半轴a=6378137，短半轴b=6356752.31414，扁率α=1/298.2572236，第一偏心率平方e2=0.00669437999013，第二偏心率平方2e′=0.006739496742227。
试论地方坐标到2000国家大地坐标转换方法
３ ． 地方坐标到 ２ ０ ０ ０国家大地坐标转换方法 ３ ． １基 于 模 型 的 转换 方 法 地 方坐标到 ２ ０ ０ ０国家大地坐标转换方法步骤主要有 ：一、选择 ２ ０ ０ ０ 国家大地坐标 系与地方坐标 系下 的重合 点若干 。二、将 地方坐标系 下的 控 制点的直角坐标 ，利 用高斯反算公式 ，计 算出大地坐标 （ Ｂ Ｌ Ｈ ） ，再 将 大地坐标 转化 为空间直 角坐标 （ Ｘ Ｖ ｚ ） 。三、将 ２ ０ ０ ０国家大地坐标系 下的控制 点的直 角坐标 ，利用高斯反算公式 ，计算出大地坐标 （ Ｂ Ｌ Ｈ ） ， 再将大地坐 标转化为空 间直角坐标 （ ｘ Ｙ ｚ ） 。四、根据 ２ ０ ０ ０国家大地坐 标 系与地方坐标 系下 的重合 点的直角坐标 ，利 用转换模 型，计算 出坐标 转换参数 。 地方 坐标到 ２ ０ ０ ０国家大 地坐标转换模型主要有 ：三参数转换模 型、 四参数转换模型和七参数转换模型 。三参数转换模型 中的参数有：坐标 ｘ 的平移分量 、坐标 Ｙ的平移分量和坐标 ｚ的平移分量 。四参数转换模型中 自转 角 速 度 ∞＝ ７ ． ２ ９ ２ １ １ ５ ×１ ０ ～ ５ ｒ ａ ｄ Ｓ 坐标 Ｙ的平移分量 、 旋转量 Ｎ和尺度因子 Ｍ 。 ２ ０ ０ ０国家大地 坐标系是全球地心 坐标系在 我国的具体体现 ，其原点 的参数存 坐标 ｘ的平移分量 、 七参 数转 换模型 中的参 数有：旋转参数 ｗ ｘ 、ｗ ｙ 、ｗ ｚ ；平 移参数 ｄ ｘ 、ｄ Ｙ 、 为包括海 洋和大气 的整个地球 的质量 中心 。该坐标系 统的精度极 高，是 ｄ ｚ ；尺度因子 Ｍ 。七参数转换模型是比较规 范、精度 比较高的转换模型 。 个三维 的大地测量 基准系统 。它采用 的椭 球参数系 统与 国际 公认的数 ３ ２基于坐标平移的转换方法 据一致，有利于全球数据的统一 。 基于 坐标平移 的转 换是一种 比较简单 的、适 用于小范 围单幅地 图的 ２ ． ２地 方 坐 标 ０ ０ ０国家大地坐标 系与地方坐标系下的重合点若 在 测量 国家基础地理 数据的过 程中，我 国部分地 区采用 了地方坐 标 转换方法 。首先 ，选取 ２ 干 。其次 ， 将地方坐标系统的大地 坐标 （ ｂ ｌ ｈ ） ， 经计算得 到直角坐标 （ ｘ 系。地方坐标 系产生 的原因有二 ：其一， 由于 一些地方没 有布设 国家 级 ｚ ） 。同理，将 ２ ０ ０ ０国家大地坐标 系统下 同一 点的大地坐标 （ Ｂ Ｌ Ｈ ） ， 的控制 网，在 进行测量 工作 时，为了测量工作 的需要 ，就产 生 了地方 独 Ｙ 计算得直角坐标 （ Ｘ Ｗ Ｚ ） 。最后，利用公式： 立 坐标系 。其 二，我 国平 面坐标主 要采用高 斯投影 。由于高斯投 影中， ｘ ＋Ａｘ＝ Ｘ ｙ ＋△ ｙ ＝ Ｗ ｚ ＋△ ｚ ＝ Ｚ 只有中央 子午线和赤 道的投影都 是直线 ，没有 误差 。其他 位置上 的线 段 其 中 △ｘ 、△ Ａ ｚ为 ｘ 、 ｚ方 向上 的 改正 量 都有一定 的长度 变形 ，所有长度变形 的线段 ，其长度变 形比均 大于 １ ，随 求算出改正量，利用上述 公式，求 算出其他 的点的坐标转换 。 远 离中央经线 ，面积变形 也愈大 。有些 地区 的长度 变形超 出工程测量 的 ４ ． 精度评定 要 求时，就不 能进行大尺度 测量 ，所 以，需要一个 基于 当地 平均高程 的 ２ ０ ０ ０ 国家大地坐标 系统的精度一般 比地方坐标系统精度 高，因此 ， 参考椭球 ，需要地方 坐标。 在转换成 ２ ０ ０ ０国家大地坐标系统 时，要让地方 坐标系统下的数据尽可能 ２ ． ３地 方坐 标 到 ２ ０ ０ ０国 家 大 地 坐标 转 换 原 理 Ｇ Ｃ Ｓ ２ ０ ０ ０坐标 上，就 必须进行 误差分析和精度评定 。 地方坐标 到 ２ ０ ０ ０国家大地坐标转换 的原理，首先，选取 国家控制 网 准确地转换到 Ｃ ５ ． 结语 与地方 坐标系基 础控制 网的重合 点，重 合点应具有 一定数量 、均匀分布 地方 坐标转换成 ２ ０ ０ ０国家大地坐标 ，最重要 的是坐标转 换模型的建 和精度 高等特 点。其次 ，选 择合适 的坐 标转换模 型，通过计 算分析 ，求 立。 了解地方坐 标系统 的建 立方法 ，选取足 够的 国家控 制网与地方 坐标 出坐标转换值 。最后， 将地方坐标 中所有数值转换成 ２ ０ ０ ０国家大地坐标 。 系控制 网的重合点是建 立转换模型 的前提条件 。求算 转换参数 ，进 行转 其 中，最常用 的转换模 型是七参数转 换模 型。 七参数 转换模型 利用 相似变换 进行直角坐 标的转换 ，在 利用多项式 换 精度评 定是建立合适 的坐标转换模 型的必备条件 。通过坐标转 换，可 ０ ０ ０国家大地坐标 的批 量转换， 拟合对 转换残差进 行计算 ，从而减少转 换误差 ，提 高转换精度 。七参数 以实现 国家基础地理数据从地方坐标到 ２ 转换模 型 中，旋 转参数ｗ ｘ 、ｗ ｙ 、ｗ ｚ ；平 移参数ｄ ｘ 、ｄ Ｙ 、ｄ ｚ ；尺 度因子 从而 实现我 国基础地理数据 的坐标统一 。
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浅谈2000国家大地坐标系向地方独立坐标系的转换
摘要：大约在十年前，我国的国家级和省级的基础地理信息数据已经初步通过2000国家大地坐标系，然而通过国家坐标系统，在一些离中央子午线较远或者海拔较高的地区无法达到相关要求，这就需要将地方独立坐标系建立起来。
本文对2000国家大地坐标系向地方独立坐标系的转化进行分析和研究，以供参考。
关键词：2000国家大地坐标系；地方独立坐标系；转换
1 2000国家大地坐标系与地方独立坐标系的建立
1.1 2000国家大地坐标系的建立
2000国家大地坐标系是全球地心坐标系在我国进行实践的具体体现，其原点
主要是大地和海洋的质量中心，z轴是根据相关规定协议地级方向，x轴表示的是相关规定当中定义的协议赤道和子午面的交点，y轴是依照右手坐标系而建立起
来的，通过2000国家大地坐标系能够加强定位系统的精确性，广泛应用于各个
领域。
1.2地方独立坐标系的建立
在工程测量及城市测绘过程中如果通过国家坐标系来进行控制网的建设，往
往会出现地面长度投影变形量较大等问题，无法达到工程的实际操作需求，所以
一定要建立起与实际情况相适应的地方独立坐标系。
地方独立坐标系的建立，主
要是为了让高程归化和投影形变的情况造成的误差缩小，通过地方独立坐标系的
建设可以保证达到所需要的精度，不会由于精度无法达到要求，而对工程建设产
生影响。
2 2000国家大地坐标系与地方独立坐标系转换的理论基础
某市在建设的过程中选取四参数转换模型，对坐标转换参数进行控制，把2000国家大地坐标系的成果向地方独立坐标系的成果进行转化。
2.1重合点选取
在坐标系选用的过程中，两个坐标系都有坐标成果控制点，在选择的过程中，主要原则是覆盖整个转换区域，要求精度较高，而且具有较高的等级，分布均匀。
2.2转换参数计算
首先通过转换模型和重合点的选择，对转换参数进行计算，将残差大于三倍
的误差重合点剔除，对坐标转换参数进行重新计算，直到符合精度要求为止，通
过最小二乘法来对参数进行计算。
2.3精度评定
坐标转换精度一般通过外符合精度来进行评定，根据计算参数转换参数的重
合点残差中误差来对坐标转换精度进行评估，如果残差小于三倍，那么其定位精
度符合要求，在计算的过程中，外部的检核点的误差公式为
3转换方法
坐标转换模型需要与地方控制点和城市数字地图的转化相结合，通常条件下
通过平面四参数模型进行转换，如果重合点比较多，可以通过多元回归模型来进
行控制，如果数字地图和相对独立的平面坐标系统控制点都是三维地心坐标的时候，可以通过Bursa七参数转换模型进行转换。
在转换的过程中，需要控制误差
不超过0.05米，并且需要对重合点的选取原则进行明确，首先需要对地方控制点
的高精度控制点和计算点进行择优选择，在一般情况下，在大中城市至少需要保
证使用五个重合点，这些重合点需要均匀的分布，包含在城市的各个区域当中，
并且在城市内部需要选择不少于六个重合点，这些重合点要均匀分布，并且需要
校核其坐标转换精度。
采取联测的方法，能够进一步加强2000国家大地坐标系的高等级点测量的准确性，另外通过约束平差的手段对低等级GPS网进行转换，如果GPS控制网附近
出现一些达到数量要求的2000国家大地坐标系坐标的控制点的时候，我们能够
利用把低等级的GPS网和相关高等级点联测或者通过原有联测数据的方法进行转换，通过高等级的控制点作为约束过程中的基本条件，利用WGS84椭球计算3
维约束平差，这些平差的结果就是2000国家大地坐标转换的基础。
通常条件下
这些GPS网数据都需要上交并且保存，这些都是原始的观测资料，如果联测GPS
网以及附近的高等级2000国家大地坐标的点，获得的3维平差就属于2000国家
大地坐标系。
4 2000国家大地坐标系向地方独立坐标系的转换
通过以上这些方法，转换某市的2000国家大地坐标系以及地方的独立坐标系。
在转换的过程中，在这个市的范围中一共设置了8个控制点，表1指的主要是这
些控制点的2000国家大地坐标以及某市地方独立坐标。
具体如下图所示表1已知控制点坐标表单位：m
通过表3来对残差数据进行计算可以发现外部检核点误差σ的值是±0.008m。
对比上述
图表的精度另外通过对外部检核点误差进行计算能够清楚的发现，转换的精度相对较高，可
以达到实际使用的需要，能够让2000国家大地坐标系向某市地方独立坐标系的转换得以实现。
结束语
综上所述，坐标系的转换需要对测绘成果及重合点情况进行分析，对地方独立坐标系建
立方法进行了解，依照具体的重合点分布情况、重合点的数量以及重合点的精度，对最佳转
换参数来进行计算，对转换精度进行具体分析，从而让2000国家大地坐标系向某市地方独
立坐标系转换的工作得以实现。
参考文献：
[1]魏子卿.关于2000中国大地坐标系的建议[J].大地测量与地球动力学，2016，26（2）：
1-5.
[2]黎彬，黄校，李秀龙.基于CGCS2000建立珠海市城市相对独立坐标系统的探讨[J].城市
勘测，2014（1）：17-20.
[3]史经.西安坐标向广州坐标的转换方法与精度分析[J].测绘通报，2015（3）：69-70.。