浅谈我国的大地坐标系统浅谈我国的大地坐标系统.doc

浅谈我国大地坐标系统 靳璐岩，山西省科学技术情报研究所 张琳雁，德州市水利局摘要：本文首先介绍我国目前使用的各种坐标系统：1954北京坐标系、1980西安坐标系、CGCS2000坐标系、WGS-84坐标系以及地方独立坐标系；对CGCS2000与WGS-84坐标系进行了比较；然后详细阐述了WGS-84坐标到1954北京坐标，再到地方独立坐标的转换过程。最后得出结论。 关键字：坐标系；坐标转化 20世纪50年代和80年代，我国分别建立了国家 大地坐标系统，称为“1954北京坐标系”和“1980西安坐标系”，并以此为基础，进行各项测绘工作，测制了各种比例尺地形图，形成了种类较多的测绘成果，为国民经济和社会发展提供了基础的测绘保障。随着社会的进步，国民经济建设、国防建设和社会发展、科学研究等对国家大地坐标系提出了新的要求，迫切需要采用原点位于地球质量中心的坐标系统（以下简称地心坐标系）作为国家大地坐标系。 采用地心坐标系，有利于采用现代空间技术对坐标系进行维护和快速更新，测定高精度大地控制点三维坐标，并提高测图工作效率。经国务院批准自2008年7月1日启用我国的地心坐标系—2000 国家大地坐标系，即CGCS2000。 20世纪 80 年代，GPS卫星定位在我国在测量中得到应用，WGS-84 世界大地坐标系开始在测量中应用。 1 我国目前使用的坐标系统 1.1 1954 北京坐标系 解放初期，我国测绘技术水平相当落后，新中国建设又急切需要一个稳定的大地坐标系。北京54坐标系正是在这样的环境下产生，它可以看成是前苏联1942坐标系在我国的延伸。54北京坐标系首先是从我国东北地区联测传入我国，随后扩展、加密而遍及全国。其坐标原点不在我国境域内，参考椭球选择与定位也是不最优于我国疆域。 1954北京坐标系的特点： 1.参心大地坐标系。坐标系的原点在所选参考椭球的中心，它只是局部与某区域地球表面相似。 2.大地原点在原苏联的普尔科沃。北京54是利用前苏联的坐标框架，所以它的大地原点在前苏联境内。 3.高程基准采用1956黄海高程基准。 4.采用多点定位法进行椭球定位。选择椭球后如何将椭球定位到实际的地球上就称为椭球定位。为了使定位??确，一般选择多点定位。有时候可以选择单点定位。 5.克拉索夫斯基椭球的几何参数：长轴：a=6378245m扁率：f=1:298.3 第一偏心率：e2=0.006693421622966 1.2 1980国家大地坐标系 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。 1980西安坐标系的特点： 1.参心大地坐标系。 2.大地原点在陕西省泾阳县永乐镇石际寺村。 3.高程基准采用1985国家高程基准； 4.多点定位方式进行定位，椭球短轴平行于地球质心指向JYDl968.0极原点的方向，大地子午面平行于格林尼治平均天文台子午面。 5.采用1975年国际大地测量学与地球物理联合学会第十六届推荐的椭球参数； 具体参数如下：长轴：a=6378140m扁率：f=1:298.257第一偏心率：e2=0.0069438499959 1.3 CGCS 2000中国大地坐标系 随着GPS等新空间定位技术的发展，构建国家大地坐标系的方法发生了巨大的变化，新的地心坐标必须建立。2000国家大地坐标系就是在这样的环境下产生。CGCS2000是由国家GPSA、B级网，全国GPS一二级网以及全国地壳GPS监测网联合平差而得。 2000中国大地坐标系（简写为CGCS2000），其定义与国际地球参考系统（ITRS）协议的定义一致。CGCS2000的特点如下： 1.坐标系原点为地心，并且是指包括海洋和大气在内的整个地球的质量中心。 2.长度单位为米（m），是在广义相对论框架下的定义。 3.Z轴从地心指向国际时间局（BIH）确定的协议地球极点BIH1984.0。CGCS2000的参考历元为2000.0。 4.X轴从地心指向格林尼治平均子午面与协议地球极（CTP）赤道的交点。 5.Y轴与XOZ平面垂直而构成右手坐标系。 6.时间演变基准是使用满足全球地壳无整体旋转（NNR）条件的板块运动模型，来描述地球各块体随时间的变化。 7.CGCS2000采用GRS80椭球，其几何中心与坐标系的原点重合，其旋转轴与坐标系的z轴一致。参考椭球面在几何上代表地球表面的数学形状，在物理上代表一个等位椭球(水准椭球)，其椭球面是地球正常重力位的等位面。参考椭球的4个常数分别为： 长半轴：a=6 378 137.0 m；扁率：f=1／298.257 222 101 地心引力常数：GM=3 986 004.418×108m3s-