摘要

CGCS2000和1954或1980坐標系，在定義和實現(xiàn)上有根本區(qū)別。局部坐標和地心坐標之間的變換是不可避免的。坐標變換通過聯(lián)合平差來實現(xiàn)。當采用模型變換時，變換模型的選擇應依據(jù)精度要求而定。

CGCS2000是中國2000國家大地坐標系的縮寫，該坐標系是通過中國GNSS 連續(xù)運行基準站、 空間大地控制網(wǎng)以及天文大地網(wǎng)聯(lián)合平差建立的地心大地坐標系統(tǒng)。2000國家大地坐標系以ITRF 97 參考框架為基準， 參考框架歷元為2000.0。

CGCS2000坐標系原點和軸定義如下：原點為地球的質(zhì)量中心；Z軸指向IERS參考極方向；X軸為IERS參考子午面與通過原點且同Z軸正交的赤道面的交線；Y軸完成右手地心地固直角坐標系。

2000國家大地坐標系的大地測量基本常數(shù)分別為: 長半軸 a = 6 378 137 m; 地球引力常數(shù) GM =3.986004418×1014m3s-2; 扁率f = 1/ 298. 257 222 101;地球自轉(zhuǎn)角速度X =7.292115×10-5rad s-1

與WGS84區(qū)別

CGCS2000的定義與WGS84實質(zhì)一樣，原點、尺度、定向均相同，都屬于地心地固坐標系。采用的參考橢球非常接近。扁率差異引起橢球面上的緯度和高度變化最大達0.1mm。當前測量精度范圍內(nèi)，兩者相容至cm級水平。

CGCS2000坐標是2000.0歷元的瞬時坐標，而WGS84坐標是觀測歷元的動態(tài)坐標，兩者都基于ITRF框架，可通過歷元、框架轉(zhuǎn)換進行換算。同樣的點位及觀測精度，GNSS接收機獲取的WGS84坐標及CGCS2000坐標并不是只有厘米級的差異，而是因框架、歷元差異產(chǎn)生的分米級的坐標差。歷元歸算到2000.0的WGS坐標，可以作為CGCS2000坐標使用。

WGS84坐標系由26個全球分布的監(jiān)測站坐標來實現(xiàn)，不同版本的WGS84對應相應的ITRF版本和參考歷元。

與北斗坐標系區(qū)別

北斗坐標系和WGS84坐標系類似，屬于導航坐標系，其坐標是觀測歷元的動態(tài)坐標，與CGCS2000坐標系有2500多個框架點不同，北斗坐標系只有幾個框架點，其更新周期短，測量精度低，而CGCS2000屬于國家基礎(chǔ)坐標系，更新周期往往長達幾十年。但CGCS2000坐標系與北斗坐標系的定義、橢球是一致的。

與54系、80系區(qū)別

CGCS2000和1954或1980坐標系，在定義和實現(xiàn)上有根本區(qū)別。局部坐標和地心坐標之間的變換是不可避免的。坐標變換通過聯(lián)合平差來實現(xiàn)。當采用模型變換時，變換模型的選擇應依據(jù)精度要求而定。

測繪工作中采用的RTK、靜態(tài)測量等屬于相對定位，以地面已知控制點做起算，所以相對定位成果的歷元和框架由控制點坐標的歷元和框架決定；精密單點定位等絕對定位是以衛(wèi)星星歷作為起算數(shù)據(jù)，而衛(wèi)星星歷是利用地面監(jiān)測站的衛(wèi)星跟蹤數(shù)據(jù)計算得到。

坐標框架體系建設(shè)歷史及來源：20世紀50年代，為滿足測繪工作的迫切需要 ，中國采用 了1954年北京坐標系。1954年之后，隨著天文大地網(wǎng)布設(shè)任務的完成，通過天文大地網(wǎng)整體平差，于20世紀80年代初中國又建立了1980西安坐標系。1954北京坐標系和1980西安坐標系在中國的經(jīng)濟建設(shè)和國防建設(shè)中發(fā)揮了巨大作用。

隨著情況的變化和時間的推移，上述兩個以經(jīng)典測量技術(shù)為基礎(chǔ)的局部大地坐標系，已經(jīng)不能適應科學技術(shù)特別是空間技術(shù)發(fā)展，不能適應中國經(jīng)濟建設(shè)和國防建設(shè)需要。中國大地坐標系的更新?lián)Q代，是經(jīng)濟建設(shè)、國防建設(shè)、社會發(fā)展和科技發(fā)展的客觀需要。

以地球質(zhì)量中心為原點的地心大地坐標系，是21世紀空間時代全球通用的基本大地坐標系。以空間技術(shù)為基礎(chǔ)的地心大地坐標系，是中國新一代大地坐標系的適宜選擇。歷經(jīng)多年，中國測繪、地震部門和科學院有關(guān)單位為建立中國新一代大地坐標系作了大量基礎(chǔ)性工作，20世紀末先后建成全國 GPS一、二級網(wǎng)，國家GPS A、B級網(wǎng)，中國地殼運動觀測網(wǎng)絡(luò)和許多地殼形變網(wǎng)，為地心大地坐標系的實現(xiàn)奠定了較好的基礎(chǔ)。中國大地坐標系更新?lián)Q代的條件也已具備。中國新一代大地坐標系建立的基本原則是：

1)坐標系應盡可能對準 ITRF(國際地球參考框架)；

2)坐標系應由空間大地網(wǎng)在某參考歷元的坐標和速度體現(xiàn)；

3)參考橢球的定義參數(shù)選用長半軸、扁率、地球地心引力常數(shù)和地球角速度，其參數(shù)值采用 IUGG (國際大地測量與地球物理聯(lián)合會)或 IERS(國際地球旋轉(zhuǎn)與參考系服務局)的采用值或推薦值。

來源：測繪家