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。

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。