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2000国家大地坐标系

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2000国家大地坐标系

一、起止时间

2008年4月,国务院批准自2008年7月1日起,启用2000国家大地坐标系。

二、大地坐标系

CGCS2000就是(中国)2000国家大地坐标系的缩写,该坐标系就是通过中国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。2000(中国)国家大地坐标系以ITRF 97 参考框架为基准, 参考框架历元为2000、0,仍采用无潮汐系统。

表示方法:大地坐标系,就是将地球模拟成一个规则的椭球,以大地经度(L)、大地纬度(B)、大地高(H)来表示地球表面物体的位置。大地经度(L)就是通过该点的大地子午面与起始大地子午面(通过格林尼治天文台 的子午面)之间的夹角,规定以起始子午面起算,向东由0°至180°称为东经,向西由0°至180°称为西经。大地纬度(B)就是通过该点的法线与赤道面的夹角,规定由赤道面起算,由赤道面向北从0°至90°称为北纬,向南从0°到90°称为南纬。其中著名的纬线“北回归线”就是太阳光线能够直射在地球上最北的界线,横穿于绿水青山的增城境内,其大地纬度值约为北纬23度26分。大地高(H)则就是物体到椭球表面的高度。(纬度,经度,高)=(B,L,H)=空间立体坐标(X,Y,Z) 分带划分:在经纬度绘制图面时,不方便直接测量面积与长度,各类证书、图纸上更常见的就是平面坐标值。于就是便有了地图投影,即将物体位置从不可展平的地球表面投影到一个平面,并保证地物空间信息在区域上的联系与完整。“等角横切椭圆柱投影”,为我国常用的地图投影方式。该方法由大家熟知的德国数学天才高斯于19世纪20年代提出,并在90年后由科学家克吕格补充完善,故又名“高斯-克吕格投影”。为了便于理解,我们可以把地球瞧做一个大西瓜,然后等分切开,再一瓣瓣展开,便可以得到平面的地图。为了保证展开后变形不致太大,一般切为60份或120份,一份又称为一分带,又叫6度分带与3度分带。武陟常用的正就是3度分带,又由于其刚好在第38带,故有些图纸上的坐标值前头会加上38二字(8位的Y值)。

高斯-克吕格投影

1、分带投影

6°带N:我国6°带中央子午线的经度为69°—135°,共12带(12—23),带号为N,中央子午线的经度L0=6N-3。 3°带n:我国共22带(24—45),带号为n,中央子午线的经度L0=3n。

2、高斯平面直角坐标系

中央子午线与赤道的投影都就是直线,交点为坐标原点,中央子午线投影为x轴,赤道投影为y轴。

我国的x轴都就是正的,y轴最大值(赤道上6°带)约为330km。为了出现负的横坐标,则在横坐标上加上500000m,并冠以带号。例:y=38623456、789,该点带号为38,其相对于中央子午线的横坐标就是123456、789。

特点:(1)中央子午线无变形;(2)无角度变形,图形保持相似;(3)离中央子午线越远,变形越大。

3、变形分析

高斯-克吕格投影就是一种等角横轴切椭圆柱投影。它就是假设一个椭圆柱面与地球椭球体面横切于某一条经线上,按照等角条件将中央经线东、西各3°或1、5°经线范围内的经纬线投影到椭圆柱面上,然后将椭圆柱面展开成平面而成的。除赤道外的其余纬线,投影后为凸向赤道的曲线,并以赤道为对称轴。经线与纬线投影后仍然保持正交。所有长度变形的线段,其长度变形比均大于1、 随远离中央经线,面积变形也愈大。若采用分带投影的方法,可使投影边缘的变形不致过大。我国各种大、中比例尺地形图采用了不同的高斯-克吕格投影带。其中大于1:1万的地形图采用3°带;1:2、5万至1:50万的地形图采用6°带。

投影变形:椭球面就是一个凸起的、不可展平的曲面。将这个曲面上的元素(距离、角度、图形)投影到平面上,就会与原来的距离、角度、图形呈现差异,这一差异称为投影变形。高斯克吕格投影的变形分析:①中央经线上无变形,满足投影后长度比不变的条件;②除中央经线上长度比为1以外,其它任何点长度比均大于1;③在同一条纬线上,离中央经线越远则变形越大,最大值位于投影带边缘。④在同一条经线上,纬度越低变形越大,最大值位于赤道上。⑤等角投影无角度变形,面积比为长度比的平方。⑥长度比的等变形线平行于中央轴子午线。

4、

三、基本常数

长半轴 a = 6378137 m;

地球引力常数 GM = 3、986004418×1014 m3s-2;

扁率f = 1/298、257222101;

地球自转角速度ω = 7、292115×10-5 rad s-1;

短半径b = 6356752、31414 (m)

极曲率半径c = 6399593、62586 (m)

第一偏心率e = 0、28

第一偏心率平方e2 = 0、290

第二偏心率e´ = 0、19

第二偏心率平方e´2 = 0、548

1/4子午圈的长度Q = 10001965、7293(m)

椭球平均半径R1 = 6371008、77138(m)

相同表面积的球半径R2 = 6371007、18092(m)

相同体积的球半径R3 = 6371000、78997(m)

椭球的正常位U0 = 62636851、7149(m2s-2)

动力形状因子J2 = 0、2258

球谐系数J4 = -0、126

球谐系数J6 = 0、347

球谐系数J8 = -0、427

22mabGM = 0、678

赤道正常重力值γe(伽) = 9、7803253361

两极正常重力值γp(伽) = 9、8321849379

正常重力平均值γ(伽) = 9、7976432224

纬度45度的正常重力值γ45°(伽) = 9、8061977695 四、坐标定义

2000中国大地坐标系符合 ITRS(国际地球参考系统)的如下定义:

1)原点在包括海洋与大气的整个地球的质量中心 ;

CGCS2000定义的示意图

2)长度单位为米(sI)。这一尺度同地心局部框架的TCG(地心坐标时)时间坐标一致;

3)定向在1984.0时与 BIH(国际时间局)的定向一致;

4)定向随时间的演变由整个地球的水平构造运动无净旋转条件保证。

以上定义对应一个直角坐标系,它的原点与轴定义如下:

1)原点:地球的质量中心;

2)Z轴:指向IERS参考极方向;

3) X轴:IERS参考子午面与通过原点且同z 轴正交的赤道面的交线;

4)Y轴:完成右手地心地固直角坐标系。

五、与WGS-84对比

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与高度变化最大达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,但若一点的坐标精度达不到cm水平,则不认为CGCS2000与WGS84的坐标就是相容的。

六、坐标转换

大地坐标到地心直角坐标

21coscoscossinsinxNHBLyNHBLzNeHB

地心直角坐标到大地坐标 222211atanatansinzNHBxyNeHyzLHNexB 222221sinaNeBabea

2e0、290 a6378137米

大地坐标到地心球坐标、地心球坐标到大地坐标(略)

七、

八、

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2000国家大地坐标系定义

2000国家大地坐标系定义

2000国家大地坐标系定义

2000国家大地坐标系（简称CGCS2000）是中国自行研制的一种大地坐标系，是中国国家标准测绘坐标系统之一。它是在1954年国家地理局所制定的1954国家大地坐标系基础上，结合全球卫星定位系统（GPS）技术和国际地球参考框架（ITRF）建立的。

CGCS2000包括大地坐标系和高程标准，大地坐标系定义了地球上各点的经度、纬度和大地高相对于地球基准面的数值，高程标准定义了地球上各点的高程数值。大地坐标系与高程标准共同构成了CGCS2000坐标参考系统。

与之前的国家大地坐标系相比，CGCS2000在准确性和可靠性上有了极大的提升。它采用了GPS技术进行大地测量，并利用全球分布的卫星接收站进行数据收集和处理，大大提高了测量的准确性。此外，CGCS2000还参考了世界地理参考框架（WGS84），以确保其与国际标准的一致性。

CGCS2000的基本参数包括大地椭球参数和转换参数。大地椭球参数包括椭球体长半轴、短半轴和椭球体扁率等。转换参数包括各地区基准点的经纬度偏移量、高程偏移量和正高改正数等。这些参数的准确性和稳定性对于CGCS2000的应用非常重要。

CGCS2000的应用非常广泛。它被广泛应用于地理信息系统（GIS）、卫星导航、地籍管理、精密测量等领域。在GIS中，CGCS2000提供了准确的地理位置信息，帮助人们在地图上确定位置、导航、进行空间分析等。在卫星导航中，CGCS2000提供了准确的定位数据，帮助导航系统进行精确导航。在地籍管理中，CGCS2000提供了准确的土地边界和界址点位置，有助于土地管理和土地交易。在精密测量中，CGCS2000提供了准确的测量结果，帮助科学家进行各种研究和测量。

总之，CGCS2000是中国自行研制的一种大地坐标系，它采用了GPS技术和ITRF建立，准确性和可靠性极高。它的广泛应用说明了它在测绘、导航、地籍管理和科学研究等领域的重要性。CGCS2000的建立标志着中国在地理信息领域取得了重要的成就，为国内外的地理信息工作提供了重要的参考和依据。

2000国家坐标系

2000国家坐标系

2000国家坐标系2008-07-02 13:24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。现公告如下：

一、2000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国家大地坐标系采用的地球椭球参数如下：

长半轴 a＝6378137m

扁率 f＝1/298.257222101

地心引力常数 GM＝3.986004418×1014m3s-2

自转角速度 ω＝7.292l15×10-5rad s-1

二、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—10年。

现有各类测绘成果，在过渡期内可沿用现行国家大地坐标系；2008年7月1日后新生产的各类测绘成果应采用2000国家大地坐标系。

现有地理信息系统，在过渡期内应逐步转换到2000国家大地坐标系；2008年7月1日后新建设的地理信息系统应采用2000国家大地坐标系。

三、国家测绘局负责启用2000国家大地坐标系工作的统一领导，制定2000国家大地坐标系转换实施方案，为各地方、各部门现有测绘成果坐标系转换提供技术支持和服务；负责完成国家级基础测绘成果向2000国家大地坐标系转换，并向社会提供使用。国务院有关部门按照国务院规定的职责分工，负责本部门启用2000国家大地坐标系工作的组织实施和本部门测绘成果的转换。

四、县级以上地方人民政府测绘行政主管部门，负责本地区启用2000国家大地坐标系工作的组织实施和监督管理，提供坐标系转换技术支持和服务，完成本级基础测绘成果向2000国家大地坐标系的转换，并向社会提供使用。

特此公告。

国家测绘局

二〇〇八年六月十八日

国家2000坐标系和上海2000坐标系转换参数

国家2000坐标系和上海2000坐标系转换参数

国家2000坐标系和上海2000坐标系转换参数

国家2000坐标系（CGCS2000）是我国当前最新的国家大地坐标系，以大地经度（B）、大地纬度（L）、大地高（H）表示地球表面物体的位置。上海2000坐标系则是以上海市为基准的坐标系。两者之间的转换需要考虑地球椭球参数、基准面差异、投影方式等因素。

坐标转换一般包括以下几个步骤：

1. 确定转换基准：选择一个合适的转换基准，如大地基准、高程基准等。

2. 计算转换参数：根据转换基准和源坐标系、目标坐标系的参数，计算出转换参数。这些参数包括旋转矩阵、平移向量等。

3. 应用转换参数：将源坐标系下的坐标通过转换参数转换为目标坐标系下的坐标。

对于国家2000坐标系和上海2000坐标系的转换，需要根据具体投影方式、椭球参数、基准面差异等因素来计算转换参数。通常情况下，可以采用七参数模型（包括三个旋转矩阵、三个平移向量和一个尺度因子）进行坐标转换。

具体转换过程如下：

1. 确定转换基准：选择一个合适的大地基准（如CGCS2000）和高程基准（如水准面）。

2. 计算旋转矩阵：根据两个坐标系的大地基准差异，计算出旋转矩阵。

3. 计算平移向量：根据两个坐标系的基准面差异，计算出平移向量。

4. 计算尺度因子：根据两个坐标系的椭球参数，计算出尺度因子。

5. 应用转换参数：将源坐标（国家2000坐标系）通过转换参数（旋转矩阵、平移向量和尺度因子）转换为目标坐标（上海2000坐标系）。

需要注意的是，坐标转换过程中可能涉及到不同投影方式的选择，如UTM投影、高斯克吕格投影等。在实际应用中，应根据具体情况选择合适的投影方式，并按照相应的坐标转换公式进行计算。

综上所述，国家2000坐标系和上海2000坐标系的转换需要根据具体投影方式、椭球参数、基准面差异等因素来计算转换参数，并应用相应的坐标转换公式进行转换。具体转换过程涉及到的参数和计算方法可能因实际情况而有所不同，需要在实际应用中进行详细计算。

CGCS2000坐标系

CGCS2000坐标系

CGCS2000坐标系

2000国家大地坐标系，是我国当前最新的国家大地坐标系，英文名称为China Geodetic Coordinate System 2000，英文缩写为CGCS2000。CGCS2000是2000国家大地坐标系，属于地心大地坐标系统，该系统以ITRF97参考框架为基准，参考框架历元为2000.0。

1、坐标参数

2000国家大地坐标系定义原点：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2000.0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国家大地坐标系采用椭球简称CGCS2000椭球。

CGCS2000椭球参数长半轴

α=6378137m扁率

ƒ=1/298.257222101地心引力常数

GM=3.986004418x1014m3s-2地球自转角速度 ω=7.292115x10-5rads-1

CGCS2000参考椭球a）CGCS2000参考椭球是一旋转椭球，其几何中心与CGCS2000的原点重合，旋转轴与CGCS2000的Z轴一致，其表面代表地球的数学表面。b）CGCS2000参考椭球又是其表面为正常重力场的等位面的正常椭球。c）CGCS2000参考椭球由四个常数（a,GM,J2,ω）定义。 一般规定a）“2000中国大地坐标系”，又称“2000 国家大地坐标系”；英译为 China Geodetic

Coordinate System 2000，缩写为 CGCS2000；b）CGCS2000由原点、尺度、坐标轴的定向及其时间演变定义，由地面点集合的坐标和速度实现；c) 采用CGCS2000参考椭球参数进行三维坐标变换；d) 大地经纬度变换为地图平面坐标，采用高斯－克吕格投影或墨卡托投影。

2、坐标意义

（1）原点位于地球质量中心的三维国家大地坐标系；