国土资源数据2000国家大地坐标系转换技术要求-

附件

国土资源数据2000国家大地

坐标系转换技术要求

国土资源部

国家测绘地理信息局

2017年2月

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）。栅格数据按本要求中第四部分介绍的方法实施转换。

2. 1:1万比例尺空间数据的转换采用国家测绘地理信息局提供的1:1万比例尺1980西安坐标系到2000国家大地坐标系图幅改正量通过双线性内插的方法逐点计算改正量。也可采用按（2°×3°）进行分区，逐区计算转换参数，按点位转换方法进行转换。计算模型见附录A。

3. 1:1万以大比例尺下点位数据按点位坐标的转换方法逐点进行坐标转换和转换精度评定，见附录A精度评定（不包括建立相对独立的平面坐标系的各类数据对应的比例尺）。

4. 原1980西安坐标系下建立的相对独立的平面坐标系按与1980西安坐标系建立联系的方法建立与2000国家大地坐标系的联系，模型和方法见第五部分。

5. 1954北京坐标系下的数据，先转换为1980西安坐标系，再转换为2000国家大地坐标系。1954北京坐标系转换为1980西安坐标系的方法参照测绘部门发布的技术方法。

三、矢量数据的转换

矢量数据的转换，以1:1万比例尺数据为例。

（一）转换工作流程

根据1980西安坐标系向2000国家大地坐标系转换相应比例尺地形图坐标转换改正量，采用逐要素逐点转换法进行坐标转换或平移方法进行坐标转换，见图1。

图1 矢量数据转换技术流程图

（二）转换方法

国土资源数据以空间数据库或管理单元（以县或者单图幅）存放。其存储方式不同，转换到2000国家大地坐标系下方法有所不同。

1. 管理单元（以县或者单图幅）转换方法

（1）获取1980西安坐标系各要素的坐标，计算其2000国家大地坐标系下各要素的坐标；

（2）将2000国家大地坐标系下各要素的坐标写回原要素；

（3）添加2000国家大地坐标系下新的方里格网层及标注，删除原方里格网数据层及方里网标注坐标、图廓标注。

该数据成果为2000国家大地坐标系，其有效图范围为原1980西安坐标系范围。

计算2000国家大地坐标系坐标流程图见图2，其中1980西安坐标系高斯平面直角坐标转换流程见图(a)，1980西安坐标系大地坐标转换流程见图(b)。

图2 矢量数据转换流程图

2. 空间数据库转换方法

连接后台数据库，加载空间数据库中每个要素类，读取各要素1980西安坐标系坐标，逐点计算2000国家大地坐标系下各要素坐标，将2000国家大地坐标系下的要素存储到空间数据库中新建的要素类，具体方法如下：

（1）新建一个与原要素类结构相同的新要素类；

（2）获取各要素1980西安坐标系坐标，逐点计算2000国家大地坐标系下各要素的坐标；

（a）高斯平面坐标图 （b）大地坐标图

（3）将2000国家大地坐标系下要素写入新建要素类；

（4）添加2000国家大地坐标系下新的方里格网层，删除原方里格网数据层；

（5）更新相关字段属性值。

四、栅格数据转换

（一）分幅转换流程

图3 栅格数据转换流程图

（二）分景数据转换流程

图4 分景数据转换流程图

（三）转换方法

栅格数据以文件形式和数据库形式存放，其存储方式不同，转换到2000国家大地坐标系下方法有所不同。

1. 文件形式栅格数据转换方法

（1）获取1980西安坐标系栅格数据坐标范围，可依据区域大小、区域形状、精度要求高低等技术参数均匀内插部分控制点（5公里），计算其2000国家大地坐标系下的坐标；

（2）用1980西安坐标系坐标及2000国家大地坐标系

下坐标，通过工具软件进行配准，完成数据的坐标转换；

（3）更改数据头文件中定位坐标。

2. 标准分幅栅格数据转换方法

对标准分幅栅格数据读取1980西安坐标系坐标头文件中定位坐标，计算数据中心点坐标“改正量”，按照像素关系计算移动量（像素数），避免图幅之间接边数据重新采样；

（1）读取1980西安坐标系坐标头文件中定位坐标，计算数据中心点坐标“改正量”；

（2）更改数据头文件中定位坐标。

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

（一）相对独立的平面坐标系统控制点建立联系的方法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。

（1）相对独立的平面坐标系与2000国家大地坐标系转换技术流程如图5。

图5 相对独立的平面坐标系转换技术流程

（2）重合点选取原则

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。

（3）转换模型确定

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空间图形转换

采用点对点转换法完成相对独立的平面坐标系统下空间数据数字地形图到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。

附录A：点位坐标转换方法

1. 坐标转换流程

图6 点位坐标转换流程

2. 坐标转换步骤

（1）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。

（2）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。模型选取可参照下表1。

表1 点位坐标转换法模型选取表 重合点

所属坐标系 坐标类型

转换模型

适用区域范围 三维七参数

二维七参数 大地坐标

椭球面多项式拟合

全国和省级范围 椭球面经纬差≥3 区域 布尔莎模型

全国及省级范围 莫洛金斯基模型

省级以下范围 空间直角

坐标

三维四参数

＜2 ×2 局部区域 1980西安坐标系

1954年北京坐标系 平面坐标

二维四参数 局部小区域 二维四参数 局部小区域 相对独立的平面坐标系 平面坐标

平面多项式拟合 局部小区域

（3）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。

（4）精度检核

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。

3. 精度评定和评估方法

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：

1:5万空间数据库坐标转换精度≤5.0m；

1:1万空间数据库坐标转换精度≤1.0m；

1：2000空间数据库坐标转换精度≤0.2m

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X M=

③空间直角坐标Y

残差中误差Y M=

④空间直角坐标Z

残差中误差Z M=

点位中误差222Z Y X p M M M M ++=

⑤平面坐标x

残差中误差x M =⑥平面坐标y

残差中误差

y M =⑦大地高H

残差中误差

H M =平面点位中误差为22y x p M M M +=

附录B ：坐标转换改正量计算

1:1万格网点坐标转换改正量计算时一般按(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1:1万格网点的2000国家大地坐标系坐标B 2000，L 2000，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DB 802000，DL 802000（B 2000-B 80，L 2000-L 80），形成全国1:1万格网点的1980西安坐标系与2000国家大地坐标系的转换改正量DB 802000，DL 802000。

大地坐标改正量计算公式：

B B e B e W N a W e M B M z L B M y L B M x dB cos sin ])sin 2(2[1cos sin sin cos sin 22222D -+D +D +D -D -=

)cos sin (cos 1L y L x B N dL D -D -=

式中:2,e a D D 分别为IAG-75椭球与2000国家大地坐标系

椭球长半径，第一偏心率平方之差。即

D a =a 2000-a 80,D e 2=e 20002-e 802 则各个点在2000国家大地坐标系中的大地坐标为： B 2000=B 80+dB L 2000=L 80+dL

根据转换的B 2000,L 2000，采用高斯投影正算公式计算相应

DX

1=X

2000

-X

80

DY

1=Y

2000

-Y

80

的高斯平面坐标X

2000,Y

2000

。

求取全国1:1万以大比例尺格网点的转换改正量

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改正量。

附录C：双线性内插方法

以图所示标记说明方法，已知待插点(x, y )周围4 个邻点的Z值，设待插值Z (x, y)与它们在x、y 两个方向上均线性相关，则在x方向(或y方向)内插两次，得到如图中插值Z(m , y)和Z (x, n)，再在y方向(或x方向)内插一次，得到(x, y)点的改正值Z (x, y)。该方法称为双线性内插。

图7 双线性内插示意图

结合图，双线性内插公式:

Z(x,m)=Z (i,m) +[Z (j,m)-Z (i,m)] ×[ (j -x)÷(j -i)]

Z(x, n)=Z (i, n )+[Z (j, n)-Z (i, n)] ×[ (j - x)÷(j - i)]

Z (x, y)=Z(x, n)+[Z (x, n)-Z (x,m)] ×[(n -y)÷(n -m)]

附录D ：常用坐标转换模型

1. 二维七参数转换模型

2222sin cos ""0cos cos sin cos sin sin cos """0cos sin 1sin cos 0sin cos "00(2sin )sin cos "1x y z L L X L N B N B Y B B L B L B Z M M M tgB L tgB L m N L L e B B M

N e B e B B Ma D - D =D + D -- D

- + -- +--sin cos "a B B f f D D

其中：

,B L D D 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 D D 椭球长半轴差（单位米）、扁率差（无量纲），

,,X Y Z

D D D 平移参数，单位为米， ,,x y z 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

2000国家大地坐标系技术指南.

附件： 现有测绘成果转换到2000国家大地坐标系 技术指南 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=1/298.257222101 地心引力常数GM＝3.986004418×1014m3s-2 自转角速度ω＝7.292l15×10-5rad s-1 －12－

其它参数见下表： －13－

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 －14－

测绘成果转换到2000国家大地坐标系技术指南

现有测绘成果转换到2000国家大地坐标系 技术指南 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=1/298.257222101 地心引力常数GM＝3.986004418×1014m3s-2 自转角速度ω＝7.292l15×10-5rad s-1 其它参数见下表： －12－

采用2000国家大地坐标系后仍采用无潮汐系统。 －13－

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 －14－

2000国家大地坐标系

空间基准：2000国家大地坐标系（CGCS2000） 一、2000国家大地坐标系 2000坐标系采用的地球椭球参数： 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 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。 优点： 与对地观测数据结合紧密，使用方便，提供 高精度、地心、动态、实用、统一的大地坐标系。 2000系：CGCS2000，6378137.0，1/298.257222101 2000国家大地坐标系 国务院批准，2008年7月1日起正式实施 地心坐标系，原点为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。该历元的指向由国际时间局给定的 历元1984.0 2000国家大地坐标系采用的地球椭球的参数为： 长半轴a=6378137m，扁率f=1/298.257222101 2000国家大地控制网 ?2000国家大地控制网点是2000国家大地坐标系的框架点，是2000国家大地坐标系的具体实现。 2000国家大地控制网构成： ?2000国家GPS大地控制网 ?2000国家GPS大地控制网的基础上完成的天文大地网联合平差获得的在ITRF97框架下的近5万个一、二等天文大地网点 ?ITRF97框架下平差后获得的近10万个三、四等天文大地网点。 按精度不同可划分为三个层次： ?（1）2000国家GPS大地控制网中的连续运行基准站，其坐标精度为毫米

国土资源数据2000国家大地坐标系转换技术要求-

附件 国土资源数据2000国家大地 坐标系转换技术要求 国土资源部 国家测绘地理信息局 2017年2月

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

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。 3二维四参数转换模型 根据《国土资源数据2000国家大地坐标系转换技术要求》，待转换数据源区域范围为局部小区域（东西跨度约20km，南北跨度约20km），适用于二维四参 数转换模型。其数学模型为： 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系；x1、y1为原坐标系下平面直角坐标，坐标 单位为m。该转换模型的特点是以该区域中心为旋转中心，进行旋转、缩放、平移，转换精度不低于以地球中心为旋转中心的二维七参数转换模型。 4转换技术路线 以某区域1980西安坐标系转换到2000国家大地坐标系为例，该项目转换参 数的计算方法采用二维四参数转换模型。 图 1 转换区域周边控制点分布情况 4.1转换区域重合点分析 待转换区域周边共有11个GPSC级点（分布情况见图1），这些点同时含有

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 发表时间：2018-12-18T09:48:53.327Z 来源：《基层建设》2018年第33期作者：李炤青 [导读] 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。 云南迅测科技有限公司云南昆明 650051 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

2000国家大地坐标系与现行坐标系关系

2018-04-16 国家局测绘学报 《测绘学报》 1.采用2000国家大地坐标系对现有地图的影响 大地坐标系是测制地形图的基础，大地坐标系的改变必将引起地形图要素产生位置变化。一般来说，局部坐标系的原点偏离地心较大(最大的接近200m)，无论是1954年北京坐标系，还是1980西安坐标系的地形图，在采用地心坐标系后都需要进行适当改正。 计算结果表明，1954年北京坐标系改变为2000国家大地坐标系。在56°N～16°N和72°E～135°E范围内若不考虑椭球的差异，1954年北京坐标系下的地图转换到2000系下图幅平移量为：X平移量为-29～-62m，Y方向的平移量为-56～+84m。1980西安坐标系下的X平移量为-9～+43m，Y方向的平移量为+76～+119m。因此，坐标系的更换在1:25万以大比例尺地形图中点(含图廓点)的地理位置的改变值已超过制图精度，必须重新给予标记。 对于1:25万以小地形图，由坐标系更换引起图廓点坐标的变化以及图廓线长度和方位的变动在制图精度内，可以忽略其影响,对于1:25万比例尺地形图，考虑到实际成图精度，实际转换时也无需考虑转换。根据实际计算表明，由于坐标系的转换引起的各种比例尺地形图任意两点的长度(包括图廓线的长度)和方位变动在制图精度以内，可以忽略不计。也就是说，采用地心坐标系时，只移动图幅的图廓点，而图廓线与原来的图廓线平行即可，且坐标系变更不改变图幅内任意两地物之间的位置关系。 2.WGS84坐标系与2000国家大地坐标系的关系 在定义上，2000国家大地坐标系与WGS84是一致的，即关于坐标系原点、尺度、定向及定向演变的定义都是相同的。两个坐标系使用的参考椭球也非常相近，唯有扁率有微小差异。而在实际点位表示时，仅考虑椭球的差异，两者的结果是一致的，但因2000国家大地坐标系的坐标定义在2000年那一时刻，而大多数应用实际上是不同时间进行定位，因地球上的板体是在不断运动的，不同时刻位于地球不同板块上站点的实际位置是在变化的，已经偏离了2000年的位置。 因此不同时间定位的得到的WGS84坐标不是严格意义下的2000国家大地坐标系。如基于当前框架当前历元(如2009年)坐标值与2000国家大地坐标系的相比，最大差0.6m。但对于1:1万以小比例尺的应用，可简单近似地认为是同一坐标系。 3.GNSS后处理定位结果与2000国家大地坐标系关系 用高精度GNSS定位软件处理后得到的各站点坐标是与观测时刻卫星 星历定义的基准是一样的，卫星在不同时间段采用的是不同的ITRF框架，但不同框架最大的差异在cm量级，差异主要体现在板块运动引起的点位变化，站点位于不同的板块上，随板块一起运动，若按我国平均点运动速率为2-3cm/年，以10年计，点位相距定义时点坐标已变化了20-30cm。

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

国家2000大地坐标系等坐标系统相关知识介绍

2000国家大地坐标系 相关知识 国家测绘局测绘标准化研究所

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地球坐标系 地固坐标系 参心坐标系 地心坐标系大地地理坐标系 空间直角坐标系 平面直角坐标系大地坐标系 空间直角坐标系 平面直角坐标系天文地理坐标系 1.坐标系统基本知识 高程系统 大地原点

地球自然形体：是一个不规则的几何体。地球自然表面很不规则， 有高山、丘陵、平原和海洋。其中最高的珠峰高出海水面达8848.13m，最低的马里亚纳海沟低于海水面达11022m。但是这 样的高低起伏，相对于地球半径6371km来说还是很小的。再顾及 到海洋约占整个地球表面的71%，因此，人们把海水面所包围的 地球形体视为地球的形状。 水准面：静止的水面，受地球重力影响而形成，是一个处处与重 力方向垂直的连续曲面，是一个重力场的等位面。 大地水准面：设想处于完全静止的平均海水面向陆地和岛屿延伸 所形成的闭合曲面。是地球的物理表面，是测量外业的基准面。 大地体：大地水准面所包围的代表地球形状和大小的形体。 地球椭球体:一个非常接近大地体，用数学 式表示几何形体，作为地球的参考形状和大 小。它是一个椭圆绕其短轴旋转而形成的形 体，故又称旋转椭球体。 地球椭球面:地球椭球体外表面，是地球的 数学表面，是球面坐标系/测量内业的基准面。

测量外业工作的基准线—铅垂线(重力方向线)。测量外业工作的基准面—大地水准面。 测量内业计算的基准线—法线。 测量内业计算的基准面—参考椭球面。

地心坐标系与参心坐标系的区别 P P' P P'a b a b M 铅 垂线法线 (大地原点） 大地水准面 总地球椭球体面 参考椭球体面 地面 总地球椭球体 参考椭球体 赤道赤 道 （北极） （南极） 总地球椭球定位方法：椭球中心与地球中心重合， 椭球短轴与地球自转轴重合等条件。参考椭球定位方法：椭球中心与地球中心不要求重合，要求椭球短轴与地球自转轴平行，使大地起始子午面与天 文起始子午面平行，使椭球面与本国大地水准面充分接近。上述两种椭球大小相同：长半径a=6378140m ，短半径b=6356755.3m ，扁率α=1:298.257 用途：全球测图用途：国家测图原点定义以地球质心（总地球椭球体中心）为原点的坐标系以参考椭球体中心为原点的坐标系椭球定位总地球椭球体中心与地球质心重合总地球椭球面与全球大地水准面差距的平方和最小参考椭球体中心与地球质心不重合 参考椭球面与区域大地水准面差距的平方和最小椭球定向椭球短轴与地球自转轴重合椭球短轴与地球自转轴平行适用范围全球测图 区域（国家）测图 实例 WGS84坐标系、2000国家大地坐标系 1954年北京坐标系、1980西安坐标系

2000大地坐标系转换技术指南

CGCS2000 –China Geodetic Coordinate System 2000 附件： 现有测绘成果转换到2000国家大地坐标系 技术指南 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=1/298.257222101 地心引力常数GM＝3.986004418×1014m3s-2

自转角速度ω＝7.292l15×10-5rad s-1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

中国7月1日起启用2000国家大地坐标系

１ 二久国务院批准，根据《中华人民；工共和国测绘法》，中国自 ２００８年７月１日起启用２０００国家大地坐标 系。 关于２０００国家大地坐标系的说明． 背景 国家大地坐标系是测制国家基本比 例尺地图的基础。根据《中华人民共和国测绘法》规定，中国建立全国统一的大地坐标系统。 建国以来，中国于上世纪５０年代和 ８０年代分别建立了１９５４年北京坐标系和１９８０西安坐标系，测制了各种比例尺地形图，在国民经济、社会发展和科学研究中发挥了重要作用，限于当时的技术条件，中国大地坐标系基本上是依赖于传统技术手段实现的。１９５４北京坐标系采用的是克拉索夫斯基椭球体。该椭球在计算和定位的过程中，没有采用中国的数据，该系统在中国范围内符合得不好，不能满足高精度定位以及地球科学、空间科学和战略武器发展的需要。上世纪７０年代，中国大地测量工作者经过２０多年的艰巨努力，终于完成了全国一、二等天文大地网的布测。经过整体平差，采用１９７５年ＩＵＧＧ第十六届大会推荐的参考椭球参数，中国建立了１９８０西安坐标系，１９８０西安坐标系在中国经济建设、国防建设和科学研究中发挥了巨大作用。 上世纪八九十年代以来，国际上通行以地球质量中心作为坐标系原点，采用以地球质心为大地坐标系的原点，可以更好地阐明地球上各种地理和物理现象，特别是空间物体的运动。现在利用空间技术所得到的定位和影像等成果，都是以地心坐标系为参照系。采用地心坐标系可以充分利用现代最新科技成 ４８国土资源２００８年７月号果，为国家信息现代化服务。 上世纪８０年代以来，以伞球卫星导 航定位系统为辛的现代空间定位技术快 速发展，导致国际上获得位置的测量技 术和方法迅速变革。目前中国导航定位 也普遍采用了卫星导航定位技术。随着 改革开放不断深入，中国航天、民航、 海事、海洋、交通、地震、水利、建 设、规划、地质调查、国土资源管理等 部门的应用也提出了直接采用地心坐标 系的需求。因此，国家测绘局会同有关 部门，在充分调研十几个国务院部委的 基础上，对中国采用地心坐标系必要 性、科学性、可行性进行了深入研究， 认为目前技术条件、实施条件已经具 备，实施方案科学可行。 ２００８年３月，由国土资源部正式上 报国务院《关于中国采用２０００国家大地 坐标系的请示》，‘并于２００８年４月获得 国务院批准。自２００８年７月１日起，中国 随着经济发展和社会的进步，中国航天、海洋、地震、气象、水利、建设、规划、地质调查、国土资源管理等领域的科学研究需要一个以全球参考基 准为背景的、全国统一的、协调一致的坐标系统，来处理国家、区域、海洋与 全球化的资源、环境、社会和信息等问题，需要采用定义更加科学、原点位于 地球质量中心的三维国家大地坐标系。 　万方数据

2000国家大地坐标系简介

2000国家大地坐标系简介 1、关于2000国家大地坐标系的说明 国家大地坐标系是测制国家基本比例尺地图的基础。根据《中华人民共和国测绘法》规定，中国建立全国统一的大地坐标系统。 建国以来，中国于上世纪50年代和80年代分别建立了1954年北京坐标系和19 80西安坐标系，测制了各种比例尺地形图，在国民经济、社会发展和科学研究中发挥了重要作用，限于当时的技术条件，中国大地坐标系基本上是依赖于传统技术手段实现的。54坐标系采用的是克拉索夫斯基椭球体。该椭球在计算和定位的过程中，没有采用中国的数据，该系统在中国范围内符合得不好，不能满足高精度定位以及地球科学、空间科学和战略武器发展的需要。上世纪70年代，中国大地测量工作者经过二十多年的艰巨努力，终于完成了全国一、二等天文大地网的布测。经过整体平差，采用1975年IUGG第十六届大会推荐的参考椭球参数，中国建立了1980西安坐标系，1 980西安坐标系在中国经济建设、国防建设和科学研究中发挥了巨大作用。 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。 2、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=1/298.257222101 地心引力常数 GM＝3.986004418×1014m3s-2 自转角速度ω＝7.292l15×10-5rad s-1 其它参数见下表：

北京54坐标系向国家2000大地坐标系的转换

北京54坐标系向国家2000大地坐标系的转 换 令狐采学 摘要：2000国家坐标系统提高了测量的绝对精度，并且可以快速获取精确的三维地心坐标，能够提供高精度、地心、实用、统一的大地坐标系，自此以后的测量成果要求坐标系统采用2000国家大地坐标系，本文就北京54坐标系和2000国家大地坐标系原理和转换方法进行简单的分析。 1引言大地坐标系是地球空间框架的重要基础，是表征地球空间实体位置的三维参考基准，科学地定义和采用国家大地坐标系将会对航空航天、对地观测、导航定位、地震监测、地球物理勘探、地学研究等许多领域产生重大影响。建立大地坐标框架，是测量科技的精华，与空间导航乃至与经济、社会和军事活动均有密切关系，它是适应一定社会、经济和科技发展需要和发展水平的历史产物。过去受科技水平的限制，人们不得不使用经典大地测量技术建立局部大地坐标系，它的基本特点是非地心的、二维使用的。采用地心坐标系，即以地球质量中心为原点的坐标系统，是国际测量界的总趋势，世界上许多发达和中等发达国家和地区多年前就开始采用地心坐标系，如美国、加拿大、欧洲、墨西哥、澳大利亚、新西兰、日本、韩国等。我国也于2008年7月开始启用新的国家大地坐标系—

2000国家大地坐标系。 2北京54系我国北京54坐标系是采用前苏联的克拉索夫斯基椭球参数（长轴6378245ra，短轴635686m，扁率1/298．3），并与前苏联1942年坐标系进行联测，通过计算建立了我国大地坐标系，定名为1954年北京坐标系。其坐标的原点不在北京，而是在前苏联的普尔科沃。 3国家2000坐标系（CGCS2000）经国务院批准我国自2008年7月1日启用2000国家大地坐标系，2000国家坐标系统提高了测量的绝对精度，并且可以快速获取精确的三维地心坐标，能够提供高精度、地心、实用、统一的大地坐标系，为各项社会经济活动提供基础性保障；更好地阐明地球空间物体的运动，满足各部门高精度定位的需求。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=1/298．257222101；地心引力常数，GM=3．986004418×1014m3s-2；自转角速度，ω=7．292l15×10－5 rads-1 。2000国家大地坐标系

大地坐标直角空间坐标转换计算公式

大地坐标与直角空间坐标转换计算公式 一、参心大地坐标与参心空间直角坐标转换 1名词解释： A：参心空间直角坐标系： a)以参心0为坐标原点； b)Z轴与参考椭球的短轴（旋转轴）相重合； c)X轴与起始子午面和赤道的交线重合； d)Y轴在赤道面上与X轴垂直，构成右手直角坐标系0-XYZ； e)地面点P的点位用（X，Y，Z）表示； B：参心大地坐标系： a)以参考椭球的中心为坐标原点，椭球的短轴与参考椭球旋 转轴重合； b)大地纬度B：以过地面点的椭球法线与椭球赤道面的夹角 为大地纬度B； c)大地经度L：以过地面点的椭球子午面与起始子午面之间 的夹角为大地经度L； d)大地高H：地面点沿椭球法线至椭球面的距离为大地高H； e)地面点的点位用（B，L，H）表示。 2参心大地坐标转换为参心空间直角坐标：公式中，N为椭球面卯酉圈的曲率半径，e为椭球的第一偏心

率，a、b椭球的长短半径，f椭球扁率，W为第一辅助系数 a b a e 2 2- =或 f f e 1 * 2-= 西安80椭球参数： 长半轴a=6378140±5（m） 短半轴b= 扁率α=1/ 3参心空间直角坐标转换参心大地坐标 二高斯投影及高斯直角坐标系 1、高斯投影概述 高斯-克吕格投影的条件：1.是正形投影；2.中央子午线不变形 高斯投影的性质：1.投影后角度不变；2.长度比与点位有关，与方向无关；3.离中央子午线越远变形越大 为控制投影后的长度变形，采用分带投影的方法。常用3度带或6度带分带，城市或工程控制网坐标可采用不按3度带中央子午线的任意带。 2、高斯投影正算公式： 3、高斯投影反算公式： 1坐标转换简介

2000国家大地坐标系

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。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， 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）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）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”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和长度，各类证书、图纸上更常见的是平面坐标值。于是便有了地图投影，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，我们可以把地球看做一个大西瓜，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度分带和3度分带。武陟常用的正是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。

中国2008年7月1日起启用2000国家大地坐标系

中国7月1日起启用2000国家大地坐标系 中新网6月27日电据中国测绘局网站消息，经国务院批准，根据《中华人民共和国测绘法》，中国自2008年7月1日起启用2000国家大地坐标系。为此，国家测绘局6月18日发布公告。 国家测绘局在公告中提供了新坐标系的技术参数。公告同时对新旧坐标系的转换和使用作出说明：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。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。 关于2000国家大地坐标系的说明背景 国家大地坐标系是测制国家基本比例尺地图的基础。根据《中华人民共和国测绘法》规定，中国建立全国统一的大地坐标系统。 建国以来，中国于上世纪50年代和80年代分别建立了1954年北京坐标系和1980西安坐标系，测制了各种比例尺地形图，在国民经济、社会发展和科学研究中发挥了重要作用，限于当时的技术条件，中国大地坐标系基本上是依赖于传统技术手段实现的。54坐标系采用的是克拉索夫斯基椭球体。该椭球在计算和定位的过程中，没有采用中国的数据，该系统在中国范围内符合得不好，不能满足高精度定位以及地球科学、空间科学和战略武器发展的需要。上世纪70年代，中国大地测量工作者经过二十多年的艰巨努力，终于完成了全国一、二等天文大地网的布测。经过整体平差，采用1975年IUGG第十六届大会推荐的参考椭球参数，中国建立了1980西安坐标系，1980西安坐标系在中国经济建设、国防建设和科学研究中发挥了巨大作用。 上世纪八九十年代以来，国际上通行以地球质量中心作为坐标系原点，采用以地球质心为大地坐标系的原点，可以更好地阐明地球上各种地理和物理现象, 特别是空间物体的运动。现在利用空间技术所得到的定位和影像等成果，都是以地心坐标系为参照系。采用地心坐标系可以充分利用现代最新科技成果，为国家信息现代化服务。 上世纪80年代以来，以全球卫星导航定位系统为主的现代空间定位技术快速发展，导致国际上获得位臵的测量技术和方法迅速变革。目前中国导航定位也普遍采用了卫星导航定位技术。随着改革开放不断深入，中国航天、民航、海事、海洋、交通、地震、水利、建设、规划、地质调查、国土资源管理等部门的应用也提出了直接采用地心坐标系的需求。因此，国家测绘局会同有关部门，在充分调研十几个国务院部委的基础上，对中国采用地心坐标系必要性、科学性、可行性进行了深入研究，认为目前技术条件、实施条件已经具备，实施方案科学可行。 2008年3月，由国土资源部正式上报国务院《关于中国采用2000国家大地坐标系的请示》，并于2008年4月获得国务院批准。自2008年7月1日起，中国将全面启用2000国家大地坐标系，国家测绘局受权组织实施。 采用2000国家大地坐标系的必要性 现行的大地坐标系历经50年，对国民经济建设作出了重大的贡献，效益显著。但其成果受技术条件制约，精度偏低、无法满足新技术的要求。空间技术的发展成熟与广泛应用迫切要求国家提供高精度、地心、动态、实用、统一的大地坐标系作为各项社会经济活动的基础性保障。

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。基本参数如下。