2000中国大地坐标系(CGCS2000)参数

2000中国大地坐标系（China Geodetic Coordinate System 2000，简称CGCS2000）。参考历元为2000.0，其定义为：
原点：包括海洋和大气的整个地球的质量中心；
定向：初始定向由1984.0时BIH（国际时间局）定向给定；是右手地固直角坐标系。原点在地心；Z轴为国际地球旋转局（IERS）参考极（IRP）方向，X轴为IERS的参考子午面（IRM）与垂直于Z轴的赤道面的交线， Y轴与Z轴和X轴构成右手正交坐标系。
参考椭球采用2000参考椭球，其定义常数是：
长半轴：a = 6378137ｍ
地球（包括大气）引力常数：GM = 3.986004418×1014m3s-2
地球动力形状因子：J2 = 0.001082629832258
地球旋转速度：ω = 7.292115×10-5rads-1
正常椭球与参考椭球一致。

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我国大地测量几卫星导航定位技术的新发展

程鹏飞1 ， 杨元喜2 ， 李建成3 ， 孙汉荣4 ， 秘金钟1
( 1 . 中国测绘科学研究院， 北京100039 ; 2 . 西安测绘研究所， 陕西西安710054 ;
3 . 武汉大学， 湖北武汉430079 ; 4 . 中国地震局地震预报中心， 北京100036)

摘要: 综述我国大地测量及卫星导航定位技术的新进展， 介绍近几年我国大地测量工作取得的重要成果: 坐标系统的建立、维护和更新; 卫星定位技术的发展应用; 地壳运动监测与大地测量地球动力学研究进展;( 似) 大地水准面精化研究进展。

关键词: 大地测量; 卫星导航定位; 地壳运动监测;( 似) 大地水准面

收稿日期: 2007-01-04
作者简介: 程鹏飞( 1964- ) ， 男， 黑龙江鹤岗人， 研究员， 博士， 博士生导师， 中国测绘学会常务理事， 大地测量专业委员会主任委员， 主要从事大地测量专业的理论与应用研究。

大地测量学是以研究地球形状与大小为基本目的的地学领域中的基础性学科， 是为人类的活动提供地球空间信息的学科。大地测量学与地球科学多个分支互相交叉渗透， 为探索地球深层结构、动力学过程和力学机制提供技术支持。近几年， 我国大地测量工作有了可喜的进展， 在以下几个方面取得了重要成果: 坐标系统的建立、维护和更新; 卫星定位技术的发展应用; 地壳运动监测与大地测量地球动力学研究进展;( 似) 大地水准面精化研究进展。

一、我国新一代地心坐标系统的建立和维护大地坐标系是一种固定在地球上， 随地球一起转动的非惯性坐标系。大地坐标系依其坐标系原点的位置不同而分为地心坐标系和参心坐标系。地心坐标系的原点与地球质心( 包括海洋、大气) 重合， 参心坐标系的原点与某一地区或某一国家采用的参考椭球的中心重合。由于航天、航空、航海

事业的发
展， 以及现代测绘技术的普遍
应用， 传统的参心坐标系已不能满足需要。国际上几乎所有发达国家都已采用地心坐标系， 我国周边国家大多也采用地心坐标系， 我国大地坐标系同样也面临着由参心坐标系向地心坐标系的更新[ 1 ～11] 。由笔者组织起草的《我国采用2000 国家大地坐标系( CGCS2000) 的方案》已经通过了国务院测绘行政主管部门和军事测绘主管部门共同组织的专家验收。目前该方案已经征求十多个部委意见， 待国务院批准。我国建国以来分别建立了1954 年北京坐标系和1980 西安坐标系[ 6] 。近十年来， 我国测绘工作者利用空间观测技术， 卓有成效地开展了我国地心坐标系的研究与实践工作。建成了2000 国家GPS 大地控制网， 完成了全国天文大地网与2000 国家 GPS大地控制网的联合平差工作， 使2000 国家大地坐标不仅有明确的定义， 而且有高精度的坐标框架具体
体现。2000 中国大地坐标系( 简写为CGCS2000) 其定义与ITRS 协议的定义一致， 即坐标系原点为包括海洋和大气的整个地球的质量中心; 尺度为在引力相对论意义下的局部地球框架的尺度; 定向的初始值由1984 .0 时BI H 定向给定， 而定向的时间演化保证相对地壳不产生残余的全球旋转[ 6] ; 长度单位为引力相对意义下局部地球框架中的米。CGCS2000 的参考历元为2000 .0 。CGCS2000 所采用的参考椭球以a( 赤道半径) 、J 2( 动力形状因子) 、GM( 地心引力常数) 和ω( 地球自转角速度) 等四个基本参数定义。
目前CGCS2000 的维持主要依靠连续运行GPS参考站， 它们是GPS2000 的骨架， 其坐标精度为毫米级， 速度精度为±1 mm/ a 。 CGCS2000 框架由2000 国家GPS 大地控制网点构成， 共有约2 600 个3 维大地控制点， 其点位精度约为±3 cm。而由国务院测绘行政主管部门和军事测绘行政主管部门分别实施完成的全国天文大地网与2000 国家GPS 大地控制网联合平差形成的近5 万点构成了 CGCS 2000Q 框架的加密网点，3 维点位误差约为±0 .3 m[ 10 ，11] 。

二、卫星定位的发展应用
1. Galileo 系统进展在中国政府与欧盟签署了中- 欧伽利略计划合作协议之后，2005 年3 月9 日， 国家遥感中心与中国伽利略卫星导航有限公司( CGI) 在北京签署了关于执行“合作协议”的总承包协议。目前中国的有关机构已经启动了欧盟的伽利略计划的有关研发项目共14 项， 内容涉及空间段、地面段和用户接收机等。为体现中国在伽利略计划中的合作地位， 旨在加强欧盟国与国之间的科研合作而专门制订的欧盟的第六框架计划( FP6) 也已向中国的科研机构、大学和高技术企业开放。欧盟在2005 年12 月发

射了第一颗伽利略在轨测试导航星之后， 将在 2007 年继续实施发射计划。
2. 网
络RTK 技术进展目前的网络RTK 技术主要包括VRS，FKP 和CBI 三种。不管采用什么方法， 其实质都是利用基准站网的数据尽可能准确地模拟或消除用户站处的定位误差， 从而提高用户的实时定位精度。由于网络RTK 技术使用户不必为作业而独立设置参考站即可实时获得厘米级定位结果， 因而该技术迅速在我国得到较广泛的推广。北京、上海、天津、广东等省( 直辖市) ， 以及深圳、昆明、东莞、广州等城市纷纷建立网络RTK 服务系统， 浙江、江苏等省的类似系统也正在建设中。
3. 卫星导航系统在各行业应用的进展在交通运输中， 主要用于建立各种道路工程控制网及测定航测外控点等。随着高速公路的迅速发展， 对勘测技术提出了更高的要求， 目前国内已逐步采用GPS 技术建立线路首级高精度控制网; 差分动态GPS 在道路勘测方面主要应用于数字地面模型的数据采集、控制点的加密， 中线放样、纵断面测量以及无需外控点的机载GPS 航测等方面; 国家测绘局、总参测绘局和交通部共同利用动态差分GPS 技术对我国160 多万千米的各等级公路进行了高精度数据采集和数据库建设[ 12 ～14] ; 在汽车导航和交通管理中的应用主要表现在汽车自动导航方面， 汽车导航系统由GPS 导航、自律导航、微处理器、车速传感器、陀螺传感器、CD- ROM 驱动器、LCD 显示器组成。GPS 导航系统与电子地图、无线电通讯网络及计算机车辆管理信息系统相结合， 实现了车辆跟踪和交通管理等许多功能， 诸如车辆跟踪———在汽车的电子地图上实时显示车辆的位置， 对重要的车辆
和货物进行跟踪运输; 提供出行线路规划和导航———主要包括自动线路规划和人工线路设计， 软件自动计算最佳路线并显示， 告知用户汽车运行路径和运行方法; 信息查询功能———为用户提供主要目标的数据库; 话务指挥———指挥中心通过通话对跟踪目标车辆实现管理; 紧急援助———根据求助信息和报警目标， 规划最佳援助方案， 启动应急预案， 对遇有险情或发生事故的车辆进行紧急援助。在气象应用上， 我国逐步开展了地基GPS 观测在气象学中应用的研究和业务试验工作。通过基于地面GPS 遥感技术， 可以获得具有很高时空分辨率、达到毫米精度的水汽资料， 以补充常规探空资料在时间分辨率上的不足， 提供快速变化的信息。气象部门结合 GPS 技术可更早、更准确地预报未来天气状况; 在GPS/ LEO 空基气象学研究中也取得了进展， 采用通约LEO/ GPS 轨道方法， 实现了掩星地

面观测点控制的新思路; 在GPS 测风方面， 地面站接收GPS 信号后会选出所需数据， 再加入有关卫星轨道的数据， 计算无线
电探空仪的位置， 从而计算出高空风向、风速以及气压、气温和湿度。与传统无线电探空仪相比， GPS 测风系统的准确度更高， 可探测到探空仪所在大气中准确的气象数据， 且不易受闪电及雷暴等恶劣天气影响， 因此正成为下一代高空气象探测系统中新的重要的成员。此外， 在建筑工程、土地资源调查、监测与保护、建筑物变形监测、电力和移动通讯网络系统的时间维护、物流配送等方面， 卫星导航定位正在发挥越来
越重要的作用。

三、地壳运动监测与大地测量地球动力学研究进展基于中国地壳运动观测网络1998 ～2004 年27个基准站GPS 连续观测数据、 55 个基本站7 期观测数据和近1 000 个区域站3 期观测数据， 给出了中国大陆现今地壳运动速度场的最新观测结果[ 15] ; 按照中国大陆地质构造情况， 将中国大陆划分成不规则的曲线网格， 利用高精度GPS 网平差得到的GPS速度、地震矩张量和活断层滑动速率， 研究分析了天文大地网与GPS2000 网联合平差中是否需要对天文大地网地面观测值进行形变改正问题[ 16] ; 利用中国大陆以及蒙古、缅甸、印度、尼泊尔和喜马拉雅等周边地区多年的GPS 观测资料， 基于连续介质假设， 采用双三次样条函数模拟方法， 给出中国大陆整体水平位移速度， 拟合精度优于±3 mm/ a ， 获得了中国大陆的水平应变率场， 并分析了中国大陆现今构造变形、水平应变率场的空间分布特征[ 17] ; 利用2001 年和2003 年两期GPS 观测数据， 结合绝对重力测量结果分析了中国沿海海岸在欧亚框架下的水平运动及在全球框架ITRF2000 下的垂直运动特征， 并讨论GPS 定期观测与连续观测的区别[ 18] 。此外， 综合利用GPS 及VLBI 技术， 还可对地学板块运动模型进行验证[ 19] 。而通过解算北美、欧亚、太平洋等12 板块之间的相对运动欧拉矢量， 得到了实测的板块运动模型GVM1 ， 与 NUVEL-1A 的比较指出: GVM1 大体上与地学模型一致; EURANOAM的极位置与NUVEL-1A 的相应极比较接近， 旋转速率略微偏大; 澳大利亚板块在最近几年内是稳定的; 太平洋板块与其他板块对的极位置与地学模型较为接近， 这表明多种技术的组合数据提高了板块运动模型建立的精确性和可靠性[ 20] 。

四、( 似) 大地水准面精化研究进展( 似) 大地水准面的精化一直是大地测量学中的热点问题， 不仅具有理论价值， 尤其是在高精度卫星导航定位系统广泛应用的今天， 更具巨大的使用价值， 它将使全球卫星定位系统的3

维定位性质在实际应用中充分发挥作用， 并在高程测定上用卫星定位逐渐替代低等级的水准作业。新一代中国似大地水准面CQG2000 是在利用420 055 的重力数据和671
个国家A/ B 级GPS 水准资料计算得出的。重力归算和5′×5′格网空间重力异常是采用地形均衡归算完成和计算的。计算格网布格改正、地形改正和均衡改正时采用了中国百万数据库DTM 资料，其分辨率为18 .75″×28 .125″; 在我国境外的大陆部分采用了美国USGS 的分辨率为30″×30″的全球数字高程模型; 利用双线性内插为 18 .75″×28 .125″高程模型; 在中国海及邻海海底地形模型采用将美国国防制图局( DMA) 和美国宇航局( NASA) 哥达德飞行中心( GSFC) 1995 年研制的5′×5′联合全球高程数据( JPG95E) ， 通过双线性方法内插为18 .75″×28 .125″海底地形模型。将上述两种数据源的地形数据合并， 首先采用了1 维FFT 技术计算了18 .75″×28 .125″地形改正( 包括Taylor 级数展开的一阶和二阶项) ， 积分半径取80 km。均衡改正同样利用1维FFT 技术计算， 积分半径为166 .7 km。考虑到数据量较大的因素， 所有计算均按百万图幅分块处理。CQG2000 在36°以北108°以西似大地水准面的精度为±0 . 5 m; 在36°以北108°以东精度为±0 .3 m; 在36°以南 108°以西精度为±0 .6 m; 在为36°以南108°以东精度为±0 .3 m。在区域大地水准面求定的理论和实践方面均取得了重大进展， 突破了若干关键技术， 使得我国局部似大地水准面确定精度实现了跨时代的发展， 逐渐形成应用高分辨率数值地面模型( 例如美国奋进号航天飞机雷达地形测绘使命( SRTM) 高分辨率3″×3″数值地面模型) 进行地形改正、采用严密的1 维FFT 技术计算地形改正、均衡改正、采用严密的陆
海统一地形改正算法等越来越成熟的数据处理流程， 提高了陆海交界地形改正的精度， 确保了陆海统一的似大地水准面的高精度。实践证明， 在数量和质量均有足够保证的情况下， 重力似大地水准面可以与GPS/ 水准点保持非常好的一致性， 其不符值可以在10 cm 以内。在重力资料不充分的情况下，可用球冠谐调和分析方法对重力资料和GPS/ 水准资料联合求解。这种局部重力场逼近的新方法可以克服经典空域离散积分公式在理论分析上和实际上的局限性， 而且理论上兼有全球谱表达的优点又冲破了其向更高分辨率扩展的限制。在青海柴达木盆地似大地水准面计算中， 采用了83 个GPS/ 水准资料和166 078 个点重力数据，并以地球重力场模型EGM96 作为参考重力场， 最终求定了1 .5′ ×1 .5′格网似大地水准面; 青岛市似大地水准面的求定以WDM94 为参考重力

场模型，采用严密的地面重力数据归算方法和似大地水准面计算模型， 计算了精度为2 .5 cm 的重力似大地水准面， 并移去GPS/ 水准似大地水准面的垂直差异， 得到的似大地水准面内符合精度为±1 .5 cm。270
个GPS 水准点进行的外部检核显示其外符合精度为±1 .8 cm; 河北省地区的似大地水准面的确定中， 使用了 37 498 个点重力数据和114 个GPS 水准资料确定了分辨率为2 .5′， 精度优于±0 .065 m 的似大地水准面; 新疆塔里木盆地及周边地区似大地水准面计算中， 采用了269 633 个点重力数据和66 个GPS 水准资料， 以及SRTM 高分辨率30″×30″数值地面模型， 获得了2′30″ ×2′30″格网似大地水准面，其精度优于±0 .20 m。而常州市似大地水准面采用了3 610 个点重力数据和高精度60 个GPS 水准资料， 其精度优于±0 .014 m; 哈尔滨、沈阳、东莞、广州等城市， 以及广东省似大地水准面的求定也按以上方案进行了实施。值得一提的是， 东莞的重力似大地水准面与独立数据源获得的离散似大地水准面GPS 水准比较， 其精度已达到±0 .012 m， 而利用球冠谐调和分析方法将重力似大地水准面与GPS水准联合求解得到了精度优于±0 .01 m 的2′30″×2′30″格网似大地水准面。这一成果将有助于改变传统高程测量作业模式， 是迄今为止国内精度最高的城市似大地水准面。综上所述， 我国局部大地水准面的研究， 自2004年以来， 提出了确定似大地水准面严密的陆海统一算法和具有原创性的球冠谐理论和方法， 突破了若干关键技术， 使得我国城市似大地水准面确定精度实现了跨时代的发展。全球定位技术结合1 厘米精度似大地水准面成果， 可以满足二等水准测量要求。

五、结束语
近年来我国的大地测量工作取得了重要进展，采用新一代大地坐标系已成为刻不容缓的工作， 在技术条件成熟的今天， 采用新的坐标系仍然要解决大量测绘产品的坐标转换问题。同时， 在今后如何维护国家的大地坐标系， 使大地参考框架得到及时有效的加密和更新， 都需要测绘工作者的不懈努力;在大地测量手段日益丰富和增强的形势下， 大地测量与地学的其他学科进行交叉和融合， 将会更好地推动地球科学的发展; 在今后多种卫星导航定位系
统共存的情况下， 新的快速高精度定位技术将不断出现， 必将推进在更多的行业中的应用， 也将为大地水准面的进一步精化提供更加高效的手段。

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地图坐标系

看了你的mashup, 再次确认了一个事实。google map 用的是wgs84坐标系。而google ditu 采用的地图来自https://www.wendangku.net/doc/d611718498.html, , 用的是另一种坐标系（可能是北京54或西安80坐标系，这在国内的GIS中常用，但更可能是一种加密的wgs84坐标）. 所以
可以在你的地图上明显看出两者的误差有500到1000米左右。

一般认为，这种人工误差可以保障国家勘测数据的信息安全，地图数据不能和基与wgs84坐标的GPS采集数据直接配合使用。


2. 空间坐标系及相互转换

2.1现有空间坐标系

现有主要坐标体系包括全球坐标系、国家坐标坐标系和地方坐标系统三类。

（1） 全球坐标系（WGS-84坐标系）

WGS-84坐标系WGS-84坐标系是美国国防部研制确定的大地坐标系，是一种协议地球坐标系，采用的是地心坐标系。

WGS- 84坐标系的定义是：原点是地球的质心，空间直角坐标系的Z轴指向BIH（1984.0）定义的地极（CTP）方向，即国际协议原点CIO，它由IAU和 IUGG共同推荐。X轴指向BIH定义的零度子午面和CTP赤道的交点，Y轴和Z，X轴构成右手坐标系。WGS-84椭球采用国际大地测量与地球物理联合会第17届大会测量常数推荐值，采用的两个常用基本几何参数：长半轴a=6378137m；扁率f=1:298.257223563。

该坐标系与投影无关，直接记录经纬度，常用于GPS应用系统。

（2） 国家坐标系

国家坐标系包括北京54和西安80两种坐标系。

北京54坐标系是指1954年我国在北京设立了大地坐标原点，采用克拉索夫斯基椭球体，依此计算出来的各大地控制点坐标的大地坐标系，其实质上是由原苏联普尔科沃为原点的1942年坐标系的延伸。

西安80坐标系是采用国际地理联合会（IGU）第十六届大会推荐的椭球参数，大地坐标原点在陕西省泾和县永乐镇的大地坐标系，又称西安坐标系

（3） 地方坐标系

地方坐标系是指各地根据测量工作的需要，自行设计的坐标系。如北京有北京地方坐标系，上海有上海地方坐标系。

上述三类坐标系统之间的差异主要体现在参考的地球椭球体、坐标原点和基准方向不一样。

2.2坐标系转换

由于WGS-84、北京54、西安80坐标系统的参数是公开的，因此在各大GIS软件平台上可以进行相互之间的自动转换。而各地地方坐标系与WGS-84、北京54、西安80坐标系统之间的转换，需要各地公开各自坐标系统的参数（为绝密信息），且基本上不能进行自动转换，需要编程实现。

目前，针对地方坐标与WGS-84、北京54、西安80坐标系统之间的转换存在的问题，国家测绘总局正在力推CGS 2000坐标系统

，希望借此从根本上解决不同坐标系之间的转换问题。可以说，CGS 2000与WGS 84相类似，是中国版的WGS-84。

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Gis中的坐标定义与转换

1. 椭球体、基准面及地图投影

GIS中的坐标系定义是GIS系统的基础，正确定义GIS系统的坐标系非常重要。GIS中的坐标系定义由基准面和
地图投影两组参数确定，而基准面的定义则由特定椭球体及其对应的转换参数确定，因此欲正确定义GIS系统坐标系，首先必须弄清地球椭球体(Ellipsoid)、大地基准面(Datum)及地图投影(Projection)三者的基本概念及它们之间的关系。

基准面是利用特定椭球体对特定地区地球表面的逼近，因此每个国家或地区均有各自的基准面，我们通常称谓的北京54坐标系、西安80坐标系实际上指的是我国的两个大地基准面。我国参照前苏联从1953年起采用克拉索夫斯基(Krassovsky)椭球体建立了我国的北京54坐标系，1978年采用国际大地测量协会推荐的1975地球椭球体建立了我国新的大地坐标系--西安80坐标系，目前大地测量基本上仍以北京54坐标系作为参照，北京54与西安80坐标之间的转换可查阅国家测绘局公布的对照表。
WGS1984基准面采用WGS84椭球体，它是一地心坐标系，即以地心作为椭球体中心，目前GPS测量数据多以WGS1984为基准。
上述3个椭球体参数如下：
椭球体与基准面之间的关系是一对多的关系，也就是基准面是在椭球体基础上建立的，但椭球体不能代表基准面，同样的椭球体能定义不同的基准面，如前苏联的Pulkovo
1942、非洲索马里的Afgooye基准面都采用了Krassovsky椭球体，但它们的基准面显然是不同的。
地图投影是将地图从球面转换到平面的数学变换，如果有人说：该点北京54坐标值为X=4231898,Y=21655933，实际上指的是北京54基准面下的投影坐标，也就是北京54基准面下的经纬度坐标在直角平面坐标上的投影结果。
2. GIS中基准面的定义与转换
虽然现有GIS平台中都预定义有上百个基准面供用户选用，但均没有我们国家的基准面定义。假如精度要求不高，可利用前苏联的Pulkovo
1942基准面(Mapinfo中代号为1001)代替北京54坐标系；假如精度要求较高，如土地利用、海域使用、城市基建等GIS系统，则需要自定义基准面。
GIS系统中的基准面通过当地基准面向WGS1984的转换7参数来定义，转换通过相似变换方法实现，具体算法可参考科学出版社1999年出版的《城市地理信息系统标准化指南》第76至86页。假设Xg、Yg、Zg表示WGS84地心坐标系的三坐标轴，Xt、Yt、Zt表示当地坐标系的三坐标轴，那么自定义基准面的7参数分

别为：三个平移参数ΔX、ΔY、ΔZ表示两坐标原点的平移值；三个旋转参数εx、εy、εz表示当地坐标系旋转至与地心坐标系平行时，分别绕Xt、Yt、Zt的旋转角；最后是比例校正因子，用于调整椭球大小。
MapX中基准面定义方法如下：

Datum.Set(Ellipsoid, ShiftX, ShiftY, ShiftZ, RotateX, RotateY,
RotateZ, ScaleAdjust, PrimeMeridian)

其中参数： Ellipsoid为基准面采用的椭球体；
ShiftX, Shift
Y, ShiftZ为平移参数；
RotateX, RotateY, RotateZ为旋转参数；
ScaleAdjust为比例校正因子，以百万分之一计；
PrimeMeridian为本初子午线经度，在我国取0，表示经度从格林威治起算。

美国国家测绘局(National Imagery and Mapping
Agency)公布了世界大多数国家的当地基准面至WGS1984基准面的转换3参数(平移参数)，可从
[url]http://164.214.2.59/GandG/wgs84dt/dtp.html[/url] 下载，其中包括有香港Hong Kong
1963基准面、台湾 Hu-Tzu-Shan 基准面的转换3参数，但是没有中国大陆的参数。

实际工作中一般都根据工作区内已知的北京54坐标控制点计算转换参数，如果工作区内有足够多的已知北京54与WGS84坐标控制点，可直接计算坐标转换的 7参数或3参数；当工作区内有3个已知北京54与WGS84坐标控制点时，可用下式计算WGS84到北京54坐标的转换参数(A、B、C、D、E、 F)：x54
= AX84 + BY84 + C，y54 = DX84 + EY84 +
F，多余一点用作检验；在只有一个已知控制点的情况下(往往如此)，用已知点的北京54与WGS84坐标之差作为平移参数，当工作区范围不大时精度也足够了。
从Mapinfo中国的URL(https://www.wendangku.net/doc/d611718498.html,/download)可下载到包含北京54、西安80坐标系定义的 Mapinfow.prj文件，其中定义的北京54基准面参数为：(3,24,-123,-94,-0.02,0.25,0.13,1.1,0)，西安 80基准面参数为：(31,24,-123,-94,-0.02,0.25,0.13,1.1,0)，文件中没有注明其参数的来源，我发现它们与 Mapinfo参考手册附录G"定义自定义基准面"中的一个例子所列参数相同，因此其可靠性值得怀疑，尤其从西安80与北京54采用相同的7参数来看，至少西安80的基准面定义肯定是不对的。因此，当系统精度要求较高时，一定要对所采用的参数进行检测、验证，确保坐标系定义的正确性。
3. GIS中地图投影的定义
我国的基本比例尺地形图(1:5千，1:1万，1:2.5万，1:5万，1:10万，1:25万，1:50万，1:100万)中，大于等于50万的均采用高斯-克吕格投影(Gauss-Kruger)，又叫横轴墨卡托投影(Transverse Mercator)；小于50万的地形图采用正轴等角割园锥投影，又叫兰勃特投影(Lambert Conformal Conic)；海上小于50万的地形图多用正轴等角园柱投影，又叫墨卡托投影(Mercator)，我国的GIS系统中应该采用与我国基本

比例尺地形图系列一致的地图投影系统。

在MapX中坐标系定义由基准面、投影两部分参数组成，方法如下：

CoordSys.Set(Type, [Datum], [Units], [OriginLongitude],
[OriginLatitude],
[StandardParallelOne], [StandardParallelTwo], [Azimuth],
[ScaleFactor],
[FalseEasting], [FalseNorthing], [Range], [Bounds],
[AffineTransform])

其中参数：Type表示投影类型，Type为1时地图坐标以经纬度表示，它是必选参数，它后面的参数都为可选参数；
Datum为大地基准面对象
，如果采用非地球坐标(NonEarth)无需定义该参数；
Units为坐标单位，如Units为7表示以米为单位；
OriginLongitude、OriginLatitude分别为原点经度和纬度；
StandardParallelOne、StandardParallelTwo为第一、第二标准纬线；
Azimuth为方位角，斜轴投影需要定义该参数；
ScaleFactor为比例系数；
FalseEasting, FalseNorthing为东伪偏移、北伪偏移值；
Range为地图可见纬度范围；
Bounds为地图坐标范围，是一矩形对象，非地球坐标(NonEarth)必须定义该参数；
AffineTransform为坐标系变换对象。

相应高斯-克吕格投影、兰勃特投影、墨卡托投影需要定义的坐标系参数序列如下：

高斯-克吕格：投影代号(Type)，基准面(Datum)，单位(Unit)，
中央经度(OriginLongitude)，原点纬度(OriginLatitude)，
比例系数(ScaleFactor)，
东伪偏移(FalseEasting)，北纬偏移(FalseNorthing)

兰勃特: 投影代号(Type)，基准面(Datum)，单位(Unit)，
中央经度(OriginLongitude)，原点纬度(OriginLatitude)，
标准纬度1(StandardParallelOne)，标准纬度2(StandardParallelTwo)，
东伪偏移(FalseEasting)，北纬偏移(FalseNorthing)

墨卡托: 投影代号(Type)，基准面(Datum)，单位(Unit)，
原点经度(OriginLongitude)，原点纬度(OriginLatitude)，
标准纬度(StandardParallelOne)

在城市GIS系统中均采用6度或3度分带的高斯-克吕格投影，因为一般城建坐标采用的是6度或3度分带的高斯-克吕格投影坐标。高斯-克吕格投影以6度或 3度分带，每一个分带构成一个独立的平面直角坐标网，投影带中央经线投影后的直线为X轴(纵轴，纬度方向)，赤道投影后为Y轴(横轴，经度方向)，为了防止经度方向的坐标出现负值，规定每带的中央经线西移500公里，即东伪偏移值为500公里，由于高斯-克吕格投影每一个投影带的坐标都是对本带坐标原点的相对值，所以各带的坐标完全相同，因此规定在横轴坐标前加上带号，如(4231898,21655933)其中21即为带号，同样所定义的东伪偏移值也需要加上带号，如21带的东伪偏移值为21500000米。


假如你的工作区位于21带，即经度在120度至126度范围，该带的中央经度为123度，采用Pulkovo 1942基准面，那么定义6度分带的高

斯-克吕格投影坐标系参数为：(8，1001，7，123，0，1，21500000，0)。
那么当精度要求较高，实测数据为WGS1984坐标数据时，欲转换到北京54基准面的高斯-克吕格投影坐标，如何定义坐标系参数呢？你可选择WGS
1984(Mapinfo中代号104)作为基准面，当只有一个已知控制点时(见第2部分)，根据平移参数调整东伪偏移、北纬偏移值实现WGS84到北京 54的转换，如:(8，104，7，123，0，1，21500200，-200)，也可利用 AffineTransform坐标系变换对象,此时的转换系数(A、B、C、D、E、F)
中A、B、D、E为0，只有X、Y方向的平移值C、F；当有3 个已知控制点时，可利用得到的转换系数(A、B、C、D、E、F)定义AffineTransform坐标系变换对象，实现坐标系的转换，如： (8，104，7，123，0，1，21500000，0，map.AffineTransform)，其中ＡffineTransform定义为 AffineTransform.set(7，A、B、C、D、E、F)(7表示单位米)；当然有足够多已知控制点时，直接求定7参数自定义基准面就行了。

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测绘方面的一些名词解释

大地基准

是建立国家大地坐标系统和推算国家大地控制网中各点大地坐标的基本依据，它包括一组大地测量参数和一组起算数据，其中，大地测量参数主要包括作为建立大地坐标系依据的地球椭球的四个常数，即地球椭球赤道半径啊，地心引力常数GM，带球谐系数J2（由此导出椭球扁率f）和地球自转角度w，以及用以确定大地坐标系统和大地控制网长度基准的真空光速c；而一组起算数据是指国家大地控制网起算点（成为大地原点）的大地经度、大地纬度、大地高程和至想邻点方向的大地方位角。
大地水准面
是由静止海水面并向大陆延伸所形成的不规则的封闭曲面。它是重力等位面，即物体沿该面运动时，重力不做功（如水在这个面上是不会流动的）。大地水准面是描述地球形状的一个重要物理参考面，也是海拔高程系统的起算面。大地水准面的确定是通过确定它与参考椭球面的间距——大地水准面差距（对于似大地水准面而言，则称为高程异常）来实现的。大地水准面和海拔高程等参数和概念在客观世界中无处不在，在国民经济建设中起着重要的作用。
大地水准面是大地测量基准之一，确定大地水准面是国家基础测绘中的一项重要工程。它将几何大地测量与物理大地测量科学地结合起来，使人们在确定空间几何位置的同时，还能获得海拔高度和地球引力场关系等重要信息。大地水准面的形状反映了地球内部物质结构、密度和分布等信息，对海洋学、地震学、地球物理学、地质勘探、石油勘探等

相关地球科学领域研究和应用具有重要作用。

高程基准
是推算国家统一高程控制网中所有水准高程的起算依据，它包括一个水准基面和一个永久性水准原点。
水准基面，通常理论上采用大地水准面，它是一个延伸到全球的静止海水面，也是一个地球重力等位面，实际上确定水准基面则是取验潮站长期观测结果计算出来的平均海面。中国以青岛港验潮站的长期观测资料推算出的黄海平均海面作为中国的水准基面，即零高程面。中国水准原点建立在青岛验潮站附近，并构成原点网。用精密水
准测量测定水准原点相对于黄海平均海面的高差，即水准原点的高程，定为全国高程控制网的起算高程。
重力基准
是指绝对重力值已知的重力点，作为相对重力测量（两点间重力差的重力测量）的起始点。
世界公认的起始重力点称为国际重力基准。各国进行重力测量时都尽量与国际重力基准相联系，以检验其重力测量的精度并保证测量成果的统一。国际通用的重力基准有1909年波茨坦重力测量基准和1971年的国际重力基准网（IGSN——71）。

中国于1956~1957年建立了全国范围的第一个国家重力基准，称为1957年国家重力基本网，该网由21个基本点和82个一等点组成。1985年，中国重新建立了国家重力基准。它由6个基准重力点，46个基本重力点和5个因点组成，称为1985年国家重力基本网。
地球重力场
是地球的一种物理属性。表征地球内部、表面或外部各点所受地球重力作用的空间。根据地球重力场的分布，可以研究地球内部结构、地球形状以及对航天器的影响。
54国家坐标系：
采用克拉索夫斯基椭球参数，又称北京坐标系。
80国家坐标系：
采用国际地理联合会（IGU）第十六届大会推荐的椭球参数，大地坐标原点在陕西省泾和县永乐镇的大地坐标系，又称西安坐标系。
基础测绘
基础测绘是指为国民经济和社会发展以及为国家各个部门和各项专业测绘提供基础地理信息而实施测绘的总称。基础测绘必须在全国或局部区域按国家统一规划和统一技术标准进行。
专业测绘
是指产业部门为保证本部门业务工作所进行的具有专业内容的测绘的总称。专业测绘应采用国家测绘技术标准或者行业测绘技术标准。
军事测绘：
具有军事内容或者为军队作战、训练、军事工程、战略准备等而实施的测绘的总称。
地籍测绘
是对地块权属界线的界址点坐标进行精确测定，并把地块及其附着物的位置、面积、权属关系和利用状况等要素准确地绘制在图纸上和记录在专门的表册中的测绘工作。地籍测量的成果包括数据集（控

制点和界址点坐标等）、地籍图和地籍册。
测量标志
是在陆地和海洋标定测量控制点位置的标石、觇标以及其他标记的总称。标石一般埋于地下，用于测量和标定控制点地理坐标、高程、重力、方位、长度（距离）等方面；觇标是建在地面上或其他建筑物顶部的测量专业标架，作为观测照准目标和供升高仪器位置之用。
根据用途和使用期限，测量标志可分为永久性测量标志和临时性测量标志。永久性测量标志是指设有固定标志物以供测绘单位长期使用的需永久保存的测量标志。临时性测量标志指测绘单位在测量过程中设置和使用
的，工作结束后不需要长期保存的标志物和标记。如：测站点木桩、活动觇标、测旗、测杆、航空摄影测量地面标志、绘在地面或建（构）筑物上的标记等。
航空测量
指从空中由飞机等航空器拍摄地面像片。为使取得的航空像片能用于在专门的仪器上建立立体模型进行量测，摄影时飞机应按设计的航线往返平行飞行进行拍摄，以取得具有一定重叠度的航空像片。按摄影机物镜主光轴相对于地表的垂直度，可分为近似垂直航空摄影和倾斜航空摄影。近似垂直航空摄影主要用于摄影测量目的。科学考察和军事侦察有时采用倾斜航空摄影。
工程测量
指在工程建设勘测设计、施工和管理阶段所进行的各种测量工作。按工作顺序和性质分为：勘测设计阶段的控制测量和地形测量；施工阶段的施工测量和设备安装测量；管理阶段的变形观测和维修养护测量。按工程建设的对象分为：建筑、水利、铁路、公路、桥梁、隧道、矿山、城市和国防等工程测量。
海洋大地测量
是在海洋范围内建立大地控制网所进行的测量工作。内容有控制测量、水深测量、海洋重力测量、卫星大地测量等。它与大地测量、地图制图、航海学、海洋学、潮汐学、水声物理学、电子技术和遥感技术等有着密切的联系。
全球定位系统 （Global Positioning System，简称GPS）
是以人造卫星组网为基础的无线电导航定位系统。利用设置在地面或运动载体上的专用接收机，接收卫星发射的无线电信号实现导航定位。是根据美国国防部 1973年12月批准的国防导航卫星计划而建设的。由三部分组成，即空间的卫星，地面控制系统，用户的接收处理装置。空间部分有21颗卫星，其中18颗为工作卫星，3颗为备份卫星。18颗工作卫星均匀分布在二万公里高的六个轨道平面上，每个轨道面三颗，运行周期为12小时。工作卫星以L1=1575.42 兆赫和L2=1227.6兆赫两种频率发送导航信号，导航信号采用伪随机噪音编码调制，L1用P码和C/A码调

制；L2用P码调制。C/A码开放民用。地面控制系统由一个主控站、四个监控站和三个注入站组成，任务是保证卫星导航数据的质量。用户的接收装置由天线、接收机、计算机和数据处理软件等组成。
数字高程模型 （Digital Elevation Model，缩写DEM）
是在某一投影平面（如高斯投影平面）上规则格网点的平面坐标（X，Y）及高程（Z）的数据集。DEM的格网间隔应与其高程精度相适配，并形成有规则的格网系列。根据不同的高程精度，可分为不同类型。为完整反映地表形态，还可增加离散高程点数据。
数字线划地图 （Digital Line Graphic，缩写DLG）
是现有地形图要素的矢量数据集，保
存各要素间的空间关系和相关的属性信息，全面地描述地表目标。
数字栅格地图 （Digital Raster Graphic，缩写DRG）
是现有纸质地形图经计算机处理后得到的栅格数据文件。每一幅地形图在扫描数字化后，经几何纠正，并进行内容更新和数据压缩处理，彩色地形图还应经色彩校正，使每幅图像的色彩基本一致。数字栅格地图在内容上、几何精度和色彩上与国家基本比例尺地形图保持一致。
数字正射影像图 （Digital Orthophoto Map，缩写DOM）
是利用数字高程模型（DEM）对经扫描处理的数字化航空像片，经逐像元进行投影差改正、镶嵌，按国家基本比例尺地形图图幅范围剪裁生成的数字正射影像数据集。它是同时具有地图几何精度和影像特征的图像，具有精度高、信息丰富、直观真实等优点。
国家基本比例尺地图的系列和基本精度
国家基本比例尺地图的系列，是指按照国家规定的测图技术标准（规范），编图技术标准，图式和比例尺系统测量和编制的若干特定规格的比例尺的地图的系列。我国的国家基本比例尺地图的系列包括：1∶500、1∶1000、1∶2000、1∶5000、1∶1万、1∶2.5万、1∶5万、1∶10、1∶20万、 1∶50万、1∶100万比例尺地图。它们的基本精度包括测图精度和编制精度。
中华人民共和国地图的国界线标准样图
指按照一定的原则而制作的一种有关中国国界线画法的统一标准图样。
中华人民共和国地图的国界线标准样图上中国国界线画法的原则是：
（1）凡是中华人民共和国政府已同有关邻国签定边界条约、边界协定、边界协定书的地段，以有关边界条约、边界协定、边界协定书的规定及其附图国界线的画法标绘。
（2）中华人民共和国政府同邻国未签定边界条约、边界协定、边界协定书的界段，依照中国解放前出版的地图或传统习惯边界线标绘。
根据需要，中华人民共和国地图的国界线标准样图的比例尺可以是一种，也可

以是各种比例尺的系列图。
中华人民共和国地图的国界线标准样图由国务院外交行政主管部门和国务院测绘行政主管部门共同制定，报国务院批准发布。
中华人民共和国地图的国界线标准样图上的中国国界线的画法，是代表中华人民共和国政府立场的，是各公开地图上中国国界线画法的标准依据。