1. 概述

2000國家大地坐標系，是我國當前最新的國家大地坐標系，英文名稱為China Geodetic Coordinate System 2000，英文縮寫為CGCS2000。CGCS2000是2000國家大地坐標系，屬于地心大地坐標系統(tǒng)，該系統(tǒng)以ITRF97參考框架為基準，參考框架歷元為2000.0。

2. 坐標參數(shù)

2000國家大地坐標系采用的地球橢球參數(shù)的數(shù)值為：

長半軸：a=6378137m

扁率：f=1/298.257222101

地心引力常數(shù)：GM＝3.986004418×1014m3s−2

自轉角速度：ω＝7.292115×10−5rads−1

短半徑b(m)：6356752.31414

極曲率半徑c (m): 6399593.62586

第一偏心率e：0.0818191910428

第一偏心率平方e2：0.00669438002290

第二偏心率 e′：0.0820944381519

第二偏心率平方e′2：0.00673949677548

1/4子午圈的長度Q(m)：10001965.7293

橢球平均半徑R1(m)：6371008.77138

相同表面積的球半徑R2(m)：6371007.18092

相同體積的球半徑R3(m)：6371000.78997

橢球的正常位U0(m2s−2): 62636851.7149

動力形狀因子J2：0.001082629832258

球諧系數(shù)J4：-0.00000237091126

球諧系數(shù)J6: 0.00000000608347

球諧系數(shù)J8: -0.00000000001427

m=ω2a2b/GM：0.00344978650678

赤道正常重力值γe（伽）：9.7803253361

兩極正常重力值γp（伽）：9.8321849379

正常重力平均值γ（伽）：9.7976432224

緯度45度的正常重力值γ45°（伽）：9.8061977695

參考橢球

3. 坐標意義

（1）原點位于地球質量中心的三維國家大地坐標系；

（2）遙感衛(wèi)星資料可基于地心坐標系；

（3）應用現(xiàn)代空間技術進行地形圖測繪和定位，可以大幅度提高點位表達的準確性，并且可以快速獲取精確的三維地心坐標；

陸態(tài)網CORS站分布圖

4. 坐標背景

為了我國經濟的持續(xù)發(fā)展，為信息化社會發(fā)展提供一個地理平臺作為基礎，為了可以更科學的動態(tài)的描述地球，特別是隨著各種空間大地測量技術的不斷發(fā)展和完善，世界各國都在更新和完善各自的大地坐標系統(tǒng)和它相應的坐標框架。因此，地心坐標系統(tǒng)及其框架，在逐漸取代傳統(tǒng)的非地心大地坐標系統(tǒng)及其框架。空間大地測量技術的發(fā)展，對大地基準的現(xiàn)代化提出了新的要求，也提供了實現(xiàn)的可能。

采用三維地心坐標系，有利于采用現(xiàn)代空間技術對坐標系進行維護和快速更新，測定高精度大地控制點三維坐標，并提高測圖工作效率。

有鑒于中國經濟、社會和科學技術的發(fā)展需求和可能，中國政府決定采用地心三維大地坐標系統(tǒng)，即從2008年7月1日起正式啟用中國大地坐標系統(tǒng)2000(CGCS 2000)作為國家法定的坐標系，作為我國新一代的平面基準。

坐標轉換流程

5. 坐標獲取方法

（1）通過平差方法將 GPS 網納入到2000國家大地坐標系統(tǒng)；

（2）通過公共點求解轉換參數(shù)進行置換；

（3）按已公布的ITRF框架之間的轉換方式進行置換。

上述方法（1）是我國GPS控制網，由WGS84坐標系向工程坐標系或北京1954年坐標系和1984西安坐標系轉換的一種通用方法。但該方法要求施工者至少有兩個控制點的目標坐標系的坐標，而且要保證一定的精度才能實現(xiàn)整個控制網的精度。在這種情況下，控制網施工單位或個人往往是通過向國家測繪成果主管部門申請、購買，并且要與測繪主管部門簽屬相關的保密協(xié)議。這種方式，不僅耗時而且會對增加施工成本。以一個D級控制網為例，控制網施工者往往會購買測區(qū)周邊3個國家C級控制點成果，按陜西省測繪局成果價格計算，C級GPS 國家控制點平面位置600元/個，高程控制點200元/個，一個C級三維點為 800 元，3個點要2400元。這對小型生產活動，是一筆較大的生產投入。

方法（2）使用的前提是源坐標系統(tǒng)和目標坐標系都要有保持一定高的精度，這樣求算的參數(shù)才具有一定的精度，此外，還需要被轉換的原始坐標點在源坐標系內具有較高的精度。在執(zhí)行起來，較大難度，可操作性不強。

方法（3）是根據(jù) CGCS2000 的定義，結合各坐標框架及歷元經過一系列轉換實現(xiàn)的。使用該方法必須解決如下幾個核心問題即當前歷元下測區(qū)內控制點的坐標、當前坐標框架和目標框架之間的轉換參數(shù)、當前測區(qū)的速度場。只要滿足上述條件，個人完全有能力實現(xiàn) CGCS2000 坐標。該方法也是國家測繪地理信息局推薦的一種轉換方法。當前從 IGS 站所能獲得的精密星歷一般是IGS05或IGS08星歷，其對應的參考框架分別是ITRF05和ITRF08。衛(wèi)星星歷決定了定位成果所處的參考框架，當前參考框架下的測繪成果向CGCS2000轉換時，其實質是當前參考框架向ITRF97轉換。

中國大陸速度場

6. 同其他坐標之間轉換

在實際的運用中，往往會涉及到CGCS2000坐標系同別的坐標系之間的轉換，對此可以使用水經注萬能地圖下載器進行轉換，導出矢量可以選擇CGCS2000等坐標系，如下圖所示。

坐標轉換

7. 結語

以上就是CGCS2000坐標系的詳細說明，主要包括了坐標參數(shù)、坐標意義、坐標背景、坐標獲取方法和同其他坐標之間轉換等功能。