国家2000大地坐标系与现行坐标系的关系

行业新闻莱佳德科技 2023-04-23 15:37:03 阅读量 ()

大地坐标系是测量制作地形图的基础，大地坐标系的变化必然会导致地形图元素的位置变化。一般来说，局部坐标系的起源大大偏离地心（接近200米）。

2000国家大地坐标系对现有地图的影响

大地坐标系是测量制作地形图的基础，大地坐标系的变化必然会导致地形图元素的位置变化。一般来说，局部坐标系的起源大大偏离地心（接近200米）。无论是1954年北京坐标系还是1980年西安坐标系的地形图，使用地心坐标系后都需要适当纠正。

计算结果显示，1954年北京坐标系改为2000国家大地坐标系。在56°N～16°N和72°E～135°E范围，如果不考虑椭球的差异，1954年北京坐标系下的地图转换为2000系下图幅平移量为:X平移量为-29~62m,Y方向的平移量为-562m~+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）的地理位置变化值已大于制图精度，必须重新标记。

对于1:25万小地形图，坐标系更换引起的图廓点坐标变化，图廓线长度和方位的变化在绘图精度内可以忽略，对1的影响可以忽略:25万比例尺地形图，考虑到实际成图精度，实际转换时不需要考虑转换。

根据实际计算，由坐标系转换引起的各种比例尺地形图的长度（包括图形线的长度）和方位变化在绘图精度范围内，可以忽略不计。也就是说，使用地心坐标系时，只移动图幅的图形廓点，图形廓线与原图形廓线平行，坐标系的变化不改变图幅中任何两个物体之间的位置关系。

WGS84坐标系与2000国家大地坐标系的关系

在定义方面，2000年国家地球坐标系与WGS84一致，即坐标系的起源、规模、方向和定向演变的定义是相同的。两个坐标系使用的参考椭球也非常相似，只有扁平度略有差异。在实际点表示中，只考虑椭球的差异，结果是一致的，但由于2000年国家地球坐标系坐标定义在2000年，大多数应用实际上是不同的时间定位，因为地球板不断移动，不同时间地球不同板块的实际位置正在改变，偏离了2000年的位置。

因此，不同时间定位得到的WGS84坐标并不是严格意义上的2000国家地球坐标系。例如，与2000年国家地球坐标系相比，基于当前框架的历元（如2009年）坐标值差为0.6m。但对于1:1万以小比例尺的应用，可以简单近似地认为是同一坐标系。

GNSS后处理定位结果与2000国家大地坐标关系关系

高精度GNSS定位软件处理得到的站点坐标与观测时刻卫星日历定义的基准相同。卫星在不同的时间段使用不同的ITRF框架，但不同框架之间较大的差异是厘米级。差异主要体现在板块运动引起的点位变化上。站点位于不同板块，与板块一起运动。如果按照中国平均点运动速率为2-3cm/年，按10年算，点位相距定义时点坐标已变化了20-30cm。

因此，GNSS后处理得到的站点坐标需要考虑点位移动速率才能得到2000国家大地坐标系的坐标。

坐标系变化对图幅点间距的影响

不同坐标系之间椭球体的变化在不同区域、不同幅度、相同幅度的不同位置是不均匀的，但鉴于不均衡差异很小，因此对于1:5万以至1: 1万幅地形图的数据精度而言，数据转换后，图廓边长与图幅内不同点之间的相对距离保持不变。

不同椭球变化对图幅的影响

1954年，北京坐标系到1980年西安坐标系或2000年国家坐标系的数据转换必须在考虑坐标平移参数时进行椭球体之间的转换；1980年西安坐标系到2000年国家坐标系的转换，椭球体带来的坐标位移很小。考虑到空间数据库的实际精度、转换误差和数据后处理，椭球体的转换过程可以忽略不计；

1954年北京坐标系、1980年西安坐标系、2000年国家大地坐标系下，空间上相同的经纬度坐标点有不同的大地平面坐标（统一采用高斯投影6度分带）。每个坐标系下的地图划分不同于同一空间实体，因此原标准图划分不再具有原图划分的性质，如1:5万幅数据转换后，对于其2000国家大地坐标系下的标准幅度，图幅四侧会有两个测量数据冗余，两个测量数据不到边；

1954年，北京坐标系下的地图转换为2000系下图的平移量为：X平移量为-29~-62m，Y方向的平移量为-56~+84m。对应1:5万图廓平移量X约1.2mm、Y方向约1.7mm，X平移量为-9~+43m，Y方向的平移量为+76~+119m。对应1:5万图幅图廓平移量X方向约0.8mm、Y方向约2.4mm。可见不同坐标系下转换后数据接边与重合不容忽略;

CGCS2000图更新周期