2000国家大地坐标系转换的技术方法
城市坐标系转换2000国家大地坐标系分析
试点论坛shi dian lun tan288城市坐标系转换2000国家大地坐标系分析◎王爱霞摘要：伴随着2000国家大地坐标的应用范围越来越广，使用2000国家大地坐标的项目也在不断的增加。
通过对2000年国家地质公共坐标系转换的技术方法和程序进行探索，实现地质调查结果和主体空间数据库坐标系向2000国家地质坐标系的转换的目标，为地质数据坐标系转换奠定了技术基础。
因此，本文对2000国家大地坐标系进行了简述，并对现有大地坐标系转换为2000国家大地坐标系的方法进行了分析。
关键词：2000年国家大地坐标系；坐标系转换在2008年国家测绘地理信息局发布的公告中，规定道：“经国务院批准，一句《中华人民共和国测绘法》的规定，在2008年7月1日以后我国开始使用2000国家大地坐标系。
” 在2013年，中国地质调查局发布了《中国地质调查通知书《2000国家大地坐标系推广使用技术指南》和《大地测量控制点坐标转换技术规程》（中地调函[2013] 332号）》，要求质量调查项目主管部门对相关的文件进行调查分析，必须做好原坐标系进行2000国家大地坐标系的转换工作。
但是，在十多年的发展以来，地质调查数据量非常大。
一、城市坐标系向2000国家大地坐标系转换的技术路线城市坐标系向2000国家大地坐标系转换的技术程序有：第一，对现有坐标系结果数据进行收集，对局部坐标系的使用进行分析和控制。
第二，需要构建精度极高的2000坐标系，充分发挥现有的基本控制网点的作用，构建区域内的高精度的2000坐标基准架构。
第三，以2000区域坐标系的基准架构以及现有的城市坐标系为基础，明确区域坐标系向2000国家大地坐标系进行转换的关系。
二、对于2000国家大地坐标系基本架构进行构建的具体方式（一）收集现有坐标系的结果数据通常，在选择区域坐标系时，通常会通过标准区域投影来选择更接近国家标准指标区域的中央子午线的区域（3度区域，6度区域），要与国家基本地理信息数据相符合。
2000国家大地坐标系技术指南
2000国家大地坐标系技术指南引言：2000国家大地坐标系（GCS2000）是中国国家测绘局于2003年发布的一种地理坐标参考系统。
它是基于GPS观测数据建立的，具备较高的精度和稳定性。
本文将从定义、坐标转换、应用等方面进行详细介绍和说明。
一、定义：2000国家大地坐标系是一种地理坐标参考系统，基于全球定位系统（GPS）观测数据，以地球参考椭球及坐标原点为基础，通过数学模型和转换参数将地球表面上的点表示为一个唯一的坐标。
与以往的大地坐标系相比，GCS2000具有更高的精度和全球性。
二、坐标参数：GCS2000采用国际通用的平面直角坐标系，大地坐标使用经度和纬度表示。
其中，纬度采用弧度表示，经度采用度表示。
坐标原点位于天津市观象台。
三、坐标转换：GCS2000与其他地理坐标系统之间的转换主要涉及三个参数：坐标原点的纬度、经度和高程；椭球参数，包括椭球长半轴和扁率；以及转换方法，包括七参数、十参数和十三参数等。
用户在进行坐标转换时，需要根据实际情况选择合适的参数和方法，并进行相应的计算和校正。
四、坐标精度：GCS2000具有较高的坐标精度，主要取决于GPS观测数据的准确性和测量误差的控制。
一般情况下，GCS2000的水平坐标精度可达到毫米级别，而高程坐标精度可达到厘米级别。
在进行坐标转换和应用时，需要对数据进行适当的精度控制和误差校正，以确保结果的准确性。
五、应用：GCS2000广泛应用于地理信息系统（GIS）、测绘与地理空间数据管理、工程建设等领域。
在GIS中，GCS2000提供了一个可靠的地理坐标基准，使得不同数据集之间能够实现精确、一致的坐标转换和叠加分析。
同时，GCS2000也为测绘与地理空间数据管理提供了准确的定位和参考，有助于提高测绘数据的质量和精度。
在工程建设中，GCS2000的高精度坐标可用于设计、施工和监测等环节，能够提升工程项目的质量和效率。
结论：2000国家大地坐标系是中国国家测绘局于2003年发布的一种地理坐标参考系统。
2000国家大地坐标系转换指南
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：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，用转换参数计算这些点的转换坐标与已知坐标进行比较进行外部检核。
论2000国家大地坐标系及其转换方法 张敏
论2000国家大地坐标系及其转换方法张敏发表时间：2018-11-14T18:21:41.640Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第21期作者：张敏苏衍镇[导读] 一方面是实际工程采用地方独立坐标系，所以经常遇到两个坐标系下数据的转换问题。
山东省地质测绘院山东省济南市 250002摘要：从2008年7月1日起，国家和省级基础地理信息数据更新均已采用2000国家大地坐标系，大多数CORS系统发布的数据服务也采用2000国家大地坐标系。
而在城市测量中，一般要求投影长度变形不大于2.5cm/km，采用国家坐标系统在高海拔地区或离中央子午线较远地方不能满足这一要求，这就要考虑建立地方独立坐标系。
一方面是基础数据采用2000国家大地坐标系，另一方面是实际工程采用地方独立坐标系，所以经常遇到两个坐标系下数据的转换问题。
关键词：2000国家大地坐标系；坐标系；转换方法12000国家大地坐标系的定义及实现2000国家大地坐标系（CGCS2000）是依照国际地球参照系来进行定义的，完全符合ITRS基本的定义条件，具体如下：（1）CGCS2000是整个地球质量的中心，即地心，包括了海洋以及大气层的整体质量。
（2）它是以米为单位对长度进行定义的。
该尺度单位是在相对论的基础上，通过建立模型所得，并且与地心部分的时间坐标相同。
（3）1984．0国际时间局已经确立了国家大地坐标系的定向初始。
（4）地球整体结构的运转，在不考虑地球旋转的情况下，保证着定向的时间演变。
2000国家大地坐标系是以地心作为原点，以国际地球参照系的参考极的方向作为Z轴的方向，由国际地球参照系的IRM和赤道面的交线所形成的线就是2000国家大地坐标的X轴，X、Y、Z三轴共同组成了右手地固正交坐标系。
2000国家大地坐标系的原点与它的参考椭球的几何中心都在同一位置，而且参考椭球的旋转轴跟它的Z轴也是相同的。
从几何学角度来看，参考椭球的表面对应的正是地球的表面，其形状是数学的一种表现形式。
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。
2000国家大地坐标系转换的指南
2000国家大地坐标系转换的指南
2000国家大地坐标系转换是指将其他坐标系的经纬度信息转换为2000国家大地坐标系的过程。
2000国家大地坐标系是中国国家测绘局在2000年制定的一种坐标系，用于国土资源调查、工程测量、地理信息系统等领域。
要进行2000国家大地坐标系转换，首先需要了解其他坐标系的定义和参数，例如WGS84坐标系、北京54坐标系。
这些坐标系可以通过全球定位系统（GPS）或者各地测绘局提供的坐标转换软件获取。
转换的具体步骤如下：
1.获取原始坐标数据：通过GPS测量或其他途径获取到的坐标数据，可以是WGS84坐标系或其他任何坐标系。
3.获取两个坐标系之间的转换参数：利用坐标转换软件或相关参考资料，获取两个坐标系之间的参数，如平移参数、旋转参数等。
4.进行坐标转换：根据所获取到的转换参数，进行坐标转换计算。
具体计算公式可以通过坐标转换软件或相关参考资料获取。
5.验证转换结果：转换后的坐标数据应该与参考数据基本一致。
可以通过对比其他已知坐标点的转换结果进行验证。
需要注意的是，2000国家大地坐标系转换的精度和准确性受到多种因素的影响，如原始数据的精度、坐标系转换参数的准确度等。
此外，为了方便进行坐标转换，可以使用专业的坐标转换软件，如ArcGIS、SuperMap等。
这些软件提供了相应的工具和函数，可以帮助用户快速进行坐标转换操作。
总之，进行2000国家大地坐标系转换需要先获取原始数据、确定原始坐标系，然后获取转换参数，并进行坐标转换计算，最后对转换结果进行验证。
使用专业的坐标转换软件可以提高转换的准确性和效率。
浅谈地方坐标网向2000国家大地坐标系转换的方法
浅谈地方坐标网向2000国家大地坐标系转换的方法A B r ie f D iscussion o n the C o n v e rs io n o f L o c a l C o o rd in a te System to C h in a G e od etic C o o rd in a te S ystem 2000韦银光 W E I Y in -g u a n g(广西国土测绘院，南宁530023)(Land Resource Sur^^eying and Mapping Institute of Guangxi Province,Nanning 530023,China )摘要：根据国家测绘地理信息局《关于加快2000国家大地坐标系推广使用的通知》（国测国发[2013]11号）和各省、区测绘地理信息局加快2000国家大地坐标系推广使用的要求，到2016年，我国将完成现行国家大地坐标系向2000国家大地坐标系（简称 CGCS 2000)的过渡。
本文作者结合X 县地方坐标网与向2000国家大地坐标系转换，对于选择坐标转换模型的设计及技术进行学习探讨。
Abstract : According to the NASG "Notice on speeding up the popularization and application of China Geodetic Coordinate System 2000" ([2013]No .11) and the requirements of Provincial and District Bureaus of Surveying , Mapping and Geoinformation to speed up the application of the China Geodetic Coordinate System 2000, by 2016, China will complete the transition from the current China geodetic -coordinate system to the China Geodetic Coordinate System 2000 (CGCS 2000). In this paper , the author combines the conversion of X County local coordinate system to CGCS 2000, and discusses the design and technology of the coordinate conversion model .关键词：坐标转换;GNSS 控制测量;多元逐步回归模型；布尔莎（Bursa )七参数模型Key words : coordination conversion ； GNSS control measurement ；中图分类号:P 226+.3 文献标识码:A 0引言为响应国家相关号召，我国诸多县镇都将其地方坐标 向2000国家大地坐标系转换，并且取得了很多成果。
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。
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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
1980西安坐标和2000国家大地坐标。
首先抄录并转换分别获得120度中央经线下的2000国家大地坐标系下的X、Y坐标及1980西安坐标系下的X、Y坐标。
其次从具有1980西安坐标系和2000国家大地坐标系两套坐标成果的11个GPSC级点中，选取8个点（绿色三角形）作为转换用控制点，剩下的3个点（黄色正方形）作为外部检核点。
4.2转换参数检核
4.2.1内符合精度检核
通过计算与检核，8个点计算转换参数时的重合点残差中误差为0.0008953，残差最大值为0.0014511。
残差最大值小于3倍中误差，即转换参数内符合精度满足要求。
计算公式如下：
重合点残差V=重合点转换坐标值-重合点已知坐标值
平面点位中误差：
式中：Mx为平面坐标 x 残差中误差；My为平面坐标 y 残差中误差。
4.2.2外符合精度检核
外部符合精度检核方法如下：选取未参与计算转换参数的3个重合点作为外部检核点；之后利用转换参数计算出外部检核点的坐标，并与该外部检核点的已知坐标进行比较。
检核公式同内符合精度计算公式相同。
通过计算与检核外符合精度检测点位中误差为0.000574，最大残差为
0.000671，符合要求。
5转换结果检验结论
从转换差值来看，全区域覆盖范围转换差值距离＜0.05m，转换精度达到《国土资源数据2000国家大地坐标系转换技术要求》的平均精度应小于图上的
0.1mm的要求。
对转换成果以外业实地打点或与已有其他高精度控制点、矢量数据成果进行对比检查后可知，成果同样满足1：500至1：1万各种比例尺转换要求。
6结束语
现行国家大地坐标系及地方坐标系的国土资源数据转换到2000国家大地坐标系，是测绘工作面临现实问题。
利用基于二维四参数转换模型的 2000 国家大地坐标系转换方法，可以实现一定区域范围内国土资源数据的转换，且能达到精度要求，能满足实际应用的需要。
城市平面坐标系与通过四参数模型转换后得到的CGCS2000平面坐标间存在线性关系，并体现为两个方向分量作差生成的等值线呈现平行分布的特征，基于这一特征提出的重合点选取优化方法，可以快速筛选掉不可靠的重合点，提高转换精度，特别在已有控制网年代久、精度弱、稳定性差的地区可以获得较好的效果。
参考文献：
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[3] 石昕.2000国家大地坐标系转换的技术方法[J].水运工程，2017（01）
[4] 张训虎现有成果转换为2000国家大地坐标系成果检查方法探讨[J].工程勘察，2015（02）
[5] 何川.2000国家大地坐标系转换常见问题分析[J].测绘通报，2016（09）。