2000国家大地坐标系转换方法和要求
2000国家大地坐标系技术规范指南.doc
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。
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。
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）。
云南省2000国家大地坐标系坐标转换部分
相同历元不同框架坐标比较
相同历元不同框架点位坐标差异，下表以昆明站为例
IGS坐标
X(m)
Y(m)
Z(m) ΔX(m) ΔY(m) ΔZ(m)
ITRF2000
-1281255.473
5640746.079
2682880.117
-0.0318，-0.0024，-0.0203
ITRF2005
ITRF2000 ITRF2005
-1281255.565
5640746.060
2682880.057
IGS站坐标和速度场的解算精度
σ X(mm)
10
σY(mm) 22
σZ(mm) 12
1.0
1.0
1.0
-0.0317， 0.0035.-0.0147
σX1(mm) σY1(mm) σZ1(mm)
3.7 8.3 4.3 0.2 0.4 0.2
顾及全部7参数和椭球大小变化的转化公式又称为广义大地坐 标微分公式或广义变换椭球微分公式。
dB
- sinBcosL M+H
dL
=
-
(N
sinL + H)cosB
dH
cosBcosL
- sinBsinL M+H cosL
(N + H)cosB cosBsinL
cosB
M+H 0
sinB
T (t) T (tk ) T (t tk )
GPS C级网转换到CGCS2000 坐标系
从ITRF2000转换到以前框架的转换参数与速率（历元1997. 0）
转换参数
T1(cm) T2(cm) T3(cm)
Dppb
R1.001" R2.001" R3.001"
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。
24 MapGIS 10.3国家2000坐标系转换 【MapGIS 10.3 教程-PPT】
地理坐标系 北京54 西安80 中国2000 WGS84
长轴（m） 6378245 6378140 6378137 6378137.000
短轴（m） 6356863 6356755 6356752 6356752.314
扁率 1/298.3 1/298.25722101 1/298.257222101 1/298.257223563
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。
数据来源
根据不同比例尺和转换区域选择合适的转换模型，选取两个坐标系下重合点（可选 用CGCS2000国家大地控制网点、国家大地测量控制点）计算模型转换参数，根据模型 残差进行精度评估和检核。
控制点对坐标
即两个坐标系下重合点坐标
椭球转换参数
即椭球模型间转换参数
控制点对坐标，可以在当地测绘主管单位进行咨询 （注明：此控制点文件为虚构的示例数据）
地理转换参数设置
以80转2000椭球为例
这两种坐标系统的起算点不在一个椭球基准面上， 这就涉及到两个椭球间的相互转换问题。所谓坐标转换 的过程最重要的就是转换参数的求解。
椭球 克拉索夫斯基椭球 1975年I.U.G.G推荐椭球 中国2000椭球 1979年I.U.G.G推荐椭球
七参数bursawol法：即计算X平移，Y平移，Z平移，X旋转，Y旋转，Z旋转，尺度变化K
三参数直角平移法：即X平移，Y平移，Z平移，将X旋转，Y旋转，Z旋转，尺度变化K视为0，三参数是七参数的一种 特例。`
第三种：导入转换项
计算转换参数
导入完毕，点击“确定”
第三种：导入转换项
添加转换项
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。
2000国家大地坐标系转换指南
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：短半径b(m) 6356752.31414－12－－13－ 极曲率半径c (m)6399593.62586 第一偏心率e0.0818191910428 第一偏心率平方e 20.00669438002290 第二偏心率e '0.0820944381519 第二偏心率平方e '20.00673949677548 1/4子午圈的长度Q(m)10001965.7293 椭球平均半径R 1(m)6371008.77138 相同表面积的球半径R 2(m)6371007.18092 相同体积的球半径R 3(m) 6371000.78997椭球的正常位U 0(m 2s -2)62636851.7149 动力形状因子J 20.001082629832258 球谐系数J 4-0.00000237091126 球谐系数J 60.00000000608347 球谐系数J 8-0.00000000001427 22/m a b GM ω= 0.00344978650678赤道正常重力值γe （伽） 9.7803253361两极正常重力值γp （伽） 9.8321849379正常重力平均值γ（伽）9.7976432224 纬度45度的正常重力值γ45°（伽） 9.8061977695采用2000国家大地坐标系后仍采用无潮汐系统。
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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
（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。