2000国家大地坐标系推广使用.DOC

1、 2000 国家大地坐标系推广使用 技术指南 国家测绘地理信息局 2013 年 6 月 目 录 1.绪 论 .5 2.政 策 .7 1. 2000 国家大地坐标系的启用 .7 2. 加快 2000 国家大地坐标系推广使用 .8 3.基本概念 .10 3. 坐标系与坐标框架 .10 4. 总地球椭球和参考椭球 .11 5. 参心坐标系 .12 6. 参心坐标框架 -国家天文大地网 .15 7. 1954 年北京坐标系 .16 8. 1980 西安坐标系 .16 9. 新 1954 年北京 坐标系 .17 10. 相对独立的平面坐标系 .17 11. 地心坐标系 .17 12. 国际地球参考系 (

2、 ITRS) .18 13. 国际地球参考框架 .19 14. 历元 .19 15. 2000 国家大地坐标系 .20 16. 2000 国家大地坐标系坐标框架 .20 17. WGS84 坐标系 .21 18. 板块运动 .22 19. 板块运动改正 .23 20. “4D” 产品 .23 4. 2000 国家大地坐标系与现行坐标系关系 .25 21. 采用 2000 国家大地坐标系对现有地图的影响 .26 22. WGS84 坐标系与 2000 国家大地坐标系的关系 .27 23. GNSS 后处理定位结果与 2000 国家大地坐标系关系 .27 24. 坐标系变化对图幅点间距离的影响 .

3、28 25. 不同椭球变化对图幅表示的影响 .28 26. CGCS2000 图更新周期 .29 5.控制点坐标转换 .30 27. 大地控制点分类 .30 28. 控制点用途 .30 29. 控制点坐标转换模型 .31 30. 不同空间直角大地坐标系间的变换模型 .32 31. 三维七参数坐标转换模型 .32 32. 二维七参数转换模型 .33 33. 三维四参数转换模型 .34 34. 二维四参数转换模型 .34 35. 多项式拟合模型 .35 36. 坐标转换精度估计 .36 37. 控制点坐标转换模型适用范围 .36 38. 控制点坐标转换方法 .37 39. CORS 站点坐标归算方

4、法 .38 40. 其它点的转换 .39 41. 国际地球参考框架 之间的转换 .39 6.独立坐标系建立联系的方法 .42 42. 独立坐标系建立的方法 .42 43. 高斯投影于参考椭球面上任意带 平面直角坐标系 .42 44. 高斯投影于抵偿高程面的任意带平面直角坐标系 .42 45. 独立坐标系与 2000 国家大地坐标系转换 .46 7. 基础地理信息数据成果转换 .49 46. 1： 25万 DLG 数据库转换 .49 47. 1:5 万 DLG 数据库转换 .50 48. 1:5 万 DEM 数据库转换 .51 49. 1:5 万 DOM 数据库转换 .51 50. 1:1 万及

5、 1:5 千 DLG 数据库转换 .53 51. 1:1 万及 1:5 千 DRG 数据库转换 .53 52. 1:1 万及 1:5 千 DEM 数据库转换 .54 53. 1:1 万及 1:5 千 DOM 数据库转换 .55 54. 行业专题地理信息数据（库）坐标转换 .55 8.成果服务 .56 55. 2000 国家大地坐标系现阶段成果 .56 56. 2000 国家大地坐标系下的成果的使用和申领 .57 57. 全国 1:1 万比例尺地形图图幅改正量使用方法 .57 58. 控制点转换软件使用说明 .58 59. 基础地理信息数据转换软件使用指南 .60 60. 各类成果技术支持 .6

6、2 附录 本书引用的索引词 63 附录 1 国 家 测 绘 局 2008 年第 2 号公告 64 附录 2 关于加快 2000 国家大地坐标系推广使用的通知 66 1 绪 论 建国以来，国家测绘地理信息局先后于上世纪 50 年代和 80 年代建设了基于参考椭球的国家大地坐标系统（参心坐标系） 1954 年北京坐标系和 1980 西安坐标系，测制了各种比例尺地形图，并应用于国民经济和社会发展的各个领域，提供了基础的测绘保障服务。总参测绘导航局于上世纪 80 年代在 1954 年北京坐标系的基础上，建设了新 1954年北京坐标系。 受当时科技水平的限制，我国参心坐标系所采用的坐标系原点、坐标轴的方

7、向均与采用现代科技手段测定的结果存在 较大差异，其原点与地球质量中心有较大的偏差，坐标系下的大地控制点的相对精度仅为 10-6，这导致先进的对地观测技术所获取的测绘成果在使用时的精度损失，无法全面满足现势性较高的城市建设、行业部门对高精度测绘地理信息服务的要求。而且我国参心坐标系只能提供二维的点位坐标。同时并行使用两个国家大地坐标系给实际应用带来很多问题。主要体现：在两个国家大地坐标系之间的转换造成测绘成果的精度损失；不同部门的测绘成果不一致不统一造成不同坐标系下相邻地形图的拼接误差较大；不同部门的测绘成果无法共享，造成重复建设、资源浪费。因此， 现行的坐标系已不适应我国经济发展的需要。 上世

8、纪八九十年代以来，以全球卫星导航定位系统为主的现代空间定位技术快速发展，导致国际大地测量技术和方法迅速变革。全球卫星导航定位系统采用全球基本统一的地心坐标系统，并日益流行。以地球质量中心为原点的坐标系统（以下简称地心坐标系）可以大幅度提高测量精度（地心坐标系下的大地控制点的相对精度为 10-7 10-8，比现行坐标系下的精度提高 10 倍左右），并且可以快速获取精确的三维地心坐标。采用地心坐标系，可以更好地阐明地球上各种地理和物理现象特别是空间物体的运动。空间技术的发 展成熟与广泛应用迫切要求国家提供高精度、地心、动态、实用、统一的大地坐标系作为各项社会经济活动的基础性保障。采用地心坐标系可以

9、充分利用现代最新科技成果，为国家信息现代化服务。基于国家统一的地心坐标系可以充分利用现代空间大地测量技术和手段搭建数据与成果共享平台，便于资源和成果的共建共享，避免基建及基础设施建设中由于各部门基准不统一造成重大的建设失误与经济损失。 我国在 90 年代以 GPS 空间大地测量手段分别建立了GPSA、 B 级网， GPS 一、二级网，中国地壳观测网络工程基准网、基本网、区域网，并依据此网于 2003 年 完成了网平差构建了我国地心坐标系统 2000 国家大地坐标系坐标框架。 2008 年经国务院批准，国家测绘地理信息局向社会发公告，于 2008 年 7 月 1 日正式在全国启用 2000 国家

10、大地坐标系。 本指南主要描述不同坐标系与 2000 国家大地坐标系之间的转换关系并为各种控制点成果及基础地理信息成果向2000 国家大地坐标系转换提供转换方法。 2.政 策 1 2000 国家大地坐标系的启用 2008 年国家测绘地理信息局发布第 2 号公告“根据中华人民共和国测绘法，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” 2000 国家大地坐标系英文名为： China Geodetic Coordinate System 2000 缩写为 CGCS2000 公告规定了 2000 国家大地坐标系与现行国家大地坐标系转换、衔接的过渡期为 8 年至

11、10 年。现有各类测绘成果，在过渡期内可沿用现行国家大地坐标系； 2008 年 7 月 1 日后新生产的各类测绘成果应采用 2000 国家大地坐标系。同时现有地理信息系统，在过渡期内应逐步转换到 2000 国家大地坐标系； 2008 年 7 月 1 日后新建设的地理信息系统应采用2000 国家大地坐标系。 公告还规定了完成 2000 国家大地坐标系转换各部门的职责“国家测绘地理信息局负责启用 2000 国家大地坐标系工作的统一领导，制定 2000 国家大地坐标系转换实施方案，为各地方、各部门现有测绘成果坐标系转换提供技术支持和服务；负责完成国家级基础测绘成果向 2000 国家大地坐标系转换，并

12、向社会提供使用。国务院有关部门按照国务院规定的职责分工，负责本部门启用 2000 国家大地坐标系工作的组织实施和本部门测绘成果的转换。县级以上地方人民政府测绘地理信息行政主管部门，负责本地区启用 2000 国家大地坐标系工作的组织实施和监督管理，提供坐标系转换技术支持和服务，完成本级基础测绘成果向 2000 国家大地坐标系的转换，并向社会提供使用。 2加快 2000 国家大地坐标系推广使用 自启用 2000 国家大地坐标系，各地开展了省市级成果到 2000 国家大地坐标系的转换，根据各地转换工作进程和转换中存在的问题， 2013 年 2 月 20 日国家测绘地理信息局印发关于加快 2000 国

13、家大地坐标系推广使用的通知（国测国发 2013 11 号），重申 2000 国家大地坐标系转换的重要性，并公布了可用于转换工作的国家级成果，同时对地方测绘地理信息行政主管部门提出以下要求： 全面完成地理信息 成果转换 （一）认真梳理地理信息成果资料。各级测绘地理信息主管部门要认真梳理拥有的 GNSS 连续运行基准站、 GNSS控制点、三角点、导线点、像控点等控制成果，基础地理信息数据（库），公共平台以及其它在用基础地理信息成果，确保应实施坐标转换的内容不遗漏。 （二）加快完成省级成果转换。省级测绘地理信息主管部门要对梳理结果认真分析，加快完成省级成果向CGCS2000 转换，并做好国家级成果的

14、申领替换工作。省级成果转换工作应在 2014 年底前完成。已经完成转换工作的，应尽快向国家测绘地理信息局申请质量监督检查。 省级 1:1 万基础地理信息数据库转换可与省级基础地理信息数据库整合升级工作结合开展，在整合升级工作中使用CGCS2000。 （三）推动市、县完成成果转换。省级测绘地理信息主管部门要加强对市、县的技术支持与监督管理，帮助有困难的市、县完成成果的转换。市、县级测绘地理信息主管部门要结合数字城市地理空间框架建设，将相对独立的平面坐标系统转换为 CGCS2000 椭球下的坐标系统，同时完成正在使用的地理信息成果的坐标转换。成果转换工作应在 2014 年底前完成。 做好成果检验与

15、应用 （一）加强成果质量监管。为确保转换成果的质量，保证控制成果的一致性，地方各级测绘地理信息主管部门要加强对转换成果质量的监督检查，对本级提供的成果承担质量责任。下一级测绘地理信息主管部门完成转换工作后，应向上一级测绘地理信息主管部门报告，经上一级测绘地理信息主管部门质量监督检查合格后，方可向社会发布。 （二）强化新成果应用。地方各级测绘地理信息主管部门要及时向社会发布新成果，为其坐标转换提供数据支撑。同时，要强力推动新成果的使用，对测绘地理信息系统新开工项目，一律使用新坐标系统；对各部门涉及测绘地理信息活动的新开工项目，要推荐使用新坐标系统。 工作要求 （一）加强组织领导。省级测绘地理信息

16、主管部门要加强本地区推广使用工作的组织实施和督促检查，制定详细的工作方案，明确本地区下一阶段的目标任务、时间安排、工作措施、具体要求等，并于 2013 年 5 月前将工作方案报国家测绘地理信息局备案，国家测绘地理信息局将在 2013 年适时开展监督检查。 （二）加强人员培训。省级测绘地理信息主管部门要积极参加国家测绘地理信息局组织的技术培训，培养一支技术能力强、能承担此项工作的队伍。各地也要开展针对市县级测绘地理信息部门、行业部门以及测绘资质单位的技术培训，提高专业人员的技术水平 ，为 CGCS2000 推广使用提供人才支撑。 （三）广泛宣传引导。各级测绘地理信息主管部门要加大宣传力度，通过各种途径，大力宣传使用 CGCS2000 的先进性和必要性、国家政策和要求，及时通报工作进展，提高各方面认识。要重视对测绘资质单位的宣传，使其在测绘生产中自觉地使用新坐标系。 3.基本概念 3坐标系与坐标框架 坐标系是定义坐标如何实现的一套理论方法。包括定义原点、基本平面和坐标轴的指向，同时还包括基本的数学和物理模型。