84坐标转换为2000坐标需要几个控制点
CPM-CGCS2000模型是基于地壳运动观测网络2001—2010年跨度长达10年的观测数据，采用基准优选和变异点数据分段处理等策略，计算获得ITRF2005框架下高精度速度场，同时针对上现有的NNR-NUVEL1A、APKIM2005、PB2002等板块模型在区域适应性，基于地质构造特性及实际速度场解算结果，构建了20个二级板块运动模型，CPM-CGCS2000板块欧拉矢量及板块拟合误见表2，与上现有的几个成熟的模型相比，在整个地区，CPM-CGCS2000相较于现有模型更能反映站点的水平运动，并且精度提高了2至5倍。其转化精度优于上现有比较成熟的速度场模型，同时该模型也是《大地测量控制点坐标转换技术规范》（CH/T2014-2016）规范规定采用的模型。WGS84坐标系和CGCS2000坐标系
gcj02坐标和wgs84坐标转换 wgs84坐标系转换工具
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WGS84坐标系
WGS84坐标系属于世界大地坐标系统，由美国制图局建立。WGS84坐标系采用WGS84椭球，其4个基本椭球参数如下：长半轴a＝6378137m，扁率f＝1/298.257223563，地心引力常数GM＝3.986004418×1014m3/s2，地心自转角速度w＝7.292115×10-5rad/s。不同时期的WGS84坐标系所采用的参考框架及其参考历元已经历了4次更新，分别为：
1994年的WGS84(G730)与ITRF19在1994.0历元处一致；
1997年的WGS84(G873)与ITRF1994在1997.0历元处一致；
2002年的WGS84(G1150)与ITRF2000在2001.0历元处一致；
2012年的WGS84(G1674)与ITRF2008在2005.0历元处一致。
其中，ITRF19至ITRF2008是基于GPS、VLBI、SLR、LLR和DORIS等空间技术在不同年份建立起来的全球参考框架，也是IGS站坐标和速度场的具体体现。
CGCS2000坐标系
CGCS2000大地坐标系于2008年7月1日启用，所采用的4个基本参数如下：长半轴a＝6378137m，扁率f＝1/298.257222101，地心引力常数GM＝3.986004418×1014m3/s2，地心自转角速度w＝7.292115×10-5rad/s。CGCS2000坐标框架是利用全球47个IGS核心站的ITRF97框架的坐标和速度矢量，以2000.0历元为参考历元，结合我国GNSS观测数据所建立的参考框架。
两种坐标系的异
WGS84坐标系与CGCS2000坐标系的4个椭球基本参数中只有扁率有微小异，由此引起的坐标异约为0.1mm，在当前测量精度下可忽略。由于WGS84坐标框架经过了4次更新，不同时期WGS84坐标框架与CGCS2000坐标框架之间的异不能忽略，如2012年后的WGS84（G1674）坐标是ITRF2008框架在2005.0参考历元的坐标，与CGCS2000的别达到半米以上，必须要进行转换。
二、WGS84坐标与CGCS2000坐标的转换方法
由于观测手段的改进和观测精度的提高，ITRF参考框架也在不断精化，不同时期的ITRF框架之间存在系统性异。且因地球板块运动，各板块之间和板块内部都存在长期漫长的相对运动，引起同一框架不同历元的坐标也有异。因此，将WGS84坐标转换至CGCS2000坐标，需要进行参考框架转换和历元改正，即利用不同参考框架之间的转换参数进行参考框架转换，利用板块运动速度场模型进行历元改正。理论上，先转换参考框架再进行历元改正与先改正历元再进行参考框架转换是等价的，实际的数据处理结果也验证了这一观点。不同参考框架之间的转换参数由地球自转与参考系统服务（IERS）提供，板块运动速度场模型国内、外学者进行了大量研究，可经过比较测试后采用合适的速度场模型。由于板块运动不仅包含线性运动，也包含非线性运动，随着时间的推移非线性运动的累积误可能逐渐增大。经算例分析统计，从2000年至今近20年时间，累计误在华东区域约为1～3cm，在可接受范围内。1954年坐标系的历史：
三、WGS84与CGCS2000坐标的转换步骤
参考框架转换
IERS已发布了ITRF88-94、ITRF96-97、ITRF2000、ITRF2005和ITRF2008、ITRF2014、ITRF2020等全球参考框架。不同参考框架下的三维空间坐标可采用布尔沙模型进行相互转换，其转换公式如下：
由于当前的WGS84坐标是ITRF2008框架在2005.0历元的坐标，CGCS2000坐标是ITRF97框架在2000.0历元是坐标，因此WGS84坐标与CGCS2000坐标的框架转换是ITRF2008与ITRF97框架的转换，其历元为t－t＝5a。两个框架间的转换参数及其变化速率见表1。
表1 ITRF2008转换到ITRF97框架的转换参数及其速率
板块运动改正
地球不是一个刚体，地球板块会有漂移和形变，板块之间还有挤压、抬升、下降等运动，他们的运动趋势从长期分析是一个非线性非匀速运动，但是从局部和短期内可以把它认为是一种线性匀速运动。板块运动改正即根据板块运动速度计算测站的速度，并依据计算速度将站点坐标从某一历元归算到另一历元。
基于当前历元的观测求解得到的WGS84坐标和CGCS2000的框架历元跨度接近20年，如果没有准确的点位速度场，经上面公式改正的点位误依然可能达到分米级。常用的速度场模型如下：
NNR-NUVEL1A模型
NNR-NUVEL1A反应的是大时间尺度上板块的稳定性、刚性运动，其采用的数据在也比较少，通过NNR-NUVEL1A模型计算得到的大陆速度场残在E方向和N方向值都超过30mm/a，整体RMS也接近10mm/a，说明NNR-NUVEL1A模型只扣除了大陆速度场的部分运动趋势，因此不能完全反映大陆的整体运动。目前国外通用软件在大多采用该模型，这也是通用软件提供的CGCS2000坐标的缺陷。
CPM-CGCS2000模型
地图的经纬度是怎么获取的？
（1）CGCS2000：坐标系说到地图，不得不说坐标。
我以为，GPS获取经纬度之后，把经纬度丢给地图就可以了。但那真的是自以为。
目前国内主要有以下三种坐标系：
WGS84：为一种大地坐标系，也是目前广泛使用的GPS全球系统使用的坐标系。
GCJ02：又称火星坐标系||，是由制订的地理信息系统的坐标系统。由WGS84坐标系经加密后的坐标系。
BD09：为百度坐标系，在GCJ02坐标系基础上再次加密。其中bd09ll表示百度经纬度坐标，bd09mc表示百度墨卡托米制坐标。
非地区地图，服务坐标统一使用WGS84坐标。
百度对外接口的坐标系为BD09坐标系，并不是GPS采集的真实经纬度，在使用百度地图JaScript API服务前，需先将非百度坐标通过坐标转换接口转换成百度坐标。
通过 GPS 获取的为 WGS84，在百度地图上使用前要转换为 BD09，百度提供了相应的 api 进行坐标转换。
海图经纬度如何转换成84坐标
我找到了2008年-2009年的两篇论文，分别是魏子卿院士的《2000大地坐标系及其与WGS84的比较》和程鹏飞等著的《2000 大地坐标系椭球参数与GRS80和WGS84的比较》，然后参考论文内容尝试分析一下CGCS2000和WGS84存在多大区别GS Pro 不支持修改坐标系，在大陆地区使用 GCJ02 坐标系，在非大陆地区使用 WGS84 坐标系。如果使用不同坐标系的数据，会造成地图有偏。。海图经纬度一般使用的是WGS84坐标系，而84坐标系是一个平面直角坐标系，二者之间的转换需要通过一些算法来实现。具体方法如下：1.先将WGS84坐标系的经纬度值转换为空间直角坐标系的XYZ值；2.利用空间直角坐标系XYZ值和84坐标系原点之间的转换矩阵，将XYZ值转换至84坐标系下的空间直角坐标系XYZ'坐标；3.将XYZ'坐标转换为84坐标系下的平面直角坐标系中的x,y坐标即可。
无人机坐标系，大疆智图坐标系？
|1/298.257GCJ02 坐标系：即火星坐标系，是由制订的地理信息系统的坐标系统，是由 WGS84 坐标系经加密后的坐标系。
Google Earth 是使用 WGS84 坐标系。85高程基准其实也是黄海高程基准，只不过老的叫“1956年黄海高程系统”，新的叫“1985高程基准”，新的比旧的低0.029m
XY坐标如何转换为经纬度坐标
偏心率平方 e2＝0.00669437999013将XY坐标转换为经纬度坐标需要一个投影变换，因为XY坐标通常是在一个平面坐标系上定义的，而经纬度坐标则是在球面上定义的。投影变换的具体过程因投影方式的不同而异。常用的投影方式有Lambert投影、Mercator投影、UTM投影等。具体步骤如下：
采用各地区建成的CORS系统或千寻位置服务的“千寻知寸—FindCM”高级定位服务，或联测已有CGCS2000控制点进行联合平，可直接求得CGCS2000坐标；但受到CORS或千寻的服务区域，或者CGCS2000控制点的限制。由于GNSS精密点定位不需要联测任何控制点就能获取的WGS84坐标，本文研究如何将观测的WGS84坐标直接转换为CGCS2000坐标的转换方法。1. 确定坐标系类型，如WGS84、GCJ02、BD09等。
2. 确定坐标原点，通常是某个地理位置的经纬度坐标。
3. 确定投影方式，如平面直角坐标系、高斯投影、UTM投影等。
4. 选择合适的转换算法，如高斯-克吕格反算法、三参数、七参数等。
如何wgs84与当地坐标之间的转换参数
ITRF框架之间转换，历元不同对转换坐标的影响远远大于框架转换系数的影响，这是因为板块运动导致测站的位置变化，累计到当前已达到分米级。板块运动改正的关键是利用合适的板块运动模型计算出测站所在位置的板块运动速度，若基于欧拉矢量方式（有些学者经平计算后给出的板块速度是空间直角三维坐标的变化速度）表示板块运动模型，则测站速度计算公式为：转换方法：
GIS中的坐标系定义是GIS系统的基础，正确定义GIS系统的坐标系非常重要。GIS中的坐标系定义由基准面和地图投影两组参数确定，而基准面的定义则由特定椭球体及其对应的转换参数确定，因此欲正确定义GIS系统坐具体的转换方法因坐标系类型和投影方式不同而有所异，建议使用专业的地理信息系统软件或在线转换工具进行转换。标系，首先必须弄清地球椭球体(Ellipsoid)、大地基准面(Datum)及地图投影(Projection)三者的基本概念及它们之间的关系。
基准面是利用特定椭球体对特定地区地球表面的逼近，因此每个或地区均有各自的基准面，我们通常称谓的54坐标系、西安80坐标系实际上指的是我国的两个大地基准面。我国参照从1953年起采用克拉索夫斯基(Krassovsky)椭球体建立了我国的54坐标系，1978年采用大地测量协会的1975地球椭球体建立了我国新的大地坐标系--西安80坐标系，目前大地测量基本上仍以54坐标系作为参照，54与西安80坐标之间的转换可查阅公布的对照表。 WGS1984基准面采用WGS84椭球体，它是一地心坐标系，即以地心作为椭球体中心，目前GPS测量数据多以WGS1984为基准。
基于公共点点位信息可以反解两空间直角坐标系间的坐标转换参数.利用点位信息对平移、旋转和缩放参数的贡献特性进行分解,首先利用坐标重心化分离平移参数,其次对重心化后的点位分别解算尺度因子和旋转矩阵,从理论上解析了坐标转换参数之间的相关性.同时也指出了其它非点位信息在转换参数解算中的贡献分析和使用方法.
GPS 坐标系
在经线上，投影面与地球完全密合，因此图形没有变形；由经线往东西两侧延伸，地表图形会被逐渐放大，变形也会越来越。说完GPS位置信息接下来说下坐标系。目前主要有三种地理坐标系，如下：
O是椭球中心，NS为旋转轴，a为长半轴b为短半轴。2、GCJ02坐标系：即火星坐标系，国测局坐标系。是由制定。由WGS84坐标系经加密后的坐标系。谷歌和搜搜采用的GCJ02地理坐标系。
3、BD09坐标系：百度坐标系，GCJ02坐标系经加密后的坐标系。
1、54坐标系(BJZ54)
54坐标系为参心大地坐标系，大地上的一点可用经度L54、纬度M54和大地高H54定位，它是以克拉索夫斯基椭球为基础，经局部平后产生的坐标系。
新成立以后，我国大地测量进入了全面发展时期，再全国范围内开展了正规的，全面的大地测量和测图工作，迫切需要建立一个参心大地坐标系。由于当时的“一边倒”趋向，故我国采用了的克拉索夫斯基椭球参数，并与1942年坐标系进行联测，通过计算建立了我国大地坐标系，定名为1954年坐标系。因此，1954年坐标系可以认为是1942年坐标系的延伸。它的原点不在而是在的普尔科沃。
54坐标系，属三心坐标系，长轴6378245m，短轴6356863，扁率1/298.3；
2、西安80坐标系
1978年4月在西安召开全国天文大地网平会议，确定重新定位，建立我国新的坐标系。为此有了1980年大地坐标系。1980年大地坐标系采用地球椭球基本参数为1975年大地测量与地球物理联合会第十六届大会的数据，即IAG 75地球椭球体。该坐标系的大地原点设在我国中部的陕西省泾阳县永乐镇，位于西安市西北方向约60公里，故称1980年西安坐标系，又简称西安大地原点。基准面采用青岛大港验潮站1952－1979年确定的黄海平均海水面（即1985高程基准）。
西安80坐标系，属三心坐标系，长轴6378140m，短轴6356755，扁率1/298.25722101
WGS－84坐标系（World Geodetic System）是一种上采用的地心坐标系。坐标原点为地球质心，其地心空间直角坐标系的Z轴指向时间局（BIH）1984.0定义的协议地极（CTP）方向，X轴指向BIH1984.0的协议子午面和CTP赤道的交点，Y轴与Z轴、X轴垂直构成右手坐标系，称为1984年世界大地坐标系。这是一个协议地球参考系统（ITRS），是目前上统一采用的大地坐标系。GPS广播星历是以WGS-84坐标系为根据的。
WGS84坐标系，长轴6378137.000m，短轴6356752.314，扁率1/298.257223563。
由于采用的椭球基准不一样，并且由于投影的局限性，使的全国各地并不存在一至的转换参数。对于这种转换由于量较大，有条件的话，一般都采用GPS联测已知点，应用GPS软件自动完成坐标的转换。当然若条件不许可，且有足够的重合点，也可以进行人工解算。
我国常用高程系
“1956年黄海高程系”，是在1956年确定的。它是根据青岛验潮站1950年到1956年的黄海验潮资料，求出该站验潮井里横按铜丝的高度为3.61 米，所以就确定这个钢丝以下3.61米处为黄海平均海水面。从这个平均海水面起，于1956年推算出青岛水准原点的高程为72.289米。
我国于1956年规定以黄海(青岛)的多年平均海平面作为统一基面，为个高程系统，从而结束了过去高程系统繁杂的局面。但由于计算这个基面所依据的青岛验潮站的资料系列（1950年～1956年）较短等原因，测绘主管部门决定重新计算黄海平均海面，以青岛验潮站1952年～1979年的潮汐观测资料为计算依据，并用精密水准测量接测位于青岛的中华水准原点，得出1985年高程基准高程和1956年黄海高程的关系为： 1985年高程基准高程=1956年黄海高程-0.029m。1985年高程基准已于1987年5月开始启用，1956年黄海高程系同时废止。
各高程系统之间的关系：
85高程基准（的黄海高程）：56高程基准-0.029
吴淞高程系统：56高程基准+1.688
珠江高程系统：56高程基准-0.586
我国目前通用的高程基准是：85高程基准
1、椭球体
GIS中的坐标系定义由基准面和地图投影两组参数确定，而基准面的定义则由特定椭球体及其对应的转换参数确定。
基准面是利用特定椭球体对特定地区地球表面的逼近，因此每个或地区均有各自的基准面。基准面是在椭球体基础上建立的，椭球体可以对应多个基准面，而基准面只能对应一个椭球体。
椭球体的几何定：
子午圈：包含旋转轴的平面与椭球面相截所得的椭圆。
纬圈：垂直于旋转轴的平面与椭球面相截所得的圆，也叫平行圈。
赤道：通过椭球中心的平行圈。
基本几何参数：
几种常见的椭球体参数值
克拉索夫斯基椭球体
|1975年椭球体
|WGS-84椭球体
a|
6378245.0000000000(m)
|6378140.0000000000(m)
|6378137.0000000000(m)
b|
|6356755.2881575287(m)
|6356752.3142(m)
c|
6399698.9017827110(m)
|6399596.6519880105(m)
|6399593.6258(m)
α|
1/298.3
|1/298.257 223 563
e2
|0.006694384999588
e'2
|0.006738525414683
|0.006739501819473
|0.00673949674227
|2、地图投影
地球是一个球体，球面上的位置是以经纬度来表示，我们把它称为“球面坐标系统”或“地理坐标系统”。在球面上计算角度距离十分麻烦，而且地图是印刷在平面纸张上，要将球面上的物体画到纸上，就必须展平，这种将球面转化为平面的过程，称为“投影”。
经由投影的过程，把球面坐标换算为平面直角坐标，便于印刷与计算角度与距离。由于球面无法百分之百展为平面而不变形，所以除了地球仪外，所有地图都有某些程度的变形，有些可保持面积不变，有些可保持方位不变，视其用途而定。
目前间普遍采用的一种投影，是即横轴墨卡托投影(Transverse Mecator Projection)，又称为高斯-克吕格投影(Gauss-Kruger Projection)，在小范围内保持形状不变，对于各种应用较为方便。我们可以想象成将一个圆柱体横躺，套在地球外面，再将地表投影到这个圆柱上，然后将圆柱体展开成平面。圆柱与地球沿南北经线方向相切，我们将这条切线称为“经线”。
为了保持投影精度在可接受范围内，每次只能取经线两侧附近地区来用，因此必须切割为许多投影带。就像将地球沿南北子午线方向，如切西瓜一般，切割为若干带状，再展成平面。目前世界各国所采用的UTM 坐标系统 (Universal Transverse Mecator Projection System)，即为横轴投影的一种。是将地球沿子午线方向，每隔 6 度切割为一带，全球共切割为 60 个投影带。
地图投影几何分类主要包括：
3、GIS中地图投影的定义
我国的基本比例尺地形图〔1:5千、1:1万、1:2.5万、1:5万、1:10万、1:25万、1:50万、1:100万〕中，大于等于50万的均采用高斯－克吕格投影〔Gauss-Kruger〕；小于50万的地形图采用正轴等角割园锥投影，又叫兰勃特投影〔Lambert Conformal Conic〕；海上小于50万的地形图多用正轴等角园柱投影，又叫墨卡托投影（Mercator），我国的GIS系统中应该采用与我国基本比例尺地形图系列一致的地图投影系统。
相应高斯-克吕格投影、兰勃特投影、墨卡托投影需要定义的坐标系参数序列如下：
高斯－克吕格：投影代号(Type)，基准面(Datum)，单位(Unit)， 经度(OriginLongitude)，原点纬度(OriginLatitude)， 比例系数(ScaleFactor)， 东伪偏移(FalseEasting)，北纬偏移(FalseNorthing)
兰勃特：投影代号(Type)，基准面(Datum)，单位(Unit)，经度(OriginLongitude)，原点纬度(OriginLatitude)， 标准纬度1(StandardParallelOne)，标准纬度2(StandardParallelTwo)， 东伪偏移(FalseEasting)，北纬偏移(FalseNorthing)
墨卡托：投影代号(Type)，基准面(Datum)，单位(Unit)， 原点经度(OriginLongitude)，原点纬度(OriginLatitude)， 标准纬度(StandardParallelOne)
高斯－克吕格投影以6度或3度分带，每一个分带构成一个的平面直角坐标网，投影带经线投影后的直线为X轴（纵轴，纬度方向），赤道投影后为Y轴（横轴，经度方向），为了防止经度方向的坐标出现负值，规定每带的经线西移500公里，即东伪偏移值为500公里，由于高斯-克吕格投影每一个投影带的坐标都是对本带坐标原点的相对值，所以各带的坐标完全相同，因此规定在横轴坐标前加上带号，如(4231898,21655933)其中21即为带号，同样所定义的东伪偏移值也需要加上带号，如21带的东伪偏移值为21500000米。如你的工作区位于21带，即经度在120度至126度范围，该带的经度为123度，采用Pulkovo 1942基准面，那么定义6度分带的高斯-克吕格投影坐标系参数为：(8，1001，7，123，0，1，21500000，0)。
4、大地坐标系
有了椭球体以及地图投影，坐标系就能确定下来了。54和西安80是我们使用最多的坐标系。我们通常称谓的54坐标系、西安80坐标系实际上使用的是我国的两个大地基准面54基准面和西安80基准面。我国参照从1953年起采用克拉索夫斯基（Krassovsky）椭球体建立了我国的54坐标系，1978年采用大地测量协会的1975地球椭球体建立了我国新的大地坐标系——西安80坐标系，目前大地测量基本上仍以54坐标系作为参照，54与西安80坐标之间的转换可查阅公布的对照表。 WGS－84坐标系采用WGS1984基准面及WGS84椭球体，它是一地心坐标系，即以地心作为椭球体中心，目前GPS测量数据多以WGS1984为基准。
54坐标系：
54坐标系为参心大地坐标系，大地上的一点可用经度L54、纬度M54和大地高H54定位，它是以格拉索夫斯基椭球为基础，经局部平后产生的坐标系，与1942年建立的以普尔科夫天文台为原点的大地坐标系统相联系，相应的椭球为克拉索夫斯基椭球。到20世纪80年代初，我国已基本完成了天文大地测量，经计算表明，54坐标系统普遍低于我国的大地水准面，平均误为29米左右。
西安80坐标系：
西安80是为了进行全国天文大地网整体平而建立的。根据椭球定位的基本原理，在建立西安80坐标系时有以下先决条件：
（1）大地原点在我国中部，具体地点是陕西省径阳县永乐镇；
（2）西安80坐标系是参心坐标系，椭球短轴Z轴平行于地球质心指向地极原点方向，大地起始子午面平行于格林尼治平均天文台子午面；X轴在大地起始子午面内与 Z轴垂直指向经度0方向；Y轴与 Z、X轴成右手坐标系；
（3）椭球参数采用IUG 1975年大会的参数，因而可得西安80椭球两个最常用的几何参数为：
长轴：6378140±5（m）
扁率：1：298.257
椭球定位时按我国范围内高程异常值平方和最小为原则求解参数。
（4）多点定位；
（5）大地高程以1956年青岛验潮站求出的黄海平均水面为基准。
WGS－84（World Geodetic System，1984年）坐标系：
是美国研制确定的大地坐标系，其坐标系的几何定义是：原点在地球质心，z轴指向 BIH 1984.0定义的协议地球极（CTP）方向，X轴指向 BIH 1984.0 的零子午面和 CTP赤道的交点。Y轴与 Z、X轴构成右手坐标系。
WGs-84椭球及有关常数：
对应于 WGS-8大地坐标系有一个WGS-84椭球，其常数采用 IUGG第17届大会大地测量常数的值。
WGS-84椭球的几何常数：
长半轴：6378137± 2（m）
扁率：1 / 298.257223563
地球引力常数（含大气层）GM＝3986005
正常化二阶带谐系数C2.0＝-484.16685×10-6
地球自转角速度 w＝7292115×10-11 rads -1
主要几何和物理常数
短半径 b＝6356752.3142m
扁率 f＝1/298.257223563
第二偏心率平方 e’2 ＝0.006739496742227
椭球正常重力位 U0＝62636860.8497m2s-2
赤道正常重力 r0＝9.9703267714ms-2
END
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如何将WGS84坐标转换成经纬度坐标
|0.00669437990131、地质学家根据最近百万年的地质学和地球物理资料，推导出板块运动的平均速度模型，目前上使用的是NNR-NUVEL1A板块运动模型，该模型将全球划分为14个板块，我国处于欧亚板块的东部。如果是三维空间坐标系的转换，涉及到 WGS84 空间直角坐标（X,Y,Z）和 大地坐标（B、L、H）的相互换算。公式如下
2、如果是二维平面坐标系的转换，涉及到WGS84 平面直角坐标（X，Y） 和 大地坐标 （B、L）的相互换算，即高斯投影正算和反算公式。
以上空间和平面坐标的换算较为复杂，需要一定的坐标系基础理论知识，使用相应的专业软件进行转换，且在转换前需要对WGS54 坐标系所采用的参考椭球参数、高斯投影的经线进行设置，才能进行坐标的转换。建议使用坐标转换软件COORD 完成坐标转换。
wgs-84坐标系和cgcs2000坐标系分别属于哪类坐标系啊？
wgs84和cgcs2000坐标系有什么区别
wanghangmb LV7
2013-05-17
满意
dishuangying
LV9
于2017-11-25
一、指代不同
1、wgs84：World Geodetic System 1984，是为GPS全球定位系统使用而建立的坐标系统。
2、cgcs2000：cgcs2000大地坐标系，是我国当前的大地坐标系。
二、特点不同
1、wgs84：坐标系的原点位于地球质心，z轴指向（时间局）BIH1984.0定义的协议地球极(CTP)方向，x轴指向BIH1984.0的零度子午面和CTP赤道的交点，y轴通过右手规则确定。
2、cgcs2000：原点为包括海洋和大气的整个地球的质量中心；2000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。
三、应用不同
1、wgs84：在测区，利用至少3个以上公共点的两套坐标列温馨提醒：出坐标转换方程，采用最小二乘原理解算出7个转换参数就可以得到转换方程。其中7个转换参数是指3个平移参数、3个旋转参数和1个尺度参数。
2、cgcs2000：具有科学意义，随着经济发展和的进步，我国航天、海洋、、气象、水利、建设、规划、地质调查、国土资源管理等领域的科学研究需要一个以全球参考基准为背景的、全国统一的、协调一致的坐标系统。
来处理、区域、海洋与全球化的资源、环境、和信息等问题，需要采用定义更加科学、原点位于地球质量中心的三维大地坐标系。
WGS84坐标系属于地心坐标系，是全球坐标系，主要表现为经纬度坐标形式。
CGCS2000是我国新一代大地坐标系，属于地心坐标系，是区域性坐标系，可以用经纬度坐标或高斯投影平面坐标表示。
很开心发现了这样一个问题，于是我抱着重拾大地测量学这一非常冷门学科的态度开启了一波拜大神文献作，尝试用比较通俗的方式去解释一个非常干货的问题。我把时间轴推向2008年，在2008年前后和2015-2018年两个检索大地测量学大家们的若干文献，以期通过CGCS2000坐标系启用之初的设想以及当前发展两个角度阐释建立和维持CGCS2000坐标系的意义。为了响应题目，本文将采用逻辑上的倒叙，即先说两种坐标系的异同，再说2000系的意义，分享一下我国坐标系的发展经历。个人学识所限，不严谨之处欢迎指正。
1、CGCS2000坐标系与WGS84坐标系的异
CGCS2000坐标系正式名称为2000大地坐标系，是以地球框架ITRF1997为参考，采用2000历元建立的区域性地心坐标系统，于2008年正式启用。WGS84为全球系统（GPS）建立的一个全球地心坐标系统，WGS84是一个动态维持的坐标系统，几经修正后当前的WGS84（G1674）与ITRF2008在历元2005.0处一致。
大地坐标系有4个主要几何参数||，两者有3个相同，分别是长半轴 [公式] ，地心引力常数 [公式] ，自转角速度 [公式] 。只有扁率f不同，CGCS2000是f=1/298.257222101，WGS84是1/298.257223563。由此看出两者之间参数定义的区别是很小的，而这一点区别到底有多影响呢，程的论文给出的一个数字是：“给定点位在某一框架和某一历元下的空间直角坐标，投影到CGCS2000椭球和WGS84椭球上所得的纬度的异相当于0.11mm。”
需要注意的是，论文中比较的WGS84应该是2002年启用的WGS84（G1150），对应ITRF2000的2001.0历元。那么不同版本的WGS84之间多少呢，这里有个参考，魏子卿院士论文中分析WGS84与ITRF2000的符合度为每分量1cm，进而分析出CGCS2000与WGS84是相容的，在坐标系实现精度范围内二者坐标是一致的。
这里有一些难整明白，补充一点个人说明。首先，WGS84和CGCS2000的初始参数都来源于GRS80椭球，而后分别于ITRF坐标框架进行了对应，因此二者在基本定义上是非常接近的；其次，ITRF不同框架间有极微小的异，这个异是可以采用7参数法进行转换的。所谓7参数是指两个大地坐标系可以通过x轴平移，y轴平移，z轴平移，x轴旋转，y轴旋转，z轴旋转，尺度比例7个参数进行转换，之前分析的每分量1cm可以近似理解为以地心为原点，椭球长半轴误不到1cm，对比一下6378137m的长半轴长度，这个误影响是非常微小的。
2、CGCS2000坐标系的意义
刚才分析了一通CGCS2000和WGS84的误小到可以忽略，那为什么还要建立CGCS2000坐标系呢？直接用人家的不就完了！这其中还是有一些问题的。我参考了陈俊勇院士2003年发表的《关于采用地心3维坐标系统的探讨》，这篇论文是CGCS2000建设前期的一篇重要论文，文中对建立CGCS2000的必要性和可行性作了探讨，结合我个人体会聊一聊这个意义。
01 概述
由于历史原因，业内普遍对WGS84坐标系存在一定程度的误解，诸多文献对WGS84坐标系的解释也比较含糊，给测绘、导航、遥感、地信等工作带来一定困扰。本文重点对CGCS2000坐标系与WGS84坐标系的关系等问题进行了较详细的总结、归纳和辨析。
02 坐标系关系
CGCS2000与WGS84关于坐标系原点、尺度、定向及定向演变的定义都是相同的。
CGCS2000坐标是2000.0历元的瞬时坐标，用于各种生产活动，强调统一性、规范性、自洽性、稳定性。
（2）WGS84：卫星导航坐标系
WGS84坐标是观测历元的动态坐标，用于导航，强调实时性、动态性。
两者用途不同，特点不同，但都统一于ITRS坐标系，都对准ITRF框架。可通过历元归算、框架转换互相转换。
CGCS2000区域子网划分法测站分布图
03 参考椭球关系
参心地固坐标系是通过参考椭球的定向、定位，先将椭球固定在地球上，然后将空间直角坐标系安放在椭球上。CGCS2000与WGS84坐标系都属于地心地固坐标系。地心地固坐标系直接将空间直角坐标系固定在地球上。坐标系的定义和参考框架的实现都与椭球无关。由于经纬度坐标使用起来更方便，因此引入一个椭球，安放在空间直角坐标系上。
（1）WGS84椭球与CGCS2000椭球都来自1980大地测量参考系统GRS80椭球，也都做了微小的改进；
（2）两个椭球仅扁率有微小异，引起同一点的坐标异小于0.105mm。
因此，在各类软件中如果没有CGCS2000坐标系选项，完全可用WGS84坐标系代替CGCS2000坐标系。在软件中选择一个坐标系，本质上就是选择了该坐标系对应的椭球的参数。
WGS84参考椭球
04 坐标实现方式
（1）CGCS2000的实现
CGCS2000通过2000GPS大地控制网0个框架点实现，对准ITRF97框架。
（2）WGS84的实现
WGS84坐标系由26个全球分布的监测站坐标来实现。不同版本的WGS84对应相应的ITRF版本和参考历元。
1）CGCS2000实现精度为3cm；
2）WGS84(1762)与ITRF符合优于1cm。
通过以上比较，一般的结论是CGCS2000和WGS84应该符合在±5cm 以内。但是应该注意：
1）这个结论指的是CGCS2000与WGS84参考框架之间的异，而不是用户的WGS84坐标之间的异。
2）这个结论不是通过联测WGS84监测站和CGCS2000框架点直接得到的，而是通过与ITRF间接比较，得到的理论异。
WGS84坐标系属于地心坐标系，是全球坐标系，主要表现为经纬度坐标形式。
CGCS2000是我国新一代大地坐标系，属于地心坐标系，是区域性坐标系，可以用经纬度坐标或高斯投影平面坐标表示。
根据2000 大地坐标系(CGCS 2000) 的定义及其所定义的4 个基本椭球常数,推导CGCS 2000 椭球的主要几何和物理参数,比较这些参数与GRS 80 和WGS 84 椭球相应参数之间的异,给出CGCS 2000 椭球与GRS 80 及WGS 84 椭球定义的正常重力值的异, 并分析在CGCS 2000 及WGS 84 系下同一点坐标的异。研究表明:CGCS 2000椭球上的正常重力值与GRS 80 ,WGS 84 椭球上的正常重力值的值分别约为- 143. 54 ×10 - 8 m/ s2 和0. 02×10 - 8 m/ s2 。同一点在CGCS 2000 与GRS 80 和WGS 84 下经度相同,纬度的值分别为8. 26 ×10 - 11″(相当于2. 5 ×10 - 6 mm) 和3. 6 ×10 - 6″(相当于0. 11 mm) 。这里主要是指椭球参数的不同而引起的同一点经纬度的异,给定点位在某一框架和某一历元下的空间直角坐标,投影到CGCS 2000 椭球和WGS 84 椭球上所得的纬度的异相当于0. 11 mm。