摘要
CGCS2000和1954或1980坐標(biāo)系，在定義和實(shí)現(xiàn)上有根本區(qū)別。局部坐標(biāo)和地心坐標(biāo)之間的變換是不可避免的。坐標(biāo)變換通過(guò)聯(lián)合平差來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)采用模型變換時(shí)，變換模型的選擇應(yīng)依據(jù)精度要求而定。
CGCS2000是中國(guó)2000國(guó)家大地坐標(biāo)系的縮寫(xiě)，該坐標(biāo)系是通過(guò)中國(guó)GNSS 連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站、 空間大地控制網(wǎng)以及天文大地網(wǎng)聯(lián)合平差建立的地心大地坐標(biāo)系統(tǒng)。2000國(guó)家大地坐標(biāo)系以ITRF 97 參考框架為基準(zhǔn)， 參考框架歷元為2000.0。
CGCS2000坐標(biāo)系原點(diǎn)和軸定義如下：原點(diǎn)為地球的質(zhì)量中心；Z軸指向IERS參考極方向；X軸為IERS參考子午面與通過(guò)原點(diǎn)且同Z軸正交的赤道面的交線；Y軸完成右手地心地固直角坐標(biāo)系。
2000國(guó)家大地坐標(biāo)系的大地測(cè)量基本常數(shù)分別為: 長(zhǎng)半軸 a = 6 378 137 m; 地球引力常數(shù) GM =3.986004418×1014m3s-2; 扁率f = 1/ 298. 257 222 101;地球自轉(zhuǎn)角速度X =7.292115×10-5rad s-1
與WGS84區(qū)別
CGCS2000的定義與WGS84實(shí)質(zhì)一樣，原點(diǎn)、尺度、定向均相同，都屬于地心地固坐標(biāo)系。采用的參考橢球非常接近。扁率差異引起橢球面上的緯度和高度變化最大達(dá)0.1mm。當(dāng)前測(cè)量精度范圍內(nèi)，兩者相容至cm級(jí)水平。
CGCS2000坐標(biāo)是2000.0歷元的瞬時(shí)坐標(biāo)，而WGS84坐標(biāo)是觀測(cè)歷元的動(dòng)態(tài)坐標(biāo)，兩者都基于ITRF框架，可通過(guò)歷元、框架轉(zhuǎn)換進(jìn)行換算。同樣的點(diǎn)位及觀測(cè)精度，GNSS接收機(jī)獲取的WGS84坐標(biāo)及CGCS2000坐標(biāo)并不是只有厘米級(jí)的差異，而是因框架、歷元差異產(chǎn)生的分米級(jí)的坐標(biāo)差。歷元?dú)w算到2000.0的WGS坐標(biāo)，可以作為CGCS2000坐標(biāo)使用。
WGS84坐標(biāo)系由26個(gè)全球分布的監(jiān)測(cè)站坐標(biāo)來(lái)實(shí)現(xiàn)，不同版本的WGS84對(duì)應(yīng)相應(yīng)的ITRF版本和參考?xì)v元。
與北斗坐標(biāo)系區(qū)別
北斗坐標(biāo)系和WGS84坐標(biāo)系類(lèi)似，屬于導(dǎo)航坐標(biāo)系，其坐標(biāo)是觀測(cè)歷元的動(dòng)態(tài)坐標(biāo)，與CGCS2000坐標(biāo)系有2500多個(gè)框架點(diǎn)不同，北斗坐標(biāo)系只有幾個(gè)框架點(diǎn)，其更新周期短，測(cè)量精度低，而CGCS2000屬于國(guó)家基礎(chǔ)坐標(biāo)系，更新周期往往長(zhǎng)達(dá)幾十年。但CGCS2000坐標(biāo)系與北斗坐標(biāo)系的定義、橢球是一致的。
與54系、80系區(qū)別
CGCS2000和1954或1980坐標(biāo)系，在定義和實(shí)現(xiàn)上有根本區(qū)別。局部坐標(biāo)和地心坐標(biāo)之間的變換是不可避免的。坐標(biāo)變換通過(guò)聯(lián)合平差來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)采用模型變換時(shí)，變換模型的選擇應(yīng)依據(jù)精度要求而定。
說(shuō)明：
測(cè)繪工作中采用的RTK、靜態(tài)測(cè)量等屬于相對(duì)定位，以地面已知控制點(diǎn)做起算，所以相對(duì)定位成果的歷元和框架由控制點(diǎn)坐標(biāo)的歷元和框架決定；精密單點(diǎn)定位等絕對(duì)定位是以衛(wèi)星星歷作為起算數(shù)據(jù)，而衛(wèi)星星歷是利用地面監(jiān)測(cè)站的衛(wèi)星跟蹤數(shù)據(jù)計(jì)算得到。
坐標(biāo)框架體系建設(shè)歷史及來(lái)源：20世紀(jì)50年代，為滿足測(cè)繪工作的迫切需要 ，中國(guó)采用 了1954年北京坐標(biāo)系。1954年之后，隨著天文大地網(wǎng)布設(shè)任務(wù)的完成，通過(guò)天文大地網(wǎng)整體平差，于20世紀(jì)80年代初中國(guó)又建立了1980西安坐標(biāo)系。1954北京坐標(biāo)系和1980西安坐標(biāo)系在中國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防建設(shè)中發(fā)揮了巨大作用。
隨著情況的變化和時(shí)間的推移，上述兩個(gè)以經(jīng)典測(cè)量技術(shù)為基礎(chǔ)的局部大地坐標(biāo)系，已經(jīng)不能適應(yīng)科學(xué)技術(shù)特別是空間技術(shù)發(fā)展，不能適應(yīng)中國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防建設(shè)需要。中國(guó)大地坐標(biāo)系的更新?lián)Q代，是經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國(guó)防建設(shè)、社會(huì)發(fā)展和科技發(fā)展的客觀需要。
以地球質(zhì)量中心為原點(diǎn)的地心大地坐標(biāo)系，是21世紀(jì)空間時(shí)代全球通用的基本大地坐標(biāo)系。以空間技術(shù)為基礎(chǔ)的地心大地坐標(biāo)系，是中國(guó)新一代大地坐標(biāo)系的適宜選擇。歷經(jīng)多年，中國(guó)測(cè)繪、地震部門(mén)和科學(xué)院有關(guān)單位為建立中國(guó)新一代大地坐標(biāo)系作了大量基礎(chǔ)性工作，20世紀(jì)末先后建成全國(guó) GPS一、二級(jí)網(wǎng)，國(guó)家GPS A、B級(jí)網(wǎng)，中國(guó)地殼運(yùn)動(dòng)觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)和許多地殼形變網(wǎng)，為地心大地坐標(biāo)系的實(shí)現(xiàn)奠定了較好的基礎(chǔ)。中國(guó)大地坐標(biāo)系更新?lián)Q代的條件也已具備。中國(guó)新一代大地坐標(biāo)系建立的基本原則是：
1)坐標(biāo)系應(yīng)盡可能對(duì)準(zhǔn) ITRF(國(guó)際地球參考框架)；
2)坐標(biāo)系應(yīng)由空間大地網(wǎng)在某參考?xì)v元的坐標(biāo)和速度體現(xiàn)；
3)參考橢球的定義參數(shù)選用長(zhǎng)半軸、扁率、地球地心引力常數(shù)和地球角速度，其參數(shù)值采用 IUGG (國(guó)際大地測(cè)量與地球物理聯(lián)合會(huì))或 IERS(國(guó)際地球旋轉(zhuǎn)與參考系服務(wù)局)的采用值或推薦值。
