【技術】2000國家大地坐標系與現行坐標系關系

1.采用2000國家大地坐標系對現有地圖的影響

大地坐標系是測制地形圖的基礎，大地坐標系的改變必將引起地形圖要素產生位置變化。一般來說，局部坐標系的原點偏離地心較大(最大的接近200m)，無論是1954年北京坐標系，還是1980西安坐標系的地形圖，在采用地心坐標系后都需要進行適當改正。

計算結果表明，1954年北京坐標系改變為2000國家大地坐標系。在56°N～16°N和72°E～135°E范圍內若不考慮橢球的差異，1954年北京坐標系下的地圖轉換到2000系下圖幅平移量為：X平移量為-29～-62m，Y方向的平移量為-56～+84m。1980西安坐標系下的X平移量為-9～+43m，Y方向的平移量為+76～+119m。因此，坐標系的更換在1:25萬以大比例尺地形圖中點(含圖廓點)的地理位置的改變值已超過制圖精度，必須重新給予標記。

對于1:25萬以小地形圖，由坐標系更換引起圖廓點坐標的變化以及圖廓線長度和方位的變動在制圖精度內，可以忽略其影響,對于1:25萬比例尺地形圖，考慮到實際成圖精度，實際轉換時也無需考慮轉換。

根據實際計算表明，由于坐標系的轉換引起的各種比例尺地形圖任意兩點的長度(包括圖廓線的長度)和方位變動在制圖精度以內，可以忽略不計。也就是說，采用地心坐標系時，只移動圖幅的圖廓點，而圖廓線與原來的圖廓線平行即可，且坐標系變更不改變圖幅內任意兩地物之間的位置關系。

2.WGS84坐標系與2000國家大地坐標系的關系

在定義上，2000國家大地坐標系與WGS84是一致的，即關于坐標系原點、尺度、定向及定向演變的定義都是相同的。兩個坐標系使用的參考橢球也非常相近，唯有扁率有微小差異。而在實際點位表示時，僅考慮橢球的差異，兩者的結果是一致的，但因2000國家大地坐標系的坐標定義在2000年那一時刻，而大多數應用實際上是不同時間進行定位，因地球上的板體是在不斷運動的，不同時刻位于地球不同板塊上站點的實際位置是在變化的，已經偏離了2000年的位置。

因此不同時間定位的得到的WGS84坐標不是嚴格意義下的2000國家大地坐標系。如基于當前框架當前歷元(如2009年)坐標值與2000國家大地坐標系的相比，最大差0.6m。但對于1:1萬以小比例尺的應用，可簡單近似地認為是同一坐標系。

3.GNSS后處理定位結果與2000國家大地坐標系關系

用高精度GNSS定位軟件處理后得到的各站點坐標是與觀測時刻衛星星歷定義的基準是一樣的，衛星在不同時間段采用的是不同的ITRF框架，但不同框架最大的差異在cm量級，差異主要體現在板塊運動引起的點位變化，站點位于不同的板塊上，隨板塊一起運動，若按我國平均點運動速率為2-3cm/年，以10年計，點位相距定義時點坐標已變化了20-30cm。

因此GNSS后處理得到的站點坐標需顧及點位移動速率才能得到2000國家大地坐標系的坐標。

4.坐標系變化對圖幅點間距離的影響

不同坐標系間橢球體的變更在不同區域、不同圖幅、同一圖幅的不同位置上其產生的點位坐標變化量是不均勻，但鑒于其不均衡性相差很小，故對于1:5萬以至1:1萬地形圖數據精度而言，其圖廓邊長、圖幅內不同點間的相對距離在數據轉換后仍保持不變。

5.不同橢球變化對圖幅表示的影響

1954年北京坐標系到1980西安坐標系或2000國家大地坐標系的數據轉換在考慮坐標平移參數時，還必須進行橢球體間的變換;而1980西安坐標系到2000國家大地坐標系的轉換，其橢球體帶來的坐標位移很小，考慮到空間數據庫的實際精度、轉換誤差與數據后處理等因素，其橢球體變換過程可忽略;

空間上相同經緯度坐標點在1954年北京坐標系、1980西安坐標系及2000國家大地坐標系下具有不同的大地平面坐標(統一采用高斯投影6度分帶)。各坐標系下的地圖分幅對于空間同一實體而言位置不同，因此原標準圖廓分幅線不再具有原圖廓線性質，如1:5萬分幅數據轉換后對于其2000國家大地坐標系下的標準分幅而言，其圖幅四邊會存在兩測數據冗余、兩測數據未到邊的情況;

1954年北京坐標系下的地圖轉換到2000系下圖幅平移量為：X平移量為-29～-62m，Y方向的平移量為-56～+84m。對應1:5萬圖幅圖廓平移量X方向約1.2mm、Y方向約1.7mm，1980西安坐標系下的X平移量為-9～+43m，Y方向的平移量為+76～+119m。對應1:5萬圖幅圖廓平移量X方向約0.8mm、Y方向約2.4mm。可見不同坐標系下轉換后數據接邊與重合不容忽略;

6.CGCS2000圖更新周期

2000國家大地坐標系基本比例尺地形圖更新,主要考慮點位變化速率對點表示到圖上的影響精度是否超出了允許范圍。我國點位變化速率平均為3-4cm/年，距離2000.0歷元時間跨度不同時，對點位影響量級見下表：

對于基本比例尺地形圖圖上的實際精度主要地物點為0.4mm，次要地物點為0.7mm，對應到相應的比例尺，其實際精度為：

10年后1:500、1:1000地圖而言點位的變化已超過了制圖精度，對于注重絕對位置變化需要更新，但1:500及1:1000工程與城市建設用圖，只關心地物的相對位置而不是絕對位置，可以不更新。1:5000比例尺50年后需要更新。1:10000則90年后才需要更新。

來源：國家測繪地理信息局