浅谈2000 国家大地坐标系的启用
来源：《地球》 , 2016 (6)
作者：山东省第七地质勘查院尚建奎
[摘要]本文主要说明了我国现有大地坐标系的不足和2000 大地坐标系的优势，启用2000大地坐标系的必要性。
[关键词]2000大地坐标系地心坐标系2000国家GPS大地控制网
0、 引言
为了迎接21 世纪经济的持续发展，为信息化社会发展提供一个基础地理平台，为了更科学的描述动态的地球，特别是随着全球定位系统等空间大地测量技术的不断发展和完善，我国正在更新和完善大地坐标系统和坐标框架。
1、 我国现有大地坐标系
(1)过去建立坐标系主要着眼于测图目的，因此,参心(局部)坐标系是合适的,因为参考椭球与地区大地水准面拟合最佳,从而使地图变形最小。随着大地测量的发展,大地坐标系应用的深度和广度已今非昔比,建立坐标系已不再仅着眼于测图,而更多地着眼于工程控制、地球物理勘探、地震形变监测、地学研究、对地观测、陆海空导航以及航天等多种应用。地心坐标系适用于上面提到的各种应用,而参心(局部)坐标系的一些应用受到限制。就坐标系的轴向、尺度与参考椭球形状大小而言, 相对现代大地基准1954 年北京坐标系和1980 西安坐标系都存在一定偏差。一个先进的大地坐标系至少应具有以下4 个特点：①地心系;②三维性;③定义符合IERS 协议;④高精度。此外，一个先进的大地坐标系还应当兼顾尽可能多的科学目的和实际应用的要求。显然,1954 年北京坐标系与1980 年西安坐标系已难以称得上现代大地基准了。
(2)1954 年北京坐标系和1980 西安坐标系是由大批天文大地点的坐标具体体现的。天文大地网的完整性和完好性决定了大地坐标系的可用性。在过去的半个世纪中,由于自然和人为的原因,天文大地网遭到了严重破坏,其完整性仅表现在纸面上,在物理上已是支离破碎了。因此,国家大地坐标系的实际可用性已经大打折扣。当今已进入空间大地测量时代,空间大地网正在成为大地网的主要形式,GPS已成为主要的定位和测量手段。布设空间大地网通常是以高等级GPS 点为基础, 因为GPS 相对定位的起始点坐标必须是地心坐标,而不是参心(局部)坐标。
(3)我国现有的国家坐标系已经失去了先进性,并正在失去实用性。1954年北京坐标系和1980 西安坐标系,尽管在其定义和实现上有所区别,但是它们均以同一个天文大地网为基础,存在参心(局部)坐标系共同的固有缺陷。应用现代空间技术进行地形图测绘和定位，可以大幅度提高点位表达的准确性，并且可以快速获取精确的三维地心坐标;可以提高测量精度和工作效率。
2、 采用地心坐标系的优势
(1)在当今空间大地测量时代,空间技术的应用越来越广。空间技术通常使用地心坐标系,这有助于充分享用空间技术的成果。比如,进行卫星定位时，容易得到精确的起始坐标;而进行卫星导航时，会有地心坐标系的地形图与之匹配,避免因坐标系不一致而导致的问题。
(2)航天器的发射、轨道计算、轨道测控应在地心坐标系内进行。同样,远程武器发射、制导、弹道测量也要求在地心坐标系内操作。使用地心坐标系有助于航天技术与武器应用的发展。
(3)地心坐标系是大地测量发展的结果。大地坐标系是大地测量的基础,采用地心坐标系必将反过来又推动大地测量乃至整个测绘科技的发展。
(4)高精度的地心坐标系是构建国家地理空间数据基础设施、在不同尺度监测地壳运动、监测海平面变化的参考框架。采用地心坐标系有利于地球空间信息产业及地球动力学、地球物理学和地震学的研究。
(5)地心坐标系是卫星导航的基本坐标系,使用地心坐标系将推动卫星导航产业,进而推动陆地、海洋和空中交通运输业的发展。
(6)使用地心坐标系有利于统一世界大地坐标系,有利于我国大地坐标系与国际接轨,进而有利于我国参与经济全球化及国际竞争。
3、启用国家2000 大地坐标系的影响及应对策略
3.1 影响
(1)旧坐标系下的大地点成果。
(2)旧坐标系下的地形图、海图、航空图和地籍图等。
(3)地方坐标系的成果(控制点坐标和地形图)。
(4)已建成的地理空间数据基础设施和地理信息系统。
3.2 对策
(1)实施空间网与地面联合平差，将各等级大地网点严密纳入国家2000 大地坐标系，没有条件进行联合平差的大地网点，通过精密坐标转换将其改算到国家2000 大地坐标系。
(2)精确求定1954 北京坐标系、1980 西安坐标系及各地方坐标系到国家2000 大地坐标系的转换参数。
(3)对已出版的旧坐标系下的纸质地形图、海图、航空图和地籍图，采用适当的方式改正到国家2000 大地坐标系。
(4)对数字化的地形图、海图、航空图和地籍图和各种数据库采用软件进行坐标系变换。
4、结束语
国家信息现代化服务需要统一的地心坐标系，国家2000 大地坐标系的建立与启用是国家信息现代化发展需要的，完成了由局部定位到空间全球定位的过渡，使区域性大地测量直接或间接地纳入到全球大地测量的范畴，并使参考基准从2 加1 维发展到3 维或4维成为现实。满足了在全球一体化发展的大背景下国际组织提出的跨国界洲际GIS、全球测图等计划的实施需要以全球地心系为基准的要求。
声明：勘测联合网转载本文仅限行业学习交流之用，版权、著作权归原载平台及作者所有。
---------------- 推 广 ---------------