CGCS2000

CGCS2000是2000國家大地坐標系，屬於地心大地坐標系統，該系統以ITRF 97 參考框架為基準， 參考框架曆元為2000.0。

基本介紹

• 中文名：CGCS2000
• 外文名：China Geodetic Coordinate System 2000
• 隸屬：大地坐標系統
• 參考框架：ITRF 97
• 扁率：1/ 298. 257 222 101
• 參考框架曆元：2000.0
• 長半軸：6 378 137 m
• 啟用時間：2008年7月1日

定義

CGCS2000是（中國）2000國家大地坐標系的縮寫，該坐標系是通過中國GPS 連續運行基準站、 空間大地控制網以及天文大地網與空間地網聯合平差建立的地心大地坐標系統。2000（中國）國家大地坐標系以ITRF 97 參考框架為基準, 參考框架曆元為2000.0。

2000國家大地坐標系的大地測量基本常數分別為:

長半軸 a = 6 378 137 m;

地球引力常數 GM =3.986004418×10¹⁴m³s^-2;

扁率f = 1/ 298. 257 222 101;

地球自轉角速度X =7.292115×10^-5rad s^-1

來源

20世紀50年代，為滿足測繪工作的迫切需要 ，中國採用 了1954年北京坐標系。1954年之後，隨著天文大地網布設任務的完成，通過天文大地網整體平差，於20世紀80年代國中國又建立了1980西安坐標系。1954北京坐標系和1980西安坐標系在中國的經濟建設和國防建設中發揮了巨大作用。

隨著情況的變化和時間的推移，上述兩個以經典測量技術為基礎的局部大地坐標系，已經不能適應科學技術特別是空間技術發展，不能適應中國經濟建設和國防建設需要。中國大地坐標系的更新換代，是經濟建設、國防建設、社會發展和科技發展的客觀需要。

以地球質量中心為原點的地心大地坐標系，是21世紀空間時代全球通用的基本大地坐標系。以空間技術為基礎的地心大地坐標系，是中國新一代大地坐標系的適宜選擇。地心大地坐標系可以滿足大地測量、地球物理、天文、導航和航天套用以及經濟、社會發展的廣泛需求。歷經多年，中國測繪、地震部門和科學院有關單位為建立中國新一代大地坐標系作了大量基礎性工作，20世紀末先後建成全國 GPS一、二級網，國家GPS A、B級網，中國地殼運動觀測網路和許多地殼形變網，為地心大地坐標系的實現奠定了較好的基礎。中國大地坐標系更新換代的條件也已具備。中國新一代大地坐標系建立的基本原則是：

1)坐標系應儘可能對準 ITRF(國際地球參考框架)；

2)坐標系應由空間大地網在某參考曆元的坐標和速度體現；

3)參考橢球的定義參數選用長半軸、扁率、地球地心引力常數和地球角速度，其參數值採用 IUGG (國際大地測量與地球物理聯合會)或 IERS(國際地球旋轉與參考系服務局)的採用值或推薦值。

2000中國大地坐標系(China Geodetic Coordinate System 2000，CGCS2000)，中國人又稱之為2000國家大地坐標系，是中國新一代大地坐標系，21世紀初已在中國正式實施。

2000中國大地坐標系的定義和實現，參考橢球的定義常數和導出常數以及相關的正常重力公式，坐標系的幾點說明如下。

2000中國大地坐標系符合 ITRS(國際地球參考系統)的如下定義：

1)原點在包括海洋和大氣的整個地球的質量中心 ；

CGCS2000定義的示意圖

2)長度單位為米(sI)。這一尺度同地心局部框架的TCG(地心坐標時)時間坐標一致；

3)定向在1984．0時與 BIH(國際時間局)的定向一致；

4)定向隨時間的演變由整個地球的水平構造運動無淨旋轉條件保證。

以上定義對應一個直角坐標系，它的原點和軸定義如下：

1)原點 ：地球的質量中心；

2)Z軸：指向IERS參考極方向；

3) X軸：IERS參考子午面與通過原點且同z 軸正交的赤道面的交線；

4)Y軸：完成右手地心地固直角坐標系。

CGCS2000的參考橢球為一等位旋轉橢球。等位橢球(或水準橢球)定義為其橢球面是一等位面的橢球。CGCS2000的參考橢球的幾何中心與坐標系的

原點重合，旋轉軸與坐標系的z軸一致。參考橢球既是幾何套用的參考面，又是地球表面上及空間正常重力場的參考面。

等位旋轉橢球由4個獨立常數定義----CGCS2000參考橢球的定義常數是 ：

長半軸a=6378137.0 m；

扁率f=1/298．257 222 101；

地球的地心引力常數 (包含大氣層)GM = 3 986 004.418×E⁸ m³s^-2：

地球角速度w=7 292 115.0×E^-11 rad S^-1。

區別對比

與WGS-84對比

CGCS2000的定義與WGS84實質一樣。採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0.1mm。當前測量精度範圍內，可以忽略這點差異。可以說兩者相容至cm級水平，但若一點的坐標精度達不到cm水平，則不認為CGCS2000和WGS84的坐標是相容的。

與54、80對比

CGCS2000和1954或1980坐標系，在定義和實現上有根本區別。局部坐標和地心坐標之間的變換是不可避免的。坐標變換通過聯合平差來實現，而一邊通過一定變換模型來實現。當採用模型變換時，變換模型的選擇應依據精度要求而定。對於高精度（好於0.5m）要求，可採用最小曲率法或其他方法的格網模型，對於中等精度（0.5~5m）要求，可採用七參數模型，對於低精度（5~10m）要求，可採用四參數或者三參數模型。