1、2000 國家大地坐標系一、起止時間2008 年 4 月，國務院批準自 2008 年 7 月 1 日起，啟用 2000 國家大地坐標系。二、大地坐標系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 , 參考框架歷元為 2000.0 ，仍采用無潮汐系統。表示方法： 大地坐標系，是將地球模擬成一個規則的橢球，以 大地經度（ L）、大地緯度（ B）、大地高（H）來表示地球表面物體的位置。大地經度（ L）是

2、通過該點的大地子午面與起始大地子午面（通過格林尼治天文臺的子午面）之間的夾角， 規定以起始子午面起算， 向東由 0°至 180°稱為東經，向西由0°至180°稱為西經。 大地緯度（ B）是通過該點的法線與赤道面的夾角，規定由赤道面起算，由赤道面向北從 0°至 90°稱為北緯， 向南從 0°到 90°稱為南緯。 其中著名的緯線“北回歸線” 是太陽光線能夠直射在地球上最北的界線， 橫穿于綠水青山的增城境內， 其大地緯度值約為北緯 23 度 26 分。大地高（ H）則是物體到橢球表面的高度。（緯度，經度，高） =（ B,

3、L,H ） =空間立體坐標（ X,Y,Z ）分帶劃分： 在經緯度繪制圖面時， 不方便直接測量面積和長度，各類證書、 圖紙上更常見的是平面坐標值。 于是便有了地圖投影，即將物體位置從不可展平的地球表面投影到一個平面， 并保證地物空間信息在區域上的聯系與完整。 “等角橫切橢圓柱投影”，為我國常用的 地圖投影 方式。該方法由大家熟知的德國數學天才高斯于 19 世紀 20 年代提出，并在 90 年后由科學家克呂格補充完善，故又名“ 高斯 - 克呂格投影 ”。為了便于理解，我們可以把地球看做一個大西瓜，然后等分切開，再一瓣瓣展開，便可以得到平面的地圖。為了保證展開后變形不致太大，一般切為 60 份或 1

4、20 份，一份又稱為一分帶，又叫 6 度分帶和 3 度分帶。武陟常用的正是 3 度分帶，又由于其剛好在第 38 帶，故有些圖紙上的坐標值前頭會加上 38 二字（ 8 位的 Y 值）。高斯 - 克呂格投影1、分帶投影6°帶 N：我國 6°帶中央子午線的經度為69° 135°，共12 帶（ 1223），帶號為N，中央子午線的經度L0=6N-3。3°帶 n：我國共 22 帶（ 24 45），帶號為 n，中央子午線的經度 L0=3n。2、高斯平面直角坐標系中央子午線和赤道的投影都是直線，交點為坐標原點，中央子午線投影為x 軸，赤道投影為y 軸。我國的x

5、 軸都是正的， y軸最大值（赤道上6°帶）約為 330km。為了出現負的橫坐標，則在橫坐標上加上500000m，并冠以帶號。例： y=38623456.789 ，該點帶號為 38，其相對于中央子午線的橫坐標是123456.789 。特點：（ 1）中央子午線無變形；（2）無角度變形，圖形保持相似；（ 3）離中央子午線越遠，變形越大。3、變形分析高斯 - 克呂格投影是一種等角橫軸切橢圓柱投影。它是假設一個橢圓柱面與地球橢球體面橫切于某一條經線上，按照等角條件將東、西各 3°或 1.5 °經線范圍內的經緯線投影到橢圓柱面上，然后將橢圓柱面展開成平面而成的。除外的其余緯線

6、， 投影后為凸向赤道的曲線， 并以赤道為對稱軸。 經線和緯線投影后仍然保持正交。所有長度變形的線段，其長度變形比均大于1.隨遠離中央經線， 面積變形也愈大。 若采用分帶投影的方法，可使投影邊緣的變形不致過大。我國各種大、中采用了不同的高斯-克呂格投影帶。其中大于 1:1萬的地形圖采用 3°帶； 1:2.5萬至 1:50 萬的地形圖采用6°帶。投影變形： 橢球面是一個凸起的、 不可展平的曲面。 將這個曲面上的元素（距離、角度、圖形）投影到平面上，就會和原來的距離、角度、圖形呈現差異，這一差異稱為。高斯克呂格投影的變形分析： 中央經線上無變形， 滿足投影后長度比不變的條件；除中

7、央經線上長度比為 1 以外，其它任何點長度比均大于1；在同一條緯線上，離中央經線越遠則變形越大，最大值位于投影帶邊緣。 在同一條經線上， 緯度越低變形越大， 最大值位于赤道上。等角投影無角度變形，面積比為長度比的平方。長度比的等變形線平行于中央軸子午線。4、三、基本常數長半軸 a = 6378137 m;143-2;地球引力常數 GM = 3.986004418 × 10ms扁率 f = 1/298.257222101;地球自轉角速度= 7.292115 × 10-5 rad s -1 ；短半徑 b = 6356752.31414 (m)極曲率半徑 c = 6399593.

8、62586 (m)第一偏心率 e = 0.0818191910428第一偏心率平方 e2 = 0.00669438002290第二偏心率 e = 0.0820944381519第二偏心率平方 e 2= 0.006739496775481/4 子午圈的長度 Q= 10001965.7293(m)橢球平均半徑 R1= 6371008.77138(m)相同表面積的球半徑R2 = 6371007.18092(m)相同體積的球半徑R3= 6371000.78997(m)橢球的正常位 U02-2）= 62636851.7149 （ms動力形狀因子 J2 = 0.001082629832258球諧系數 J4

9、 = -0.00000237091126球諧系數 J6 = 0.00000000608347球諧系數 J8 = -0.00000000001427m2 a2 b GM = 0.00344978650678赤道正常重力值 e（伽） = 9.7803253361兩極正常重力值 p（伽） = 9.8321849379正常重力平均值 （伽） = 9.7976432224緯度 45 度的正常重力值 45° （伽） = 9.8061977695四、坐標定義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；CGCS2000定義的示意圖

10、2)為米 (sI) 。這一尺度同地心局部框架的TCG()時間坐標一致；3) 定向在 19840 時與 BIH() 的定向一致；4) 定向隨時間的演變由整個地球的水平無凈旋轉條件保證。以上定義對應一個，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。五、與 WGS-84對比CGCS2000的定義與WGS84實質一樣。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0.1mm。當前測量精度范圍內，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。六、坐標轉換大地坐標到地心直角坐標xNH co