WGS-84坐标系与2000大地坐标系的区别

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2024年3月7日发(作者：)

WGS-84坐标系

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WGS-84的定义：

WGS-84椭球及其有关常数：

意义：

WGS-84的定义：

WGS-84椭球及其有关常数：

意义：

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WGS-84坐标系（World Geodetic System一1984 Coordinate System）

一种国际上采用的地心坐标系。坐标原点为地球质心，其地心空间直角坐标系的Z轴指向BIH （国际时间）1984.O定义的协议地球极（CTP)方向，X轴指向BIH 1984.0的零子午面和CTP赤道的交点，Y轴与Z轴、X轴垂直构成右手坐标系，称为1984年世界大地坐标系统。

GPS广播星历是以WGS-84坐标系为根据的

编辑本段WGS-84的定义：

原点是地球的质心，空间直角坐标系的Z轴指向BIH（1984.0）定义的地极（CTP）方向，即国际协议原点CIO，它由IAU和IUGG共同推荐。X轴指向BIH定义的零度子午面和CTP赤道的交点，Y轴和Z,X轴构成右手坐标系。WGS-84椭球采用国际大地测量与地球物理联合会第17届大会测量常数推荐值，采用的两个常用基本几何参数。

WGS-84是修正NSWC9Z-2参考系的原点和尺度变化，并旋转其参考子午面与BIH定义的零度子午面一致而得到的一个新参考系，WGS-84坐标系的原点在地球质心，Z轴指向BIH1984.0定义的协定地球极（CTP）方向，X轴指向BIH1984.0的零度子午面和CTP赤道的交点，Y轴和Z、X轴构成右手坐标系。它是一个地固坐标系。

编辑本段WGS-84椭球及其有关常数：

介绍

WGS-84采用的椭球是国际大地测量与地球物理联合会第17届大会大地测量常数推荐值，其四个基本参数

公式

长半径：a=6378137±2（m）；

地球引力和地球质量的乘积：GM=3986005×108m3s-2±0.6×108m3s-2；

正常化二阶带谐系数：C20=-484.16685×10-6±1.3×10-9；

地球重力场二阶带球谐系数：J2=108263×10-8

地球自转角速度：ω=7292115×10-11rads-1±0.150×10-11rads-1

编辑本段意义：

建立WGS-84世界大地坐标系的一个重要目的，是在世界上建立一个统一的地心坐标系。[1]

参考资料

1

《GPS定位原理及应用》

/JPKC2007/CSU/02GPSjpkch/jiao-an/

2000国家大地坐标系

目录

相关介绍

一、基本参数

二、采用2000国家大地坐标系的必要性

三、采用2000国家大地坐标系的意义

四、对国民经济的影响

五、我院应对新坐标系统的保障配套工作

这是我国当前最新的国家大地坐标系，英文名称为China Geodetic

Coordinate System 2000，英文缩写为CGCS2000。

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编辑本段相关介绍

国家大地坐标系是测制国家基本比例尺地图的基础。根据《中华人民共和国测绘法》规定，中国建立全国统一的大地坐标系统。

建国以来，中国于上世纪50年代和80年代分别建立了1954年北京坐标系和1980西安坐标系，测制了各种比例尺地形图，在国民经济、社会发展和科学研究中发挥了重要作用，限于当时的技术条件，中国大地坐标系基本上是依赖于传统技术手段实现的。54坐标系采用的是克拉索夫斯基椭球体。该椭球在计算和定位的过程中，没有采用中国的数据，该系统在中国范围内符合得不好，不能满足高精度定位以及地球科学、空间科学和战略武器发展的需要。上世纪70年代，中国大地测量工作者经过二十多年的艰巨努力，终于完成了全国一、二等天文大地网的布测。经过整体平差，采用1975年IUGG第十六届大会推荐的参考椭球参数，中国建立了1980西安坐标系，1980西安坐标系在中国经济建设、国防建设和科学研究中发挥了巨大作用。

随着社会的进步，国民经济建设、国防建设和社会发展、科学研究等对国家大地坐标系提出了新的要求，迫切需要采用原点位于地球质量中心的坐标系统（以下简称地心坐标系）作为国家大地坐标系。采用地心坐标系，有利于采用现代空间技术对坐标系进行维护和快速更新，测定高精度大地控制点三维坐标，并提高测图工作效率。

2008年3月，由国土资源部正式上报国务院《关于中国采用2000国家大地坐标系的请示》，并于2008年4月获得国务院批准。自2008年7月1日起，中国将全面启用2000国家大地坐标系，国家测绘局受权组织实施。

编辑本段一、基本参数

2000国家大地坐标系是全球地心坐标系在我国的具体体现，其原点为包括海洋和大气的整个地球的质量中心。2000国家大地坐标系采用的地球椭球参数如下：

长半轴 a＝6378137m

扁率 f＝1/298.257222101

地心引力常数 GM＝3.986004418×1014m3s-2

自转角速度 ω＝7.292l15×10-5rad s-1

编辑本段二、采用2000国家大地坐标系的必要性

现行的大地坐标系由于其成果受技术条件制约，精度偏低、无法满足新技术的要求。空间技术的发展成熟与广泛应用迫切要求国家提供高精度、地心、动态、实用、统一的大地坐标系作为各项社会经济活动的基础性保

障。从目前技术和应用方面来看，现行坐标系具有一定的局限性，已不适应发展的需要。主要表现在以下几点：

1.二维坐标系统。1980西安坐标系是经典大地测量成果的归算及其应用，它的表现形式为平面的二维坐标。用现行坐标系只能提供点位平面坐标，而且表示两点之间的距离精确度也比用现代手段测得的低10倍左右。高精度、三维与低精度、二维之间的矛盾是无法协调的。比如将卫星导航技术获得的高精度的点的三维坐标表示在现有地图上，不仅会造成点位信息的损失（三维空间信息只表示为二维平面位置），同时也将造成精度上的损失。

2.参考椭球参数。随着科学技术的发展，国际上对参考椭球的参数已进行了多次更新和改善。1980西安坐标系所采用的IAG1975椭球，其长半轴要比现在国际公认的WGS84椭球长半轴的值大3米左右，而这可能引起地表长度误差达10倍左右。

3.随着经济建设的发展和科技的进步，维持非地心坐标系下的实际点位坐标不变的难度加大，维持非地心坐标系的技术也逐步被新技术所取代。

4.椭球短半轴指向。1980西安坐标系采用指向JYD1968.0极原点，与国际上通用的地面坐标系如ITRS，或与GPS定位中采用的WGS84等椭球短轴的指向（BIH1984.0）不同。

天文大地控制网是现行坐标系的具体实现，也是国家大地基准服务于用户最根本最实际的途径。面对空间技术、信息技术及其应用技术的迅猛发展和广泛普及，在创建数字地球、数字中国的过程中，需要一个以全球参考基准框架为背景的、全国统一的、协调一致的坐标系统来处理国家、区域、海洋与全球化的资源、环境、社会和信息等问题。单纯采用目前参心、二维、低精度、静态的大地坐标系统和相应的基础设施作为我国现行应用的测绘基准，必然会带来愈来愈多不协调问题，产生众多矛盾，制约高新技术的应用。

若现在仍采用现行的二维、非地心的坐标系，不仅制约了地理空间信息的精确表达和各种先进的空间技术的广泛应用，无法全面满足当今气象、地震、水利、交通等部门对高精度测绘地理信息服务的要求，而且也不利于与国际上民航与海图的有效衔接，因此采用地心坐标系已势在必行。

编辑本段三、采用2000国家大地坐标系的意义

1.采用2000国家大地坐标系具有科学意义，随着经济发展和社会的进步，我国航天、海洋、地震、气象、水利、建设、规划、地质调查、国土资源管理等领域的科学研究需要一个以全球参考基准为背景的、全国统一的、协调一致的坐标系统，来处理国家、区域、海洋与全球化的资源、环境、社会和信息等问题，需要采用定义更加科学、原点位于地球质量中心的三维国家大地坐标系。

2.采用2000国家大地坐标系可对国民经济建设、社会发展产生巨大的社会效益。采用2000国家大地坐标系，有利于应用于防灾减灾、公共应急与预警系统的建设和维护。

3.采用2000国家大地坐标系将进一步促进遥感技术在我国的广泛应用，发挥其在资源和生态环境动态监测方面的作用。比如汶川大地震发生后，以国内外遥感卫星等科学手段为抗震救灾分析及救援提供了大量的基础信息，显示出科技抗震救灾的威力，而这些遥感卫星资料都是基于地心坐标系。

4.采用2000国家大地坐标系也是保障交通运输、航海等安全的需要。车载、船载实时定位获取的精确的三维坐标，能够准确地反映其精确地理位置，配以导航地图，可以实时确定位置、选择最佳路径、避让障碍，保障交通安全。随着我国航空运营能力的不断提高和港口吞吐量的迅速增加，采用2000国家大地坐标系可保障航空和航海的安全。

5.卫星导航技术与通信、遥感和电子消费产品不断融合，将会创造出更多新产品和新服务，市场前景更为看好。现已有相当一批企业介入到相关制造及运营服务业，并可望在近期形成较大规模的新兴高技术产业。卫星导航系统与GIS的结合使得计算机信息为基础的智能导航技术，如车载GPS导航系统和移动目标定位系统应运而生。移动手持设备如移动电话和PDA已经有了非常广泛的使用。

编辑本段四、对国民经济的影响

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；可广泛地应用于数字农业、数字林业，智能交通（车辆的导航、调度与监控），以及民航（飞机的导航、调度与监控）、海事（船舶的导航、调度与监控）、水利（数字黄河和数字长江）、渔政部门、城市物流（城市精细管理中的基于位置服务）、突发事故预警与快速响应系统、通信供电网络维护系统、旅游、科学考察与探险等。

编辑本段五、我院应对新坐标系统的保障配套工作

根据国家测绘局的要求，建立、使用和转换2000国家大地坐标系成果，将是我院今后测绘工作中长期遇到的问题。我省目前正在进行2000国家大地坐标系省级控制点的解算工作，不久将可提供使用。在新布设的控制网中，如承德县高等级GPS控制网将计算2000国家大地坐标系成果。对于其它现有各测区坐标系统和地理信息系统，总工办将根据具体情况协助进行坐标系转换、衔接的过渡工作。

我的理解，这两个坐标系对椭球基本参数的定义基本一致，两坐标系的转换应该可以直接用经纬差来表示，请高手帮助分析下是否如此？两坐标系的差值是多少？

问题补充：

附：在厘米级精度要求下是否两坐标可互换？

173699782suning117suning117CGCS2000(2000国010

最佳答案

根据2000 国家大地坐标系(CGCS 2000) 的定义及其所定义的4 个基本椭球常数,推导CGCS 2000 椭球的主要几何和物理参数,比较这些参数与GRS 80 和WGS 84

椭球相应参数之间的差异,给出CGCS 2000 椭球与GRS 80 及WGS 84 椭球定义的正常重力值的差异, 并分析在CGCS 2000 及WGS 84 系下同一点坐标的差异。研究表明:CGCS 2000椭球上的正常重力值与GRS 80 ,WGS 84 椭球上的正常重力值的差值分别约为- 143. 54 ×10 - 8 m/ s2 和0. 02×10 - 8 m/ s2 。同一点在CGCS 2000 与GRS 80 和WGS 84 下经度相同,纬度的最大差值分别为8. 26

×10 - 11″(相当于2. 5 ×10 - 6 mm) 和3. 6 ×10 - 6″(相当于0. 11 mm) 。这里主要是指椭球参数的不同而引起的同一点经纬度的差异,给定点位在某一框架和某一历元下的空间直角坐标,投影到CGCS 2000 椭球和WGS 84 椭球上所得的纬度的最大差异相当于0. 11 mm。

本文标签： 坐标系大地国家采用坐标