CGCS2000

CGCS2000是2000国家大地坐标系，属于地心大地坐标系统。

定义

CGCS2000是(中国)2000国家大地坐标系的缩写，该坐标系是通过中国GPS 连续运行基准站、 空间大地控制网以及天文大地网与空间地网联合平差建立的地心大地坐标系统。2000(中国)国家大地坐标系以ITRF 97 参考框架为基准, 参考框架历元为2000.0。

2000国家大地坐标系的大地测量基本常数分别为:

长半轴 a = 6 378 137 m;

地球引力常数 GM =3.986004418×10ms;

扁率f = 1/ 298. 257 222 101;

地球自转角速度X =7.292115×10rad s

来源

20世纪50年代，为满足测绘工作的迫切需要 ，中国采用 了1954年北京坐标系。1954年之后，随着天文大地网布设任务的完成，通过天文大地网整体平差，于20世纪80年代初中国又建立了1980西安坐标系。1954北京坐标系和1980西安坐标系在中国的经济建设和国防建设中发挥了巨大作用。

随着情况的变化和时间的推移，上述两个以经典测量技术为基础的局部大地坐标系，已经不能适应科学技术特别是空间技术发展，不能适应中国经济建设和国防建设需要。中国大地坐标系的更新换代，是经济建设、国防建设、社会发展和科技发展的客观需要。

以地球质量中心为原点的地心大地坐标系，是21世纪空间时代全球通用的基本大地坐标系。以空间技术为基础的地心大地坐标系，是中国新一代大地坐标系的适宜选择。地心大地坐标系可以满足大地测量、地球物理、天文、导航和航天应用以及经济、社会发展的广泛需求。历经多年，中国测绘、地震部门和科学院有关单位为建立中国新一代大地坐标系作了大量基础性工作，20世纪末先后建成全国 GPS一、二级网，国家GPS A、B级网，中国地壳运动观测网络和许多地壳形变网，为地心大地坐标系的实现奠定了较好的基础。中国大地坐标系更新换代的条件也已具备。中国新一代大地坐标系建立的基本原则是:

1)坐标系应尽可能对准 ITRF(国际地球参考框架);

2)坐标系应由空间大地网在某参考历元的坐标和速度体现;

3)参考椭球的定义参数选用长半轴、扁率、地球地心引力常数和地球角速度，其参数值采用 IUGG (国际大地测量与地球物理联合会)或 IERS(国际地球旋转与参考系服务局)的采用值或推荐值。

2000中国大地坐标系(China Geodetic Coordinate System 2000，CGCS2000)，中国人又称之为2000国家大地坐标系，是中国新一代大地坐标系，21世纪初已在中国正式实施。

2000中国大地坐标系的定义和实现，参考椭球的定义常数和导出常数以及相关的正常重力公式，坐标系的几点说明如下。

2000中国大地坐标系符合 ITRS(国际地球参考系统)的如下定义:

1)原点在包括海洋和大气的整个地球的质量中心 ;

CGCS2000定义的示意图

2)长度单位为米(sI)。这一尺度同地心局部框架的TCG(地心坐标时)时间坐标一致;

3)定向在1984.0时与 BIH(国际时间局)的定向一致;

4)定向随时间的演变由整个地球的水平构造运动无净旋转条件保证。

以上定义对应一个直角坐标系，它的原点和轴定义如下:

1)原点 :地球的质量中心;

2)Z轴:指向IERS参考极方向;

3) X轴:IERS参考子午面与通过原点且同z 轴正交的赤道面的交线;

4)Y轴:完成右手地心地固直角坐标系。

CGCS2000的参考椭球为一等位旋转椭球。等位椭球(或水准椭球)定义为其椭球面是一等位面的椭球。CGCS2000的参考椭球的几何中心与坐标系的原点重合，旋转轴与坐标系的z轴一致。参考椭球既是几何应用的参考面，又是地球表面上及空间正常重力场的参考面。

等位旋转椭球由4个独立常数定义----CGCS2000参考椭球的定义常数是 :

长半轴a=6378137.0 m;

扁率f=1/298.257 222 101;

地球的地心引力常数 (包含大气层)GM = 3 986 004.418×E ms:

地球角速度w=7 292 115.0×E rad S。

区别对比

与WGS-84对比

CGCS2000的定义与WGS84实质一样。采用的参考椭球非常接近。扁率差异引起椭球面上的纬度和高度变化最大达0.1mm。当前测量精度范围内，可以忽略这点差异。可以说两者相容至cm级水平，但若一点的坐标精度达不到cm水平，则不认为CGCS2000和WGS84的坐标是相容的。

与54、80对比

CGCS2000和1954或1980坐标系，在定义和实现上有根本区别。局部坐标和地心坐标之间的变换是不可避免的。坐标变换通过联合平差来实现，而一边通过一定变换模型来实现。当采用模型变换时，变换模型的选择应依据精度要求而定。对于高精度(好于0.5m)要求，可采用最小曲率法或其他方法的格网模型，对于中等精度(0.5~5m)要求，可采用七参数模型，对于低精度(5~10m)要求，可采用四参数或者三参数模型。