地方坐标系向2000国家大地坐标系转换的研究与探讨

张金荣

（华北地质勘查局五一四地质大队，河北 承德 067000）

地方坐标系向2000国家大地坐标系转换的研究与探讨

张金荣

（华北地质勘查局五一四地质大队，河北 承德 067000）

针对于现阶段多种地方坐标共存的复杂局面，提出将地方坐标转换为2000国家大地坐标系的2种技术路线，并通过具体实例分析，该计算方法精度较高，实用性较好。

地方坐标系；2000国家大地坐标系；坐标转换

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.07.011

1 引言

新中国成立以来，我国使用的坐标系统主要有1954北京坐标系和1980西安坐标系，此外，部分城市为了避免高斯投影变形带来的测量精度不准问题，建立了各自的地方坐标系，导致多种坐标体系并存使用。

随着科学技术的进步，卫星定位技术的发展越来越成熟，精度也不断提高，参心大地坐标系在精度方面已不能满足当今社会测绘、定位的要求。2008年7月，国务院决定启用新的地心坐标系——2000国家大地坐标系，参心坐标系也将逐步淘汰。有基于此，对地方坐标系向2000国家大地坐标系的转换研究成为一件重要而紧迫的任务。

2 2000国家大地坐标系的定义方法

200 0国家大地坐标系（CGCS2000）以包含整个海洋和大气在内的地球质量中心为定义原点，是一种地心坐标系，其X轴从原点出发，指向格林尼治参考子午线与地球赤道面的交点，Z轴方向是从原点出发，指向历元2000.0的地球参考极方向。Y轴与X轴、Z轴构成右手正交坐标系。2000国家大地坐标系采用的地球椭球形参数如下：

1）长半轴a=6378137m；

2）扁率f=1/298.257222101；

3）地心引力常数：GM=7.292115×1014m3/s2；

4）自转角速度：ω=7.292115×10-5rad/s。

3 地方坐标系向2000国家大地坐标系转换方法研究

3.1 地方坐标系到2000国家大地坐标系转换的技术路线

考虑到现实中多种地方坐标系共存情况，为此提出两种坐标系转换的技术路线：

1）使用2000地方坐标系作为进行转换的过渡坐标系，在此基础上完成地方坐标系向2000国家大地坐标系的转换，其技术思路见图1。

图1 第一种技术路线图

该技术路主要运用的是重合点上的2000国家大地坐标系，将国家坐标系按照地方坐标系的方式建立，以作为中间坐标系，再通过重合点的坐标和数学模型处理，将地方坐标系转换为2000地方坐标，根据变换关系就可以完成向2000国家大地坐标系的转换。

2）第二种技术路线利用参心坐标系作为过渡（见图2）。

图2 第二种技术路线图

采用该种技术路线首先利用逆变换方式把地方坐标还原成参心坐标，然后利用重合点坐标和数学模型将参心坐标进行转换，可以得到2000国家大地坐标系对应坐标。这里所指的参心坐标为地方坐标变换形成的1954年北京坐标系坐标或1980西安坐标系坐标。

3.2 精度估算

3.2.1 转换坐标精度计算

大量研究表明，通过设立合理外部检验点，可以验证坐标转换的精度，这种方法的大体思路为：将不参加转换的部分重合点筛检出来，作为外部检验点，用于检测控制点坐标是否符合精度。进行外部检验点的设置时，所依据的原则与重合点的选择原则类似，要求设置的外检点必须达到一定数量，并且均匀分布在转换区域周围、内部。

3.2.2 估算转换参数的精度

通常情况下，计算转换参数的精度，可以采用对比参加转换重合点回代误差的方法。

3.3 具体算例

某城市采用克拉索夫椭球参数作为地球球体模型，建立地方坐标系，中央子午线设在城市中心，这一点与国家坐标系不一致，投影面设置在参考椭球面上。城市基础控制网有GPSB、C级点工60个，选用14个重合点，其余46个控制点都作为外部检核点。转换成2000国家大地坐标系，具体转换成果如表1所示：

由此可见：该计算方法总体误差较小，精度较高，同时，采用多项式模型进行计算能在一定程度上提高转换的精度，建议优先使用。

表1 转换结果与CGCS2000成果比较 单位：cm

4 结语

在进行地方坐标系向2000国家大地坐标系转换时，应当采用适合的方法，认真分析地方坐标系的测绘情况和重合点数量是十分必要的，然后选用适合的技术路线，进行参数选择和模型建立，优选精度较高的转换结果。

【1】朱留军,边亮.浅谈地方坐标系向CGCS2000的转换方法[J].科技视界, 2012(28):201-202.

【2】席靖智,曹智翔.浅谈地方独立坐标系测量成果向2000国家大地坐标系转换的理论与方法[J].科技信息,2011(23):188-189.

【3】李东,毛之琳.地方坐标系向2000国家大地坐标系转换方法的研究[J].测绘与空间地理信息,2010(6):202-203.

【4】欧朝敏,黄梦龙.地方坐标到2000国家大地坐标转换方法研究[J].测绘通报,2010(9):26-28.

【5】耿晓燕.地方独立坐标系向2000国家大地坐标系转换研究[D].西安：西安科技大学,2010.

图3 株洲市旧城区口袋公园规划布局图

1）石峰区共有73个口袋公园，其中，社区公园4个，街旁绿地9个，道路绿地14个，居住绿地39个，公共设施绿地1个，非城市绿地的小型开放空间6个。

2）荷塘区共有80个口袋公园，其中，社区公园2个，街旁绿地21个，道路绿地6个，居住绿地37个，公共设施绿地8个，非城市绿地的小型开放空间6个。

3）芦淞区共有54个口袋公园，其中，社区公园3个，街旁绿地9个，道路绿地8个，居住绿地26个，公共设施绿地2个，非城市绿地的小型开放空间6个。

4）天元区共有48个口袋公园，其中，社区公园2个，街旁绿地9个，居住绿地24个，道路绿地4个，公共设施绿地8个，非城市绿地的小型开放空间1个。

4.5 口袋公园近期建设实施保障

4.5.1 建设计划

近期建设时段：2015—2017年，建设任务：每年完成50个口袋公园建设，3年共完成150个口袋公园建设。

4.5.2 实施保障策略

1）完善口袋公园的管理体系。2）建立多渠道的投资体系。

5 结语

本次规划主要做了以下几方面工作：（1）对口袋公园概念的外延进行拓展；（2）提出适合布局在老城区的口袋公园的建设模式；（3）对旧城区中口袋公园进行全面彻底地调查，提出建设计划。以上的工作仅仅只是一个探索，要使老城区的口袋公园发挥更大的效应，还需要在以后的实践和理论中作进一步的总结和探讨。

【1】张文英.口袋公园——躲避城市喧嚣的绿洲[J].中国园林，2007（6）：48.

【参考文献】

【收稿日期】2016-5-10

Research and Study on Transformation from Loal Coordinate System to CGCS2000

ZHANGJin-rong
(514GeologicalBrigadeofNorthChinaGeologicalExplorationBureau,Chengde067000,China)

In the viewof the complicated situation that various local coordinates are coexistent at the present stage, two methods are outlined in this article for the transformationfromLocalCoordinateSystemtoCGCS2000,throughtheconcretecaseanalysis,itturnouttobeahighprecisionandapplicationofthismethod.

LocalCoordinateSystem;CGCS2000;coordinatetransformation

P228.4

A

1007-9467（2016）07-0019-02

2016-7-5

张金荣（1983～），男，甘肃临洮人，工程师，从事工程测量研究，（电子信箱）zjr38@163.com。