3.3 新1954年北京坐标系（BJ54新）
（3）采用多点定位。但椭球面与大地水准面在 我国境内不是最佳拟合。
（4）定向明确。 （5）大地原点与GDZ80相同，但大地起算数据不同。 （6）大地高程基准采用1956年黄海高程。 （7）与BJ54旧 相比，所采用的椭球参数相同，
其定位相近，但定向不同。 （8）BJ54旧 与BJ54新 无全国统一的转换参
系统，称为2000独立坐标系。 建立方法与常用独立坐标系建立方法基本相
同。
3.7坐标系各参数比较
坐标系统
坐标系类型 椭 球
a长半轴 扁率 （米）
1954年北京坐标系 参心坐标系 克拉索夫斯基 6378245 1/298.3
1980西安坐标系
参心坐标系 IAG-75
6378140 1/298.257
3.4 WGS-84坐标系
长半径： a=6378137±2（m）；
地球引力常数： 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； J2=108263×10-8
地球自转角速度： ω=7292115×10-11rads-1±0.150×10-11rads-1
X ( N H )cos B cos L
Y ( N H )cos B sin L

Z

[N
(1
e2 )

H
]sin
B
直接算法
L arctan(Y / X )

B arctan{Z( N H ) /[ X 2 Y 2 ( N (1 e2 ) H )]}
长半轴a=6378137m，扁率f=1/298.257222101
3.6独立坐标系统
大多数建立在上个世纪五六十年代 控制网普遍采用传统的三角导线测量方法布
测 以城市或测区中心设立中央子午线，为了满
足每公里长度变形小于2.5厘米限差要求； 基于2000国家大地坐标系建立的独立坐标
ITRF 和IGS 的关系
1) IGS精密星历, 轨道约束，则测站坐标与IGS精 密星历所采用的ITRF框架一致。
2) 采用ITRF中的测站坐标, 并对测站进行约束， 则必需采用最新的参考框架并将它转换至观测 历元。
3) 如果测站框架ITRFzz比IGS星历框架ITRFyy新。 修正过程为, 在自由网或最小约束分析方案中 利用星历轨道计算;在观测历元采用近似转换 参数将测站坐标从ITRFyy转换至ITRFzz; 在 ITRFzz 中加测站约束;
ITRF 和IGS 的关系
４) 如果采用GPS广播星历（WGS84）, 则测 站坐标同任一ITRFyy的一致性在1米以内, 利用精化了的WGS84(G1150)星历, 则两者的 一致性在1厘米以内。
WGS-84与ITRF的关系
最初WGS84与ITRF的关系
WGS84地面站坐标精度为1m到2m的精度， ITRF则为厘米级精度

YA

ZA

TXA,B


TYA,B

XB XA 1 0 0

YB



YA

+

0
1
0
0 ZA
ZA 0
YA -X A
XA YA
TZA,B
tan B
L arctan Y X
1

ae 2 tan B

Z

X 2 Y 2
1 (1 e 2 ) tan2 B
X2 Y2
H
N
cos B
国家大地坐标系之间及与国际上坐标系之间的转换
布尔莎七参数模型
两个坐标系三个平 移参数、三个旋转 参数、一个尺度参 数
数，只能进行局部转换。
3.4 WGS-84坐标系
WGS-84的定义：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。
WGS-84椭球及其有关常数：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
结论:CGCS2000和WGS 84（G1150）在坐标系的实 现精度范围内，两者的坐标是一致的。
内容
一 坐标系基本概念
二
框架间的关系与比较
三
四 转换模型及适用范围 五 软件功能与界面 六 框架转换实例
坐标类型
空间直角坐标 -XYZ
大地坐标BLH
直角坐标系与大地坐标系参数间的转换
对同一空间点，直角坐标系与大地坐 标系参数间有如下转换关系：
引力常数不同
–WGS84与ITRF的转换关系
WGS-84与ITRF的关系
精 化 后 差 别 越 来 越 小 ， 最 新 实 现 差 别 在 毫 米 量 级
WGS84与CGCS2000的比较
WGS84与CGCS2000的比较
从定义上 CGCS2000与 WGS 84是一致的， 即关于坐标系原点、 尺度、定向及定向演 变的定义都是相同的。 参考椭球非常相近， 在4个椭球常数ａ、 ｆ、GM、ω中，唯 有扁率ｆ有微小差异：
92
VLBI,SLR,LLR,GPS
1988.0
93 94 96 97 2000
VLBI,SLR,GPS VLBI,SLR,GPS VLBI,SLR,GPS,DORIS VLBI,SLR,GPS,DORIS VLBI,SLR,GPS,DORIS,LLR
1993.0 1993.0 1997.0 1997.0 1997.0
H Z / sin B N (1 e2 )

式中，N a / 1 e2 sin2 B，N为该点的卯酉圈半径；
e2 (a2 b2 ) / a2，a, e分别为该大地坐标系对应椭球的长半径和第一扁心率。
大地坐标系与空间直角坐标系变换
由空间直角坐标系变换至大地坐标系采用迭 代法
启用时间
1989 1990 1991 1992
1994
1995 1996 1998 1999 2001
板块运动模型
AM0-2,AM1-2 AM0-2,AM1-2 AM0-2,AM1-2 AM0-2,NNR-
NUVEL1 AM0-2,NNR-
NUVEL1 NNR-NUVEL1A NNR-NUVEL1A NNR-NUVEL1A NNR-NUVEL1A NNR-NUVEL1A
常用坐标转换方法
程鹏飞 中国测绘科学研究院
2010年６月10日
内容
一 坐标系基本概念
二
框架间的关系与比较 三 常用坐标系之间的转换
四 转换模型及适用范围 五 软件功能与界面 六 框架转换实例
内容
一
二 框架间的关系与比较 三 常用坐标系之间的转换 四 转换模型及适用范围 五 软件功能与界面 六 框架转换实例
最新的是ITRF2005
内容
一 坐标系基本概念
二
三 常用坐标系之间的转换 四 转换模型及适用范围 五 软件功能与界面 六 框架转换实例
ITRF 和IGS(卫星轨道) 的关系
—ITRF91 1992年至1993年底; —ITRF92 1994年期间; —ITRF93 1995年初至1996年中期; —ITRF94 1996年中期至1998年3 月; —ITRF96 1998年3月至1999年7月 — ITRF97 1999年8月至2000年6月 — IGS97 2000年6月至2001年12月 — IGS00 2001年12月至2004年1月 — IGS00b 2004年1月至2006年10月 — IGS05 2006年11月至今
WGS-84世界坐标系 地心坐标系 WGS-84
6378137 1/298.257223563
2000国家大地坐标系 地心坐标系 CGCS2000
6378137
独立坐标系
参心坐标系 同国家或自定义
1/298.257222101
3.8国际地球参考架 （ITRF）
国际地球参考架 (ITRF)是IERS (International Earth Rotation Service)制定，由全球数百个SLR、 VLBI和GPS站所构成
df =
WGS84与CGCS2000的比较
１）df不引起大地经度变化；
２）df引起大地纬度的变化范围为0～0.105mm； ３）df引起大地高的变化范围为0～0.105mm；
在当前的测量精度水平,即坐标测量精度1mm，由 两个坐标系的参考椭球的扁率差异引起同一点在 WGS 84和CGCS2000坐标系内的坐标变化可以忽略。
–IGS精密星历
–Z轴指向CIO ，利用SLR、VLBI和GPS等 技术维持.
–提供站坐标及速度场信息
ITRF序列观测技术及板块运动模型
序列
88 89 90 91
ITRF观测技术
VLBI,SLR,LLR VLBI,SLR,LLR VLBI,SLR,LLR VLBI,SLR,LLR,GPS
参考历元
1988.0 1988.0 1988.0 1988.0
1、地球的形状
地球看做球形 地球看做椭球 地球的大地水准面
地球为椭球
大地水准面 全球一致的总椭球
2、地心坐标系与参心坐标系
地心坐标系－坐标原点位于地球质心 参心坐标系－坐标原点不位于地球质心
地心坐标系和参心坐标系的特点
地心坐标系适合于全球用途的应用 参心坐标系适合于局部用途的应用