***坐标系的应用对**测量的影响若干问题探讨(2)

2．2000国家大地坐标系与WGS84坐标系的比较
2.1 2000国家大地坐标系与WGS84坐标系的定义比较
在定义上，CGCS2000与WGS84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。
两个坐标系使用的参考椭球也非常相近，具体地说，在4个椭球常数。长半径a、自转角

、地心引力常数GM、椭球扁率f中，唯有椭球扁率f有微小差异: WGS84的椭球扁率f =1／298．257 223 563 ，CGCS2000的椭球扁率为f= 1／298．257 222 101。
2.2 2000国家大地坐标系与WGS84坐标系的建立采用的数据源
2000国家大地坐标系与WGS84坐标系的建立采用的主要数据源都是GPS数据。
2.3 CGCS2000和WGS84之间的坐标转换问题
WGS84椭球的扁率相对CGCS2000采用的GRS80椭球的扁率产生微小的差异。参考椭球的扁率差异将导致同一点在两个坐标系内的大地坐标产生差异，也导致正常重力产生差异。根据数学及物理分析，得到下列结论：
(1) df不引起大地经度变化；
(2)引起大地纬度的变化范围为0(赤道和两极至0．105 mm(B=45。)：
(3) df引起大地高的变化范围为0(赤道)到0．105 mm(两极)；
(4) df引起椭球面上正常重力的变化范围为0两极)到0．016×10 ms (赤道)。
显见，在当前的测量精度水平(坐标测量精度1mm，重力测量精度1×10 ms )，由两个坐标系的参考椭球的扁率差异引起同一点在WGS84和CGCS2000坐标系内的坐标变化和重力变化是可以忽略的。
因此，CGCS2000和WGS84之间不需要进行坐标转换。
3．2000国家大地坐标系的建立对水利工程测量的影响
3.1旧的测绘成果的坐标转换问题
从2008年7月1日开始，国家全面启用CGCS2000，计划用8～10年左右的时间实现现行国家大地坐标系向2000国家大地坐标系的过渡和转换。也就是说今后测绘系统所提供的测绘成果、控制点及地形图等均存在与老成果的坐标转换问题。到目前为止，在水利水电工程规划设计和建设过程中，无论是江河整治、引水工程、大型灌区和水利枢纽，所使用的测绘成果，都是原参心坐标系下的成果(1954年北京坐标系或1980年西安坐标系)。因此，在今后测绘成果的使用中，应对坐标系统给予充分的重视，以免因坐标系统使用不当造成规划设计成果的不合理甚至错误。
3.2 测量成果精度的提高
对基本控制的影响。原有参心坐标系下的控制点成果，由于当时科技水平等多方面条件的限制，存在精度偏低的问题，不能与GPS网的精度相匹配，这导致使用先进的技术所获得的测绘成果在使用时的精度损失。而且现行参心大地坐标系只能提供二维的点位坐标，已不适应我国经济发展的需要。地心坐标系统可以大幅度提高测量精度(比参心坐标系下的精度提高10倍左右)，并且可以快速获取精确的三维地心坐标。可以为测量提供高精度的已知点坐标，这样就大大提高了测量成果的精度。
3.3 测量方法的改变
现阶段，手持GPS已大量应用于水利设计和工程实践中。但是由于坐标系统不一致的原因，并不能直接应用接收成果，需要将地心成果转为参心成果。这样一来，一是造成不必要的麻烦，二是造成了精度的降低。采用CGCS2000后，就可以直接应用接收成果，工作效率和成果精度将大大提高。

4．参心空间直角坐标系与地心空间直角坐标系间的转换算例
水利设计和工程实践中，经常遇到参心坐标系（如1954年北京坐标系和1980西安坐标系）与地心坐标系（WGS84坐标系）之间的坐标转换问题，启用CGCS2000坐标系后坐标转换问题会更加突出，算例分别采用四参数模型与七参数模型进行WGS84与1954年北京坐标系（以下简称BJ-54）坐标之间的转换来详细说明坐标转换的过程。
4.1 转换原理
在WGS84坐标与BJ-54坐标的转换过程中，主要先求出坐标转换参数。可以通过地面点在这两个坐标系的坐标求解转换参数，

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