CGCS2000坐标系转换问题分析及处理措施

庞浩

摘要：科学技术的日渐发展，推动我国测绘技术的进一步发展，同时也对坐标系的建立提出了更高的要求。CGCS2000坐标系自2008年7月1日启用以来，就备受关注。此时研究各类测绘信息成果到CGCS2000的转换方法及模型，实现全国各地测绘成果的快速转换和更新就显得尤为关键。因此文章就CGCS2000坐标系转换问题分析及处理措施进行分析。

关键词：CGCS2000坐标系；转换问题；处理措施

国家测绘地理信息局2008年第2号公告中明确指出“根据《中华人民共和国测绘法》，经国务院批准，我国自2008年7月1日起，启用2000国家大地坐标系（ChinaGeodeticCoordinateSystem2000，CGCS2000），过渡期8-10年，过渡期内允许使用现行坐标系”。《国土资源部国家测绘地理信息局关于加快使用2000国家大地坐标系的通知》（国土资发﹝2017﹞30号）明确规定：2018年7月1日起全面使用2000国家大地坐标系，届时，国家测绘地理信息局将停止提供非2000国家大地坐标系下的测绘成果。

一、CGCS2000坐标系的转换分析

CGCS2000定义与协议地球参考系的定义一致，属于地心坐标系。CGCS2000采用IERS（国际地球自转服务）关于地球参考系的标准定义，由GPS、VLBI、和SLR等空间技术与地面测量技术确定的点集具体实现。CGCS2000相当于ITRF在中国的加密，在厘米量级上可忽略CGCS2000与ITRF的差异。

（一）分析参数的转换方法

这种转换方式主要使用于联测环节，对卫星的各个控制点进行计算，将这些点与CGCS2000进行相应的转化。转换的模型是多种多样的，必须根据具体的转换目标，对模型进行选择，并确定重合点，通过粗差剔除再开展进一步计算，从而实现卫星坐标数据的转化。

（二）坐标的归算介绍

这种转换方式主要使用在CGCS2000与非CGCS2000的坐标点数据转化，也就是先确定拟转换点，然后再通过转换方法对GNSS、IGS站实施联测工作，从而得到地面上不同站点的位置信息，最后通过历元归算等环节实现坐标数据的转化运算。在实际工作中，要实现这样的转换方式，首先应该对速度场进行调查了解。

二、转换中存在的问题

（一）控制点方面

1.坐标归算方式

通过归算方式对坐标数据进行计算转化的主要流程包括：首先确定控制点，比如可以选择GNSS或IGS等作为控制点，其次要对数据信息进行详细计算，控制计算的精准度，防止数据出现错误，此外要对板块进行研究，修改运动情况，最后要对框架进行调整。在进行归算的过程中，可能会出现各种各样的问题，其中最为关键的问题是有效选择控制点以及对版块进行调整。①进行换算时，起算点的确定主要根据CGCS2000制定的标准，某些地区构建基准控制的网络时主要根据CGCS2000，按照我国相关部门出台的数据作为换算的基础。②如果选择起算点数据精度不足、级别较低，无法满足构建基础框架的标准，并且控制网没有和GNSS、IGS形成联测，只是和当地或附近地区的GPS实现了联测，可以通过约束平差得到相应的坐标信息。通过这样的方式可以实现控制点的转化，同时还能保证取得的成果和当地的情况相同。③在忽略框架的情况下因为板块运动会使坐标的数据发生变化某些地区执行历元归算的过程会忽视计算框架，计算的坐标会发生变化，因为板块会不断发生运动，这个过程将会导致坐标的数值不断变更，将变更的坐标数值放到变换过的成果里就会导致计算的结果出现差异。在对数据的框架进行计算转化的过程中，速度场是十分关键的因素，会在转化过程产生重大的影响。所以，在对框架进行转化的过程中，必须计算好速度场，确定速度场的准确性。

2.参数的计算转化

首先对分区进行计算转化，其次对模型进行研究并筛选最适当的一个，再次要筛选适合的重合点将不适当的点去掉，最后才能对参数数值进行运算转化并核实外部情况。在对参数数值进行计算转化的过程中，经常会出现不同的问题，而最为关键的是分区、重合点选择等问题。①我国首都的坐标系的确定是按照逐级分区的方式，所以其中可以发现平差变形的情况，坐标中的某些区域会因为这个原因而产生裂缝，所以对于这样的地区，在进行计算转化时，尽量避免只使用单一的分区与参数，这样才可以防止数据出现严重的偏差情况。②在对重合点进行选择时，要遵循一定的原则，必须选择符合等级要求的重合点，要达到一定的精度并且在局部地区的分布平衡。如果选择的点无法对这个地区实现全面的覆盖，那么覆盖之外的地方就需要通过对数据进行转化而获得。③在工作中，相关人员通常将未参与计算转换参数的重合点作为外部检核点，分布比较均匀，而且点数超过六个点。倘若检查核对点数不够，则工作中可对野外开展检查核对，尤其是对转换数据附近的检查核对。

（二）基础地理信息数据成果

1.DEM转换

通常情况下，过程信息数据含有高程点、等高线等要素。然而，在此种转换过程中都不存在这些要素，进而无法按照相关的规章流程进行构建。一般情况下，在转换过程中，需要采用一些具有高分辨率的坐标，而且采用双线性平移与内插这两种措施对图像展开转变，而且数据采样中往往参考像素分辨率格完成相关工作。常见的问题如下：一是运用此种方法过程中，无需实施数据重采样。由此可见，此种转换措施的起始点坐标是非格网间距整数倍，原因在于此种运用中，图幅起始点与非格网间距紧密相关，前者往往是后者的整数倍。在今后运用过程中，接边部位中的高程需要实施再次分析，甚至可能导致重新采集的数据出现损失情况。二是运用此种方法的工作过程中，相关程序将坐标平移量进行转变，通常将其逐渐转变为DEM格网间距相关的数据，可无需进行再次数据采集。此种转换可能导致出现一些格网点，进而致使图幅异常。

2.DOM转换

该工作通常采用纠正或者平移方法进行转换，转换中采用高分辨率格网坐标改正量，但是存在一定的问题，转换中可能局部相邻图幅接边区域数值不唯一。尽管不影响转换工作的精度，但是转换结果不完整，有时候需要再次采样及分析，进展方可有效展开转换工作。

三、坐标系转换问题的处理方法

（一）关于大地控制点类的成果分析

在归算坐标中，相关人员需要考虑到板块运动的特性，同时需要考虑到各个框架间的相互关系，进而对其进行充分运用，提高转换工作的效率。CPMCGCS2000是现阶段我国使用模型之一，具有最高的精度，可有效解决成果转换中存在的问题，目前已经在实际工作中得到运用。

（二）基础地理信息数据成果

随着测绘工作的不断深度，新的数据成果可逐渐运用于生产中，全国各个地区的成果转换工作都是为了将其数据成果运用于实践生产过程中。在数据转换中，相关工作人员需要检查数据的一致性及全面性，进而提高数据转换的效率及质量。强化转换工作，而且对其转换效率及质量进行有效评价，可有效降低重大事故发生率。

总之，现阶段全世界卫生导航技术得到较大进展，而且地球观测系统也得到巨大发展。在发展中，需要将各个测量坐标到CGCS2000转换。要实现这一效果，需要对该坐标系转换进行分析研究，剖析其中存在的问题，而且提出针对性的有效措施进行完善，进而加快我国测绘水平的进步及提高。

参考文献：

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[2]史翔，胡明娜，毕见川，徐海超.威海97独立坐标系与CGCS2000坐标转换方法的研究[J].导航定位学报，2016，4（01）