关于印发启用2000国家坐标系实施方案的通知

国测国字?2008?24号

国务院各部委、各直属机构，各有关中央企业，各省、自治区、直辖市测绘行政主管部门，新疆生产建设兵团测绘主管部门： 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。为做好启用2000国家大地坐标系的实施工作，我局组织制定了《启用2000国家大地坐标系实施方案》，现予印发，请遵照执行。

附件：《现有测绘成果转换到2000国家大地坐标系技术指南》

国家测绘局

二〇〇八年七月十七日

附件1

启用2000国家大地坐标系实施方案

我国于上世纪50年代和80年代，分别建立了国家大地坐标系统—1954年北京坐标系和1980西安坐标系，测制了各种比例尺地形图，为国民经济和社会发展提供了基础的测绘保障。随着社会的进步，国民经济建设、国防建设和社会发展、科学研究等对国家大地坐标系提出了新的要求，迫切需要采用原点位于地球质量中心的坐标系统（以下简称地心坐标系）作为国家大地坐标系。采用地心坐标系，有利于采用现代空间技术对坐标系进行维护和快速更新，测定高精度大地控制点三维坐标，并提高测图工作效率。

国务院批准自2008年7月1日启用我国的地心坐标系—2000国家大地坐标系，英文名称为China Geodetic Coordinate System 2000，英文缩写为CGCS2000。2000国家大地坐标系的定义见附件。

一、 总体目标与组织分工 （一）总体目标

在国家测绘局统一领导下，国务院各有关部门和各级测绘行政主管部门分工负责，进行各类基础测绘成果和基础地理信息数据库的坐标系转换，完成各类地图数据库及地理信息系统的坐标系转换，建立各地相对独立的平面坐标系统与2000国家

大地坐标系的有效联系。用8—10年的时间，完成现行国家大地坐标系向2000国家大地坐标系的过渡和转换。

（二）组织分工

国家测绘局负责启用2000国家大地坐标系工作的统一领导，制定启用2000国家大地坐标系的实施方案，为各地方、各部门现有测绘成果坐标系转换提供技术支持和服务；负责完成国家级基础测绘成果向2000国家大地坐标系转换，并向社会提供使用。

国务院有关部门负责本部门启用2000国家大地坐标系工作的组织实施和本部门测绘成果的转换。

县级以上地方人民政府测绘行政主管部门，负责本地区启用2000国家大地坐标系工作的组织实施和监督管理，提供坐标系转换技术支持和服务，完成本级基础测绘成果向2000国家大地坐标系的转换，并向社会提供使用。

二、 主要任务

（一）国家测绘局的主要任务 1、组织领导

为了认真严谨地做好启用2000国家大地坐标系的协调领导和组织实施工作，成立“国家测绘局启用2000国家大地坐标系领导小组”和“国家测绘局启用2000国家大地坐标系专家组”，负责实施工作的领导和重大技术问题的决策。

2、技术支持

为做好启用2000国家大地坐标系的技术支持和服务，国家测绘局组建“技术协调组”、“小比例尺测绘成果转换服务组”、“大中比例尺测绘成果转换服务组”等三个小组。具体分工为： “技术协调组”（依托中国测绘科学研究院）主要负责：启用2000国家大地坐标系技术协调；研制1:5万多种坐标系地形图与2000国家大地坐标系对照模片电子版；研制2000国家大地坐标系下三、四等天文大地网平差软件。

“小比例尺测绘成果转换服务组”（依托国家基础地理信息中心）主要负责：1:5万及以小比例尺基础地理信息数据库转换、相应技术支持和成果提供；2000国家大地坐标系下1:5万地形图编制印刷；2000国家大地坐标系下国家大地控制点坐标成果提供。

“大中比例尺测绘成果转换服务组”（依托国家测绘局大地测量数据处理中心）主要负责：2000国家大地坐标系下三、四等天文大地网的平差；1:5万、1:1万地形图图幅坐标平移量计算；1:1万和1:5千地理信息数据库转换、独立坐标系与2000国家大地坐标系建立联系方面的技术支持与服务。

3、2000国家大地控制网坐标成果的解算与提供 2008年7月起，提供2000国家大地坐标系下现有的控制点坐标成果（包括2000国家GPS大地控制网的坐标成果，一、二

等天文大地点的坐标成果）。

2009年完成2000国家大地坐标系下的三、四等天文大地网平差并提供坐标成果。

4、国家级基础测绘成果的转换与提供

2008年底前，完成1:5万及以小比例尺地形图图幅坐标平移量计算并提供使用。

2009年底前，提供具有三套坐标系（1954年北京坐标系、1980西安坐标系、2000国家大地坐标系）下图廓、控制格网等1:5万坐标参考模片电子版；计算并提供1:1万地形图图幅坐标平移量；开展2000国家大地坐标系下的1:5万地形图编制印刷。

2010年底前，完成1:5万、1:25万基础地理信息数据库坐标系的转换并向社会提供。

2012年底前，完成2000国家大地坐标系下的1:5万地形图编制印刷并提供使用。

（二）地方测绘行政主管部门的主要任务

1、本行政区域启用2000国家大地坐标系的领导和组织实施。地方测绘行政主管部门、尤其是省级测绘行政主管部门，要加强对本行政区域内启用2000国家大地坐标系有关工作的领导，成立相应组织领导和实施机构，根据本实施方案，制定本行政区域启用2000国家大地坐标系的实施细则，确保各项工作稳妥有序的进行。

2、本级基础测绘成果的转换和提供。省级测绘行政主管部门要按照国家测绘局的相关工作安排，尽快组织实施2000国家大地坐标系下本级1:1万地形图生产，控制点成果与基础地理信息系统转换等工作，向社会及时提供相应测绘成果；市县测绘行政主管部门，要结合2000国家大地坐标系的启用，进一步加强对独立坐标系的清理和管理，促进测绘基准建设的统一化、标准化和科学化。

3、技术支持和服务。省级测绘行政主管部门要有明确的技术服务单位和成果提供单位，并向社会公布联系电话和联系人，积极热情地为社会各界提供有关的技术支持和服务。

（三）国务院有关部门的主要任务

1、现有成果及应用系统的转换。根据本部门的实际情况，参照国家测绘局启用2000国家大地坐标系的相关工作安排，组织本部门生产和使用的现有测绘成果、基于地理信息的管理信息系统的转换工作。

2、做好正在实施的重大工程中，有关测绘活动、测绘成果采用2000国家大地坐标系的技术调整。各部门正在组织实施的有关重大项目和工程，其中涉及到的测绘活动、使用的测绘成果，应尽快对现有技术设计、方案进行修订和调整，以使新的测绘成果能全面采用2000国家大地坐标系，从而避免产生更多的技术问题和转换工作量。

三、 基本要求和主要方法 （一）基本要求

1、各省市已建立的GPS C级网、城市GPS控制网的地心坐标成果需转换到ITRF97框架，2000.0历元。转换后的成果可作为2000国家大地坐标系下的坐标成果。

2、依法建立的相对独立的平面坐标系统仍可继续使用，必须建立与2000国家大地坐标系的联系。

3、各地方、部门在1954年北京坐标系或1980西安坐标系下建立的地理信息数据库，使用测绘部门提供的原坐标系与2000国家大地坐标系的重合控制点计算模型转换参数，完成相应的地理信息数据库转换。

4、2000国家大地坐标系下的地形图分带、分幅及编号采用现有的规范，平面坐标投影方式不变，但在平面坐标投影计算中必须使用2000国家大地坐标系的地球椭球参数。

（二）主要方法 1、点位坐标转换方法

根据转换区域选择合适的转换模型，选取坐标重合点计算模型转换参数，根据模型残差进行精度评估和检核。用所计算的模型参数完成坐标转换。具体转换方法见附件。

2、数据库的转换

小于1:25万比例尺数据库不进行转换。

1:2.5-1:10万比例尺DLG、DEM、DRG数据库，按数据组织方式的不同，采取相应的转换方案进行转换；对于DOM数据库参照DEM、DRG数据转换方案进行。

1:10万比例尺数据库的转换，按经纬度组织的，依1:25万比例尺数据库转换方案进行转换；按高斯投影组织的，依1:2.5-1:10万比例尺数据库转换方案进行转换。

具体转换方法见附件。

3、相对独立的平面坐标系与2000国家大地坐标系建立联系的方法

控制点建立联系的方法，可通过坐标转换方法建立相对独立的平面坐标系统下控制点与2000国家大地坐标系的联系。相对独立的平面坐标系统下数字地形图转换，采用点对点转换法建立相对独立的平面坐标系统下数字地形图和2000国家大地坐标系的联系。具体转换方法见附件。

四、 监督管理

各级测绘行政主管部门和国务院有关部门，应按照启用2000国家大地坐标系工作的组织分工，切实加强实施过程中的监督管理。

（一）质量管理

在2000国家大地坐标系的启用和实施过程中，各部门、各单位应按照国家有关测绘质量管理的规定，加强相关项目的质

量管理。坚持“二级检查、一级验收”的质量控制制度，对提供的测绘成果承担质量责任。成果质量的评定与验收按有关国家标准、行业标准执行。

（二）保密管理

在启用2000国家大地坐标系的工作中，要严格遵守国家相关的保密法律、法规。转换坐标系后的各类测绘成果，各部门、各单位仍应严格按照现有测绘成果保密规定和程序，进行管理、提供和使用，确保涉密测绘成果的安全与正常利用。

（三）监督检查

各级测绘行政主管部门应切实履行对测绘工作的监督管理职责，加强对启用2000国家大地坐标系工作的监督检查。要针对过渡期各阶段工作安排和技术支持、保障服务重点，组织阶段性检查和专题性检查，总结经验、解决问题、推进工作。在过渡期内，各级测绘行政主管部门应监督指导各级测绘成果服务单位，逐步减少提供现行国家大地坐标系下测绘成果；过渡期结束，将停止提供现行国家大地坐标系下测绘成果。

五、 其它事项 （一）经费安排

各类测绘成果和地理信息系统坐标系转换所需经费，由测绘成果持有单位，根据原有经费渠道，自行解决。经费测算可参照财政部、国家测绘局1999年发布施行的《测绘生产成本费

用定额》有关内容，以实际发生成本为依据核定；负有提供测绘成果服务职责的部门、单位，提供坐标系转换后的各类测绘成果，仍执行原有收费标准，不得以任何名义附加坐标系转换费用。

（二）联系方式 1、政策咨询：

国家测绘局国土测绘司于德全，联系电话：010-68337763 2、技术协调组：

中国测绘科学研究院，王华，联系电话：010-68167353 3、小比例尺测绘成果转换服务组： 国家基础地理信息中心，

地图数据转换，吉建培，联系电话：010-68469427 转换成果及图幅坐标平移量提供，张伟， 联系电话：010-68462660

4、大中比例尺测绘成果转换服务组： 国家测绘局大地测量数据处理中心，王斌， 联系电话：029-87604125

附件2

现有测绘成果转换到2000国家大地坐标系

技术指南

一、2000国家大地坐标系的定义

国家大地坐标系的定义包括坐标系的原点、三个坐标轴的指向、尺度以及地球椭球的4个基本参数的定义。2000国家大地坐标系的原点为包括海洋和大气的整个地球的质量中心；2000国家大地坐标系的Z轴由原点指向历元2000.0的地球参考极的方向，该历元的指向由国际时间局给定的历元为1984.0的初始指向推算，定向的时间演化保证相对于地壳不产生残余的全球旋转，X轴由原点指向格林尼治参考子午线与地球赤道面（历元2000.0）的交点，Y轴与Z轴、X轴构成右手正交坐标系。采用广义相对论意义下的尺度。2000国家大地坐标系采用的地球椭球参数的数值为：

长半轴 a＝6378137m 扁率 f=1/298.257222101

地心引力常数 GM＝3.986004418×1014m3s-2 自转角速度 ω＝7.292l15×10-5rad s-1

其它参数见下表：

短半径b(m) 极曲率半径c (m) 第一偏心率e 第一偏心率平方e2 第二偏心率e? 第二偏心率平方e?2 1/4子午圈的长度Q(m) 椭球平均半径R1(m) 相同表面积的球半径R2(m) 相同体积的球半径R3(m) 椭球的正常位U0(m2s-2) 动力形状因子J2 球谐系数J4 球谐系数J6 球谐系数J8 m??ab/GM226356752.31414 6399593.62586 0.0818191910428 0.00669438002290 0.0820944381519 0.00673949677548 10001965.7293 6371008.77138 6371007.18092 6371000.78997 62636851.7149 0.001082629832258 -0.00000237091126 0.00000000608347 -0.00000000001427 0.00344978650678 9.7803253361 9.8321849379 9.7976432224 赤道正常重力值γe（伽） 两极正常重力值γp（伽） 正常重力平均值γ（伽） 纬度45度的正常重力值γ45°（伽） 9.8061977695 采用2000国家大地坐标系后仍采用无潮汐系统。

二、点位坐标转换方法 （一）模型选择

全国及省级范围的坐标转换选择二维七参数转换模型；省级以下的坐标转换可选择三维四参数模型或平面四参数模型。对于相对独立的平面坐标系统与2000国家大地坐标系的联系可采用平面四参数模型或多项式回归模型。坐标转换模型详见本指南第六部分。

（二）重合点选取

坐标重合点可采用在两个坐标系下均有坐标成果的点。但最终重合点还需根据所确定的转换参数，计算重合点坐标残差，根据其残差值的大小来确定，若残差大于3倍中误差则剔除，重新计算坐标转换参数，直到满足精度要求为止；用于计算转换参数的重合点数量与转换区域的大小有关，但不得少于5个。

（三）模型参数计算

用所确定的重合点坐标，根据坐标转换模型利用最小二乘法计算模型参数。

（四）精度评估与检核

用上述模型进行坐标转换时必须满足相应的精度指标，具体精度评估指标及评估方法见附件中相关内容。选择部分重合点作为外部检核点，不参与转换参数计算，用转换参数计算这些点的转换坐标与已知坐标进行比较进行外部检核。应选定至

少6个均匀分布的重合点对坐标转换精度进行检核。

（五）数据库中点位坐标转换模型参数计算的区域选取 对于1980西安坐标系下的数据库，采用全国数据计算的一套模型参数可满足1:5万及1:25万比例尺数据库转换的精度要求；采用全国数据计算的六个分区的模型参数可满足1:1万比例尺数据库转换的精度要求。对于1954年北京坐标系下的数据库的转换，采用全国数据计算的六个分区的模型参数可满足1:5万及1:25万比例尺数据库转换的精度要求；按（2°×3°）进行分区计算模型参数可满足1:1万比例尺数据库转换的精度要求。

三、1:2.5-1:25万数据库的转换

（一）按国家基本比例尺地形图分幅组织的数据库 按国家基本比例尺地形图分幅组织的图形数据（DLG、DEM、DRG），依据以下方案进行转换。

1、1:2.5-1:10万DLG数据库转换

（1）1954年北京坐标系下1:2.5-1:10万DLG数据库转换 a、依据相应比例尺分幅进行区域划分，分两步完成坐标转换。首先进行椭球体变换，再利用对应的比例尺图幅区域的X、Y坐标平移量进行坐标平移；

b、依据2000国家大地坐标系下对应的比例尺标准分幅图廓进行数据裁切，区域边缘图幅中的数据空白区利用相邻图幅数据进行补充；

c、添加2000国家大地坐标系下的方里格网层，删除原方里格网数据层；

d、完成图廓更改、数据编辑、数据接边、拓扑重建、数据入库等数据后处理及建库工作；

e、图幅换带接边：采用右图（1954年北京坐标系）接左图（2000国家大地坐标系）时，先进行右图的椭球体与换带转换，在左带中利用左图的平移量进行右图的坐标平移，完成接边后保存在左带中的右图（备份）成果。返回右图取消先前换带接边加入的平移量，并进行投影变换，最后利用右带自身的平移量完成平移后，方可与其相邻的右图接边；

f、对基础地理信息数据库元数据相关条目进行更改。 （2）1980西安坐标系下1:2.5-1:10万DLG数据库转换 依据相应比例尺分幅进行区域划分，不考虑椭球体变换，直接利用对应的比例尺图幅区域的X、Y坐标平移量进行坐标平移；然后按照1954年北京坐标系下DLG数据库转换的b～f对应步骤进行。

2、1:2.5-1:10万DRG数据库转换

原数据为300～500dpi的原版印刷地图经扫描纠正生成的RGB栅格数据，无图幅间要素的接边处理。

（1）1954年北京坐标系下1:2.5-1:10万DRG数据库转换 a、考虑椭球变换及对应图廓角点的X、Y坐标平移量，计

算1954年北京坐标系分幅图廓角点在2000国家大地坐标系下的坐标，并修改数据头文件中相应的定位坐标；

b、在DRG数据上叠加2000国家大地坐标系下新的大地控制基础层（图廓及方里格网等），新图廓中数据空白或数据出图区域不做图纹补充和裁减；

c、在图例中添加2000国家大地坐标系下新的控制基准说明条款；

d、完成数据合层，并保持DRG数据的原有分辨率； e、更改元数据中相关内容，增加1954年北京坐标系标准分幅的图廓四角点在2000国家大地坐标系下坐标，计算2000国家大地坐标系标准分幅的图廓四角点的坐标。

转换后数据为2000国家大地坐标系坐标、1954年北京坐标系分幅。

（2）1980西安坐标系下1:2.5-1:10万DRG数据库转换 获取图幅对应比例尺图幅图廓角点的X、Y坐标平移量，根据平移量计算图幅定位坐标，修改数据头文件；然后按照1954年北京坐标系到2000国家大地坐标系的1:2.5-1:10万DRG数据库转换的b～e步骤进行。

转换后数据为2000国家大地坐标系坐标、1980年西安坐标系分幅。

3、1:2.5-1:10万DEM数据库转换

原数据为25米分辨率的灰阶（256个）栅格数据，建库数据图幅间接边处理完好。此数据转换可有两种方式：一种是依据2000国家大地坐标系下DLG相关图层数据（等高线、高程点）重新生成DEM（见DEM数据生产规范）,一种是进行DEM数据的转换。以下给出DEM数据转换方法。

（1）1954年北京坐标系下1:2.5-1:10万DEM数据库转换 a、按照比例尺对应图幅分块，在需补充内容的邻接边各增加一个相应比例尺图幅；

b、考虑椭球变换及相应的比例尺图幅的X、Y坐标平移量，求得X、Y坐标改正值；

c、根据坐标改正值进行图幅坐标平移，同时，参考像素分辨率确定起算坐标进行数据重采样；

d、按2000国家大地坐标系新的图廓及重叠像素进行图幅裁切，更改数据头文件中定位坐标；

e、修改元数据相关条目。

（2）1980西安坐标系下1:2.5-1:10万DEM数据库转换 a、按照相应比例尺对应图幅分块，在需补充内容的邻接边各增加一个相应比例尺图幅；

b、依据相应的比例尺图幅的X、Y坐标平移量，进行图幅坐标平移，并参考像素分辨率确定起算坐标完成数据重采样；

c、d按1954年北京坐标系1:2.5-1:10万DEM数据库转换

的d、e步骤进行。

4、1:25万DLG数据库转换

（1）将1:25万分幅的平面坐标平移量转换为对应的经、纬度平移量或直接获取对应图幅的经、纬度平移量；

（2）根据1:25万分幅的经、纬度平移量，完成1:25万经纬度数据到2000国家大地坐标系经纬度数据的转换（1954年北京坐标系需同时考虑椭球体变化和平移量）；

（3）依据2000国家大地坐标系下对应的1:25万标准分幅图廓进行数据裁切，区域边缘图幅中的数据空白区利用相邻图幅数据进行补充；

（4）数据后处理，包括：图廓更改、新格网层添加、数据编辑、数据接边、拓扑重建、数据入库等；

（5）更改元数据文件。 5、1:25万DEM数据库转换

（1）利用2000国家大地坐标系对应的DLG数据层，重新内插生成DEM;

（2）依据新的DEM更改元数据文件。 （二）按其它方式建立的数据库 1、按区域建立的图形数据库

按区域（省、地区、流域等）建立的图形数据库（DLG、DEM、DRG），可先分带分块分层完成转换，参照以上相应比

例尺基础地理信息数据库的转换方案转换后拼接合成。

1:10万-1:25万数据库，依1:25万数据库转换方案逐块进行转换，再整体拼接合成；按非高斯投影方式组织的，将原数据经纬网30′×30′或15′×15′交点作为坐标转换参考点，计算这些参考点在2000国家大地坐标系下的坐标，利用地理信息软件进行图形纠正，完成数据转换。

2、按线性条带建立的图形数据库

按线性条带（境界、河流、交通线、管道线等）建立的图形数据库，可依据条带的方向、长短等分段进行，再拼接合成；也可通过条带中一定密度地物点的两套坐标，通过软件逐点进行纠正。具体方法：

? 分块纠正：对于1:1万分块，按1:1万数据转换方案逐块纠正后接边合成；对于1:5万分块，按1:2.5-1:10万数据转换方案逐块纠正后接边合成；

? 逐点纠正：依据数据精度，建立一定密度（1:1万100米格网点、1:5万2000米格网点）的坐标转换参考点，计算这些参考点在新坐标系下的坐标，利用地理信息软件完成数据转换。

3、按无固定分幅分区建立的图形数据库

按无固定分幅分区建立的图形数据，根据坐标系、比例尺及数据主体所在的图幅、数据的组织方式、产品类型（DLG、DEM、DRG）等，参照相应比例尺的转换方案，实施数据转换。

4、DOM数据库转换

原数据为航空或航天遥感获取的黑白或彩色影像数据，是连续的灰度（全色）或RGB（彩色）栅格数据，分辨率有多种方式（主要包括用于1:5地形图测绘的各种分辨率航空影像，以及用于专题调查的10米、15米、30米等卫星影像）。影像数据转换可参照下列方式进行。

对于已按数据库组织方式加工与处理的DOM数据，可采用1:2.5-1:10万DEM的数据转换方法，也可采用计算各景影像有效图边的4点在2000国家大地坐标系下的坐标来重新定位的方式。

对于尚未按数据库组织方式加工与处理的DOM数据，可采用1:2.5-1:10万DRG的数据转换方法，不再添加新的控制基础信息。

分辨率5米-30米的数据，需依据其数据主体所在的1:25万图幅区域来选用1:25万对应图幅的综合坐标改正值；对于分辨率在2米到5米间的数据，需依据其数据主体所在的1:5万图幅区域来选用1:5万对应图幅的综合坐标改正值；由此确定各自的X、Y方向平移像素数对应的坐标值（直接取1:25万或1:5万综合坐标改正值，或由像素数×像素分辨率求得）。按高斯投影、分像对（分景）组织的高分辨率影像数据，参照1:1万DOM转换技术方案进行转换。

四、1:1万及1:5千基础地理信息数据库的转换 （一）1:1万及1:5千格网点坐标转换改正量计算 1、1980西安坐标系坐标转换改正量计算

1:1万以上大比例尺一般按(2°×3°)进行分区，并对每个分区向外扩充约20′，分别解算出各分区的转换参数后，利用确定的转换方法与转换模型分别计算全国1:1万及1:5千格网点的2000国家大地坐标系坐标B2000，L2000，进而求出各点的1980西安坐标系与2000国家大地坐标系的差值DB802000，DL802000（B2000-B80，L2000-L80），形成全国1:1万及1:5千格网点的1980西安坐标系与2000国家大地坐标系的转换改正量DB802000，DL802000。

2、1954年北京坐标系坐标转换改正量计算

全国1954年北京坐标系向2000国家大地坐标系转换改正量计算采用两步法：首先计算1954年北京坐标系转换向1980西安坐标系转换改正量，其次计算1980西安坐标系向2000国家大地坐标系转换改正量，最后将两改正量叠加形成1954年北京坐标系向2000国家大地坐标系转换坐标转换改正量。

①1954年北京坐标系向1980西安坐标系转换坐标改正量计算

新旧坐标系统（1954年北京坐标系与1980年西安坐标系）的转换

大地坐标改正量计算公式：

1eN222dB??sinBcosL?sinBsinL?cosB?[?a?(2?esinB)?e]sinBcosB 2MMMMW2W?x?y?z2dL??1NcosB2(?xsinL??ycosL)

式中:?a,?e分别为IAG-75椭球与克拉索夫斯基椭球长半径，第

?a?a80?a54,?e?e80?e54222一偏心率平方之差。即

则各个点在1980西安坐标系中的大地坐标为：

B80?B54?dB L80?L54?dL

? 根据转换的B斯平面坐标XDX8080,L80，采用高斯投影正算公式计算相应的高

,Y80。

? 求取全国1:1万以大比例尺格网点的转换改正量

1?X80?X54DY1?Y80?Y54? 平差改正量的计算

1954年北京坐标系所提供的大地点成果没有经过整体平差，1980西安坐标系提供的大地点成果是经过整体平差的数据，所以新旧系统转换还要考虑平差改正量的问题。计算平差改正量比较麻烦，没有一定的数学模式，不同地区，平差改正量差别很大，在我国中部某些地区，平差改正量在1米以下，而在东北地区的某些图幅则在10米以上。在实际计算中，在全国均匀地选择一定数量的一、二等大地点，利用它们新（1980西安坐标系）旧（1954年北京坐标系）坐标系的坐标进行多种分析试算并剔除粗差点，然后分别计算它们的坐标差值，根据这些差值和它们的大地坐标分别绘制两张平差改正量分布图（即

dX，dY分布图），这样在分布图上可以直接内插出全国1:1万以大比例尺格网点的平差改正量DX2，DY2。

? 根据全国1:1万以大比例尺格网点的转换改正量DX1，DY1和平差改正量DX2，DY2按下列公式计算1954年北京坐标系向1980西安坐标系转换坐标转换改正量DX，DY。

DX?DX1?DX2DY?DY1?DY2

? 将DX，DY换算成1:1万以大比例尺格网点大地坐标转换改正量DB5480，DL5480。

②1954年北京坐标系向2000国家大地坐标系转换坐标转换改正量计算

将全国1:1万以大比例尺格网点的1954年北京坐标系向1980西安坐标系的转换改正量DB5480与1980西安坐标系向2000国家大地坐标系的转换改正量DB802000叠加，得到全国1:1万以大比例尺格网点1954年北京坐标系向2000国家大地坐标系转换的坐标转换改正量DB542000。

即：DB542000=DB5480+DB802000

DL542000=DL5480+DL802000

（二）1:1万及1:5千DLG数据库转换 转换流程如图1所示：

图1 1:1万及1:5千基础地理信息数据库转换技术流程 1、1954年北京坐标系下1:1万、1:5千DLG数据库转换 （1）每个图幅的四个图廓点坐标改正量选用1954年北京坐标系向2000国家大地坐标系转换方法计算；

（2）图幅内各要素点的坐标改正量根据选用的本图幅的四个图廓点坐标改正量，按双线性内插等方法计算；

（3）根据图幅四个图廓点坐标改正量和图幅内各要素点的坐标改正量，计算2000国家大地坐标系下的图幅四个图廓点坐标和图幅内各要素点的坐标；

（4）与周边图幅拼接；

（5）按照2000国家大地坐标系下对应1:1万、1:5千标准分幅计算新的公里格网数据，即添加2000国家大地坐标系下新的公里格网层；

（6）完成图廓更改、数据编辑、换带接边、拓扑重建； （7）对空间数据库元数据相关条目进行更改； （8）数据入库等数据后处理工作。

2、1980西安坐标系下1:1万、1:5千DLG数据库转换 （1） 每个图幅的四个图廓点坐标改正量选用1980西安坐标系向2000国家大地坐标系转换方法计算；

（2）～（8）参照1954年北京坐标系到2000国家大地坐标系1:1万、1:5千DLG数据库转换的对应步骤进行。

（三）1:1万及1:5千DRG数据库转换

在保持原分辨率不变的情况下，利用逐格网纠正的方法进行数据转换。

1、1954年北京坐标系下1:1万、1:5千DRG数据库转换 （1）在2000国家大地坐标系下生成图廓坐标及公里格网，逐公里格网点纠正1:1万、1:5千DRG数据；

（2）修改元数据相关条目； （3）修改相关的图外整饰。

2、1980西安坐标系下1:1万、1:5千DRG数据库转换 参照1954年北京坐标系到2000国家大地坐标系1:1万、1:5千DRG数据库转换的对应步骤进行。

（四）1:1万及1:5千DEM数据库转换

利用DEM生产过程中形成的矢量数据与DEM离散点数据完成数据转换。

1、1954年北京坐标系下1:1万、1:5千DEM数据库转换 （1）矢量数据与DEM离散点数据转换方法；

a、每个图幅的四个图廓点坐标改正量选用1954年北京坐标系向2000国家大地坐标系转换方法计算；

b、图幅内各要素点的坐标改正量根据选用的本图幅的四个图廓点坐标改正量，按双线性内插等方法计算；

c、根据图幅四个图廓点坐标改正量和图幅内各要素点的坐标改正量，计算2000国家大地坐标系下的图幅四个图廓点坐标和图幅内各要素点的坐标；

d、与周边图幅拼接。 （2）构造TIN；

（3）按相关规范或规定内插DEM；

（4）对检查点坐标文件进行点对点坐标转换；

（5）修改元数据条目。

2、1980西安坐标系下1:1万、1:5千 DEM数据库转换 （1）每个图幅的四个图廓点坐标改正量选用1980西安坐标系向2000国家大地坐标系转换方法计算；

（2）～（5）参照1954年北京坐标系1:1万、1:5千 DEM数据库转换的对应步骤进行。

（五）1:1万及1:5千DOM数据库转换

原数据为航空或航天遥感获取的黑白或彩色影像数据，是连续的灰度或RGB栅格数据，在转换中应保持原影像分辨率。

1、在原DOM上叠加相应坐标系统的内图廓及公里格网，在2000国家大地坐标系下生成图廓坐标及公里格网，逐公里格网点纠正1:1万、1:5千DOM数据；

2、转换后，删除内图廓及公里格网； 3、修改元数据相关条目。

五、相对独立的平面坐标系统与2000国家大地坐标系建立联系的方法

（一）相对独立的平面坐标系统控制点建立联系的方法 可通过现行国家大地坐标系的平面坐标过渡，利用坐标转换方法将相对独立的平面坐标系统下控制点成果转换到2000国家大地坐标系下。

选取相对独立的平面坐标系统与2000国家大地坐标系的重

合点的原则如下：择优选取地方控制网的起算点及高精度控制点、周围国家高精度的控制点，大中城市至少选取5个重合点（城外4个，市内中心1个）；小城市在城市外围至少选取4个重合点，重合点要分布均匀，包围城市区域，并在城市内部选定至少6个均匀分布的重合点对坐标转换精度进行检核。

建立相对独立的平面坐标系统与2000国家大地坐标系联系时，坐标转换模型要同时适用于地方控制点转换和城市数字地图的转换。一般采用平面四参数转换模型，重合点较多时可采用多元逐步回归模型。当相对独立的平面坐标系统控制点和数字地图均为三维地心坐标时，采用Bursa七参数转换模型。坐标转换中误差应小于0.05米。

（二）相对独立的平面坐标系统下数字地形图转换 采用点对点转换法完成相对独立的平面坐标系统下数字地形图到2000国家大地坐标系的转换，转换后相邻图幅不存在接边问题。具体步骤如下：

? 利用控制点的转换模型和参数，对相对独立的平面坐标系统下数字地形图进行转换，形成2000国家大地坐标系地形图。

? 根据转换后的图幅四个图廓点在2000国家大地坐标系下的坐标，重新划分公里格网线，原公里格网线删除。

? 根据2000国家大地坐标系下的图廓坐标，对每幅图进行裁剪和补充。

六、坐标转换方法 （一）坐标转换模型 1、二维七参数转换模型

sinL???\??L??NcosB?????B????sinBcosL?\??M?tgBcosL???sinLcosLNcosB?M?\?\sinBsinL??X?????Y?cosB??\???Z?M?0??????tgBsinLcosL??x??0??1?????m???y???N20??esinBcosB?\??????z??M????a?22(2?esinB)??sinBcosB?\???f??1?f?0

0???N2?esinBcosB?\??Ma其中：

?B,?L ?a,?f 同一点位在两个坐标系下的纬度差、经度差，单位为弧度，

椭球长半轴差（单位米）、扁率差（无量纲），

平移参数，单位为米，

?X,?Y,?Z?x,?y,?z 旋转参数，单位为弧度，

m 尺度参数（无量纲）。

2、平面四参数转换模型

属于两维坐标转换，对于三维坐标，需将坐标通过高斯投影变换得到平面坐标再计算转换参数。

平面直角坐标转换模型：

?x2??x0??cos???(1?m)??????sin??y2??y0??sin???x1????cos???y1?

其中，x0，y0为平移参数，α为旋转参数，m为尺度参数。x2，

y2为2000国家大地坐标系下的平面直角坐标，x1，y1为原坐标系下平面直角坐标。坐标单位为米。

3、综合法坐标转换

所谓综合法即就是在相似变换（Bursa七参数转换）的基础上，再对空间直角坐标残差进行多项式拟合，系统误差通过多项式系数得到消弱，使统一后的坐标系框架点坐标具有较好的一致性，从而提高坐标转换精度。

综合法转换模型及转换方法： ? 利用重合点先用相似变换转换 Bursa七参数坐标转换模型

?XT?Y?T??ZT???X??0??????Y?ZS?????????Z?????YS?Y?ZS0XS?Z?TYS???X???XS?Y??0???Z???XS??XS????????mYS?YS?????????ZS????ZS??

式中，3个平移参数??X个尺度参数m。

，3

个旋转参数??X?Z?Z?T和1

? 对相似变换后的重合点残差VKiijX,VY,VZ采用多项式拟合

VX或VY或VZ???ai?0j?0BSLSi?jj

ij式中：B，L单位：弧度；K为拟合阶数；a为系数，通过最小二乘求解。

4、三维七参数坐标转换模型

sinL???(N?H)cosB?\??L?????B??sinBcosL????\?(M?H)???H?????cosBcosLcosL(N?H)cosB?sinBsinL(M?H)?\?\sinBsinL2???X???cosB??Y?\??(M?H)??Z??sinB??0tgBsinL2???????N(1?e2)?HtgBcosL?N?H?22?(N?H)?NesinBsinL??M?H?2???NesinBcosBsinL0????N2esinBcosB?\?m????M??(N?H)?Ne2sin2B???0???Ne2sinBcosB?\??Ma?N22??(1?esinB)??aN(1?e)?HN?H2(N?H)?NesinBM?HNesinBcosBcosL2cosL??1??????x???y0?????z?0???????22(2?esinB)sinBcosB?\???a???1?f??f???M222?(1?esinB)sinB?1?a?0

?B,?L,?H 同一点位在两个坐标系下的纬度差、经度差、大地

高差，经纬度差单位为弧度，大地高差单位为米，

??180?3600/??a

弧度秒

椭球长半轴差，单位为米， 扁率差，无量纲，

平移参数，单位为米，

?f?X,?Y,?Z?x,?y,?z 旋转参数，单位为弧度，

m 尺度参数，无量纲。

（二）高斯正反算公式 1、高斯投影正算公式

x???NtcosB22224?1l1l?2242244(5?t?9??4?)cosB2?(61?58t?t)cosB4??0.5?24720????l?

24l?1l1l?222242224y?NcosB?1?(1?t??)cosB2?(5?18t?t?14??58?t)NcosB4???6120???子午线弧长X计算见附录。

2、高斯投影反算公式

B?Bf??tf2M(f?1y21y4?222224y()?1?(5?3tf??f?9?ftf)()?(61?90tf?45tf)()?Nf?12N360N?ff??y?1y21y4?2224222)?1?(1?2tf??f)()?(5?28tf?24tf?6?f?8?ftf)()?6N120N??ff??ffl??cosBffyNff式中?、t分别为按B值计算的相应量，B的计算见附录。

（三）坐标转换精度评定和评估方法

对于1954年北京坐标系、1980西安坐标系与2000国家大地坐标系转换分区转换及数据库转换点位的平均精度应小于图上的0.1mm。具体：

对于1:5千坐标转换，1980西安坐标系与2000国家大地坐标系转换分区转换平均精度≤0.5m；1954年北京坐标系与2000国家大地坐标系转换分区转换平均精度≤1.0m；

1:5万基础地理信息数据库坐标转换精度≤5.0m； 1:1万基础地理信息数据库坐标转换精度≤1.0m； 1:5千基础地理信息数据库坐标转换精度≤0.5m。

依据计算坐标转换模型参数的重合点的残差中误差评估坐标转换精度。对于n个点，坐标转换精度估计公式如下：

①V（残差）=重合点转换坐标-重合点已知坐标 ②空间直角坐标X残差中误差

MX??[vv]Xn?1

③空间直角坐标Y残差中误差

MY??[vv]Yn?1 ④空间直角坐标Z 残差中误差点位中误差MpMZ??[vv]Zn?1?M2X?MY?M22Z

[vv]x⑤平面坐标x残差中误差⑥平面坐标y残差中误差⑦大地高H残差中误差

平面点位中误差为MpMx??n?1 My??[vv]yn?1MH??[vv]Hn?1

?M2x?M2y

附录：

1、常用量定义

a为椭球长半轴，1954年北京坐标系为6378245m

1980西安坐标系为6378140m

b为椭球短半轴

f为椭球扁率, 1954年北京坐标系为1/298.3

1980西安坐标系为1/298.257

f?a?ba

2b?a1?e

e─第一偏心率

e?a?ba22 e2?2f?f2

e? ─第二偏心率

e'?a?bb2222

?2?e'cosBt?tgBV?W?

221?e'cosB1?esin22 V

2?1??2

BB为纬度，单位弧度

c?a2b

M─子午圈曲率半径 N─卯酉圈曲率半径

M?aWa(1?e)W?cV32?cV3

??

2、子午线弧长X

设有子午线上两点p1和p2，p1在赤道上p2的纬度为B，p1、p2间的子午线弧长X计算公式

X?a(1?e)(A?arcB?B?sin2B?C?sin4B?D?sin6B?E?sin8B?F?sin10B?G?sin12B)2

式中

A??1?B??C??D??E??F??G??3438e?e?224564153215256e?e?4441752565251024e?66110251638422054096e?e?888436596553672765131072e10?6936931048576297297524288ee12e?6e10?12e?105102435e?e?62205163841058e?1039565536ee10??1486485838860855055ee1230724096315e?81039526214434655242886931310720101210485769909983886089009524288010018388608

131072e?ee10??ee121012e123、底点纬度B迭代公式

fB0?Xa(1?e)A2,Bi?1?Bi?X?F(Bi)F?(Bi)

直到B式中

i?1?Bi小于某一个指定数值，即可停止迭代。

F(B)?a(1?e)[A?arcB?B?sin2B?C?sin4B?D?sin6B?E?sin8B?F?sin10B?G?sin12B]22

F?(B)?a(1?e)[A??2B?cos2B?4C?cos4B?6D?cos6B?8E?cos8B?10F?cos10B?12G?cos12B]