CGCS2000

CGCS2000如所周知，20世纪50年代，为满足测绘工作的迫切需要，我国采用了1954年北京坐标系，后来随着天文大地网布设任务的完成，通过天文大地网整体平差，于8O年代初我国又建立了1980西安坐标系。应当肯定，1954北京坐标系和1980西安坐标系在我国的经济建设和国防建设中发挥了巨大作用。同时也应当看到，随着情况的变化和时间的推移，这两个以经典测量技术为基础的局部大地坐标系，目前已经不能适应科学技术特别是空间技术发展，不能适应我国经济建设和国防建设需要。我国大地坐标系的更新换代，是经济建设、国防建设、社会发展和科技发展的客观需要。以地球质量中心为原点的地心大地坐标系，是当今空间时代全球通用的基本大地坐标系。以空间技术为基础的地心大地坐标系，是我国新一代大地坐标系的适宜选择。地心大地坐标系可以满足大地测量、地球物理、天文、导航和航天应用以及经济、社会发展的广泛需求。多年以来，我国测绘、地震部门和科学院有关单位为建立我国新一代大地坐标系作了大量基础性工作，近年又先后建成全国GPS一、二级网，国家GPSA、B级网，中国地壳运动观测网络和许多地壳形变网，为地心大地坐标系的实现奠定了较好的基础。我国大地坐标系更新换代的条件业已具备。我国新一代大地坐标系建立的基本原则是：1)坐标系应尽可能对准ITRF(国际地球参考框架)；2)坐标系应由空间大地网在某参考历元的坐标和速度体现；3)参考椭球的定义参数选用长半轴、扁率、地球地心引力常数和地球角速度，其参数值采用IUGG(国际大地测量与地球物理联合会)或IERS(国际地球旋转与参考系服务局)的采用值或推荐值。2000中国大地坐标系(ChinaGeodeticCoordinateSystem2000，CGCS2000)，国人又称之为2000国家大地坐标系，是我国新一代大地坐标系，现已在全国正式实施。本文意在介绍2000中国大地坐标系的定义和实现，给出参考椭球的定义常数和导出常数以及相关的正常重力公式，并对坐标系作几点说明。2000中国大地坐标系符合ITRS(国际地球参考系统)的如下定义：1)原点在包括海洋和大气的整个地球的质量中心；CGCS2000定义的示意图2)长度单位为米(sI)。这一尺度同地心局部框架的TCG(地心坐标时)时间坐标一致；3)定向在1984．0时与BIH(国际时间局)的定向一致；4)定向随时间的演变由整个地球的水平构造运动无净旋转条件保证。以上定义对应一个直角坐标系，它的原点和轴定义如下：1)原点：地球的质量中心；2)Z轴：指向IERS参考极方向；3)X轴：IERS参考子午面与通过原点且同z轴正交的赤道面的交线；4)Y轴：完成右手地心地固直角坐标系。CGCS2000的参考椭球为一等位旋转椭球。等位椭球(或水准椭球)定义为其椭球面是一等位面的椭球。CGCS2000的参考椭球的几何中心与坐标系的原点重合，旋转轴与坐标系的z轴一致。参考椭球既是几何应用的参考面，又是地球表面上及空间正常重力场的参考面。等位旋转椭球由4个独立常数定义----CGCS2000参考椭球的定义常数是：长半轴a=6378137.0m；扁率f=1/298．257222101；地球的地心引力常数(包含大气层)GM=3986004．418×E8m3s-2：地球角速度w=7292115．0×E-11radS-1。