我国采用的坐标框架有参心和地心两种，测量过程中经常会遇到不同坐标系的问题，坐标系不同，同一坐标数据在实地不在同一点，而且相差距离比较大。了解我国坐标系统的“进化”过程非常有必要。
大地测量系统包括坐标系统、高程系统、深度基准和重力参考系统。与大地测量系统相对应，大地参考框架有坐标（参考）框架、高程（参考）框架和重力测量（参考）框架三种。所谓坐标框架，是指在大地坐标系或空间直角坐标系中精密测定了点位坐标的地面店的集合。大地测量坐标框架分为参心坐标框架和地心坐标框架。
一、参心坐标框架
传统的大地测量坐标框架是由天文大地网实现和维持的，一般定义在参心坐标系统中，是一种区域性、二维静态的地球坐标框架，是参心坐标系统的具体实现。常见的参心坐标系统有1954北京坐标系、1980西安坐标系等等。
1954年北京坐标系是采用苏联克拉索夫斯基椭圆体，在1954年完成测定工作的，所以叫“1954年北京坐标系”，我国地形图上的平面坐标位置都是以这个数据为基准推算的。
中华人民共和国成立以后，大地测量进入了全面发展时期，测量人员所进行的大地测量和测图工作迫切需要建立一个坐标系。由于当时的历史条件，暂时采用了前苏联的克拉索夫斯基椭球，并与前苏联1942年坐标系进行联测，通过计算建立了我国大地坐标系，它的大地原点不在北京，而是在前苏联的普尔科沃（Pulovo）。
苏联克拉索夫斯基椭球体
但由于受历史条件的局限，1954北京坐标系存在明显的缺陷，主要是：椭球参数有较大误差。克拉索夫斯基椭球差数与现代精确的椭球参数相比，长半轴约大109m；现代地球椭球应具有4个参数，既有几何参数又有物理参数。克拉索夫斯基椭球仅有2个几何参数，不能满足现代大地测量的需要；椭球定位所确定的椭球面与我国似大地水准面符合较差，由西向东存在着明显的系统倾斜，其数值最大达60余米；椭球短半轴指向不明确，与现在通用的地球极不一致；坐标精度较差。
为此，我国在1978年在西安召开了“全国天文大地网整体平差会议”，提出了建立属于我国自己的大地坐标系，即后来的1980西安坐标系。
1980国家大地坐标系采用地球椭球基本参数为1975年国际大地测量与地球物理联合会第十六届大会推荐的数据；该坐标系的大地原点设在我国中部的陕西省泾阳县永乐镇，位于西安市西北方向约60公里，故称1980西安坐标系，又简称西安大地原点；值得注意的是，该坐标系为中华人民共和国制定的国家大地坐标系，因此超出中华人民共和国范围的坐标值是没有意义的。
与54年的北京坐标系相比，1980西安坐标系整合了国际坐标系参数标准、消除了54北京坐标系建立时的换算误差、进行了高斯平面整体平差修正量的工作。
但随着时代发展，无论是1954北京坐标系还是1980先坐标系均存在精度偏低、无法满足新技术要求的缺陷。空间技术的发展成熟与广泛应用迫切要求国家提供高精度、地心、动态、实用、统一的大地坐标系作为各项社会经济活动的基础性保障。从技术和应用方面来看，现行坐标系具有一定的局限性，已不适应发展的需要。
首先，1980西安坐标系是经典大地测量成果的归算及其应用，但它的表现形式为平面的二维坐标；另外，随着科学技术的发展，国际上对参考椭球的参数已进行了多次更新和改善；再者，维持非地心坐标系下的实际点位坐标不变的难度加大，技术也逐步被新技术所取；最后，1980西安坐标系采用的椭球短半轴指向（JYD1968.0极原点）与国际上通用的地面坐标系椭球短轴的指向（BIH1984.0）不同。
二、地心坐标框架
地心坐标框架：坐标原点位于地球质心，由空间大地测量技术手段实现与维持，是全球性的、三维动态的坐标框架。例如我国的2000国家大地坐标系、WGS-84坐标系统、国际地面参考框架等等。
2000国家大地坐标系，是我国当前最新的国家大地坐标系，英文名称为China Geodetic Coordinate System 2000，英文缩写为CGCS2000。2000国家大地坐标系是全球地心坐标系在我国的具体体现，其原点为包括海洋和大气的整个地球的质量中心。Z轴指向BIH1984.0定义的协议极地方向（BIH国际时间局)，X轴指向BIH1984.0定义的零子午面与协议赤道的交点，Y轴按右手坐标系确定。2000国家大地坐标系采用的地球椭球参数如下：
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
采用2000国家大地坐标系具有科学意义，我国各领域的科学研究需要一个以全球参考基准为背景的、全国统一的、协调一致的坐标系统来处理问题；采用2000国家大地坐标系可对国民经济建设、社会发展产生巨大的社会效益；采用2000国家大地坐标系将进一步促进遥感技术在我国的广泛应用，发挥其在资源和生态环境动态监测方面的作用；采用2000国家大地坐标系也是保障交通运输、航海等安全的需要。
经国务院批准，我国于2008年7月1日起启用2000年国家大地坐标系。自2019年1月1日起，自然资源部全面停止向社会提供1954年北京坐标系和1980年西安坐标系基础测绘成果。如今统一使用2000国家坐标系从业者在坐标系转换的工作量应该可以减轻不少。
在启用2000坐标系后，短时间内还会有与54、80坐标系并行的过程，因此弄清楚使用的坐标系，复核周边实体参照物，准确确定施放工作点，在工作中的重要性显得尤为突出。虽不能说是差之毫厘，谬以千里，但在工民建及公路铁路建设中，其误差都是不可容忍的误差，测量无小事。
论文作者:李娜,王国军
论文发表刊物:《基层建设》2018年第34期
论文发表时间:2019/4/2
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