天津CGCS2000坐标系推广使用概论.pdf

天津市 CGCS2000 坐标系推广使用概论 天津市测绘院 (天津市西青区李七庄凌口，300381) 摘要：本文介绍了CGCS2000坐标系统在天津市的推广使用背景，说明了 天津市在建立天津市地理空间信息基准框架体系过程中与国家框架体系 保持一致的实施方案和天津市获得CGCS2000坐标成果的方法；讨论了动 态维护天津市地理空间信息基准框架过程中需要解决的问题，并实际分 析了TJ-CORS站点坐标分量年沉降率相对量，对城市CORS的动态维护具 有一定的借鉴意义。 关键词：CGCS2000坐标系统；CORS；天津市； 0 CGCS2000 在天津市的推广使用背景 随着经济的快速增长和城市基础设施建设的快速推进，为使我国大地坐标系 能够更好的适应新的情况和需要，测绘主管部门进行充分的技术准备，于 2008 年7月1 日正式启用2000国家大地坐标系（China Geodetic Coordinate System 2000，CGCS2000），所定义的三维地心坐标系统CGCS2000与迄今为止比较符合客 观实际的国际通用地面参考系统（ITRS）的定义在原则上保持一致。 在启用CGCS2000坐标系前，天津市沿用的平面测绘基准为1990年天津市任 意直角坐标系（简称天津 90 坐标系），高程基准为 1972 年天津市大沽高程系。 现有的天津90坐标系沿用的是BJ54椭球及相关参数，是一个局部参心坐标系统， 不能满足空间测量应用；历史原因造成了该基准定义缺乏时空动态信息，现势性 差，难以维持且控制精度低，作为现代大地测量的起算基准已经不能满足天津市 城市建设的快速发展对高测量精度标准的要求。受人为和自然的影响，每年约有 10%左右的平面和高程点被损毁。采用新技术，建立新的高精度城市大地测量基 准备受推崇，而且迫在眉睫。 国家测绘局 2004 年启动了“华北地区大地水准面精化”项目，为了更好的 配合国家测绘局的该项工作，需要结合天津市的实际情况建立天津市的高精度、 动态、三维、多功能的大地基准框架体系和精化天津市的大地水准面。在国家基 础地理信息中心的指导下，从 2004 年 1 月开始，天津市测绘院负责整个项目的 组织实施，并由国家基础地理信息中心、中国地震局第一监测中心和天津市测绘 院的相关专家组成项目技术顾问组。 天津市目前的地理空间信息大地基准框架由均匀分布在天津市的12个CORS 站点来实现，天津市统一的高程基准由天津市精化的大地水准面模型来维持。目 前整个体系运行情况良好，但仍然有很多问题需要解决。 1 天津市获得 CGCS2000 坐标的方法和途径 1.1 总体技术路线 按照与国家地理空间信息基准框架接轨，并与国家测绘基准保持一致的思 想，将天津市测绘基础控制建设和精化天津市区域大地水准面工作相结合，利用 GPS技术、水准测量技术和重力测量技术，按照逐级控制、逐级布网、统一规划、 整体设计的原则，首先布设天津市GNSS连续运行参考站站点，再以GNSS连续运 行参考站及 CGCS2000 国家 GPS 大地控制网为基础，均匀布设 GPS 框架网（A、B 级网）和城市控制网（C级网）。 结合天津地区的实际情况及GPS C级网点联测高程的需要，在原有一、二等 水准网的基础上布设覆盖全市域的二等水准网。 对新建国家二等水准点和GPS A、B级网点进行加密重力测量。 通过 GPS、水准、重力等测量，建立和维持集 GPS、水准于一体的天津市大 地基准控制网，形成高精度、三维、多功能的控制成果；并以此为基础，充分利 用现有重力场资料，结合 GPS、水准、DEM 数据，获取高精度、高分辨率的区域 似大地水准面。 1.2 实施方案 实施方案共分四个步骤进行。 1). 建立天津GNSS连续运行参考站网系统（TJ-CORS） GNSS 连续运行参考站系统是天津市地理空间信息基准框架的基础，起着动 态维护天津市地理空间信息基准框架、保持与国家框架统一的作用。在天津市1 万1千平方千米的地域，建立了12个GNSS连续运行参考站。 参考站的建设采取“共建共享、总体布网、各单位分别实施维护”的原则进 行。由天津市测绘院、天津市地面沉降工作办公室、天津市地址调查研究院、中 国地震局第一监测中