8、令人纠结的WGS84坐标系
大量文献中都探讨了WGS84坐标系,并与CGCS2000坐标系做了详细比较。但是于事无补,我们想知道WGS84坐标与CGCS2000坐标到底差多少?关于这个问题,各种说法都有。有些网络RTK给用户既提供WGS84坐标,也提供CGCS2000坐标。有些WGS84坐标与CGCS2000坐标差几十公分,有些则很接近。WGS84坐标与CGCS2000坐标的差异不能一概而论,需要从历元、框架、精度和实现四个方面去比较,就可以得到明确的结论了。
WGS84坐标系与北斗坐标系并没有本质区别,为什么北斗坐标系不存在这些问题呢?这又是一个历史的误会。
过去把GPS测得的坐标都叫做WGS-84坐标,这种观念在早期码伪距单点定位时是正确的。而且由于其十米多的定位精度,也不需要考虑坐标的时变性。后来发展了高精度的相对定位和精密单点定位技术,这时解出的坐标已经不是WGS-84坐标了。但是这种观念和习惯一直延续至今。
WGS-84坐标如何转换到CGCS2000坐标?也不能一概而论,你必须先了解你的WGS-84坐标是如何得到的。或者通过与CGCS2000坐标比较,推断出WGS-84坐标的历元。最起码要保证一组WGS-84坐标是同一时期的坐标。这样才能合理选择采用动态或静态的方法转换。而《技术规范》里关于WGS-84坐标转换的叙述有明显错误。

CGCS2000椭球与GRS80和WGS84椭球推导几何参数比较
WGS-84坐标与CGCS2000坐标到底是什么关系?很简单,CGCS2000坐标是约定了历元和框架的ITRS坐标,WGS-84坐标则是没有约定历元和框架的ITRS坐标。同北斗坐标系一样,WGS-84坐标系只是一个卫星导航坐标系。
9、在学习中要有批判精神
现在的一些期刊、教科书,甚至规范中也存在错漏和不合理之处。我们在学习中一定要有批判精神,不能全信。有时候可能并不是你自己的错,但是只有自己搞懂了,才能心中有数、灵活处理。
某些资料中提到,西安80坐标转到CGCS2000坐标,椭球面积每平方公里应该减小0.939平方米。这个结论是用椭球面积公式计算出来的,只考虑了椭球大小变化对面积的影响,没有考虑椭球的径向平移,也没有考虑尺度缩放。因此,没有参考价值。事实上有些地方是每平方公里增加9平方米。这就需要一个更合理的估算公式。
在分丘图、宗地图、房屋平面图的坐标转换中,要求坐标转换到CGCS2000后面积不能改变。但是无论是坐标转换,还是实测CGCS2000坐标,面积必然会改变。那么只能牺牲精度来实现等面积转换了。
按照《技术规范》要求,动态转换时,应该先做历元归算,后做框架转换。对于2020.0历元的坐标,如果先做框架转换,后做历元归算,就会发现两种不同转换顺序得到的坐标差约250px。从逻辑上看,两个动态转换顺序都没有问题。那么,这250px差异从哪里来?
速度是用坐标拟合出来的,因此速度也有对应的参考框架。《技术规范》里的速度场模型忽略了速度的参考框架。就会导致这250px的差异。
结束语:
CGCS2000坐标转换千头万绪,会有各种情况。限于篇幅,这里只能列出一些普遍的共性问题。总之,只有理解原理,才能举一反三。