行业资讯▏新一代国家坐标参考框架CGCS2000(2025)要来了,为什么要调整?


近日,新一代国家坐标参考框架CGCS2000(2025)项目推进会在西安召开,自然资源部国土测绘司、国家基础地理信息中心、中国测绘科学研究院、陕西测绘地理信息局等多家单位20余名代表参会。会议对新一代国家坐标参考框架建设进行了全面安排部署。

报道指出:新一代国家坐标参考框架建设是国家重大工程,是测绘地理信息数智化转型的重要基础支撑,主要建设内容是依托北斗基准站“一张网”,打造毫米级动态新一代坐标参考框架,配套完善高程、重力基准,构建动态维持、持续更新的现代化测绘基准体系,筑牢国家统一高精度时空定位底座,保障基准自主可控,服务自然资源监管、防灾减灾、低空经济、北斗产业化,支撑经济社会高质量发展。
现行的CGCS2000是2000.0历元的静态框架,我国地处欧亚、太平洋和印度洋板块交汇处,地壳运动活跃,如今经过二十多年来板块漂移、地壳形变,国内很多区域基准站点位发生偏移,普遍偏移0.3–0.6米,部分活跃区域最大超过1米,而且各地形变不均匀,不是统一平移,简单加一个改正数很难修好。
同时,北斗、精密工程、海洋/低空经济等新场景对毫米级动态基准提出刚需,并且要对齐国际最新ITR框架、实现基准自主可控。对海洋测绘工作来说,海岸带本身存在沉降、构造运动,长期用旧基准,水下测绘、海岸立体监测、海上平台定位会出现系统性偏差。
可以理解为,国家坐标系统本身没变,但它的“底座”从一张固定老地图,升级成了一个能随地球运动持续修正的动态基准。对普通用户感知不明显,但对测绘、导航、海洋、交通、灾害监测等领域会是基础性升级,并同步完善高程基准、重力基准。具体变化见下表所示。
属性 | CGCS2000原框架 | CGCS2000(2025) |
参考历元 | 2000.0 | 2025.0 |
国际对标 | ITRF97 | ITRF2020 |
框架性质 | 静态框架 | 动态框架,含站点速度场 |
维持方式 | 定期复测更新 | 动态、持续更新 |
精度目标 | 厘米级为主 | 目标达到毫米级维持能力 |
数据基础 | GPS/早期基准站为主 | 以北斗为核心,多技术融合 |
现在北斗高精度服务、自动驾驶、低空经济、海岸带立体监测、海底地形测绘、海上风电、形变监测、地震、海洋灾害预警等大量场景需要厘米、毫米级动态定位,静态基准只能做传统地形图,很难支撑实时、长时序、跨区域精密观测,改正模型复杂、一致性差。原框架更接近静态坐标框架,缺少持续更新的站点速度场,对跨省、跨海、长距离工程、智能驾驶、低空飞行、灾害形变监测等场景来说,现有坐标参考框架的精度和现势性都不够用。
当年建CGCS2000,控制点数量少、以静态成果为主,没有系统的地壳速度场。现在全国已建成三千多座北斗连续运行基准站(CORS)一张网,可以长期连续观测,既能给出2025.0历元坐标,同时输出每个站点的运动速度,变成一套可维持、可动态更新的时空基准,不再是一次性冻结的静态坐标系,核心数据源以北斗为主,可以提升自主可控水平。

当今,我国综合时空体系的建设蓬勃发展,北斗三号全球组网完成,全国卫星导航定位基准站网络显著拓展,为构建新一代坐标框架提供了丰富的国产数据资源。自主研发的高精度数据处理软件(BPE、GSTAR和PANDA等)已获得国际认可,为数据解算提供了可靠的软件基础。正在筹建的第四代北斗时空信息基础设施也迫切需要自主可控、更加精准的国家框架作为检校基础。
另外,自然资源监管、实景三维、低空经济、智能驾驶、空天信息、地震地灾监测、海洋测绘等,都需要统一、高精度、可动态更新的时空基准。对涉海场景尤其重要,比如海底控制网、航道测量、海上工程、海岸带监测,都需要更可靠的陆海统一基准支撑。
因此,为了解决CGCS2000的坐标框架存在的问题,以满足下一代北斗以及新兴产业和科学研究等对高精度动态国家坐标框架的需求,是时候采用自主研发软件处理国产数据,更新国家坐标框架,让CGCS2000更好地支撑我国未来的综合时空体系建设。
需要说明的是,坐标系的椭球参数本身不变,还是CGCS2000;更新的是坐标参考框架(CTRF)、参考历元(2025.0)、站点坐标和速度场模型,不是换一套新坐标系,属于“框架升级”,历史测绘成果会配套转换方案平稳过渡,不是直接作废。
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