坐标系统任意框架和历元转换研究

张子林

（1.惠州大亚湾经济技术开发区国土资源测绘所，广东 惠州 516081）

国际陆地参考系（ITRS）是国际应用最广泛、影响最深远的坐标系统，其具体实现的坐标框架称为国际陆地参考框架（ITRF）。很多国家本土独立坐标系都以ITRF为标准建立，比如我们国家的CGCS2000坐标[1-3]，对应于ITRF97框架的2000.0历元。由于地球内部（地壳）不断运动，造成地表站点的位移发生变化，坐标系统也就需要不断地维护更新核心站点的坐标，每隔一段时间（一般以年为单位）就需发布新的坐标框架。至今，ITRF已经发布了超10个版本，最新的框架版本是ITRF2014。

不同ITRF框架版本间有严密的数学模型转换[4]， 然而，由于对地壳具体运动程度不明确，框架内不同历元转换困难。有不少学者进行了深入研究，魏子卿院士提出4种方法解决历元转换难题，从精度、实用角度做了详细阐述；在Trimble开发的CenterPoint RTX后处理服务，也明确提供了全球地壳板块的改正模型；GAMIT/GLOBK软件在tables中提供了ITRF核心的速度场模型，能够实现不同历元 转换。

本文结合多年研究与工作经验，总结、梳理前人的研究成果，提出一整套详尽、可操作的实用方法，实现我国大陆地区ITRF任意框架、任意历元的坐标转换。同时，提出快速获取CGCS2000坐标的新方法。

1 坐标框架转换模型

同一历元下，不同的ITRF框架版本之间存在严密的数学模型转换，遵循空间直角坐标系的布尔莎七参数模型，在历元t时刻，转公式如下[5-6]：

式中，X,Y,Z表示原ITRF框架下的坐标；XS,YS,ZS表示目标框架下坐标；Tx、Ty、Tz表示两个框架版本坐标原点的三分量偏差值，单位是mm；……