CGCS2000与WGS84的区别
CGCS2000坐标系正式名称为2000国家大地坐标系，是以国际地球框架ITRF1997为参考，采用2000历元建立的区域性地心坐标系统，于2008年正式启用。WGS84为全球卫星定位系统（GPS）建立的一个全球地心坐标系统，WGS84是一个动态维持的坐标系统，几经修正后当前的WGS84（G1674）与ITRF2008在历元2005.0处一致。我找到了2008年-2009年的两篇论文，分别是魏子卿院士的《2000中国大地坐标系及其与WGS84的比较》和程鹏飞院长等著的《2000 国家大地坐标系椭球参数与GRS80和WGS84的比较》，然后参考论文内容尝试分析一下CGCS2000和WGS84存在多大区别。
大地坐标系有4个主要几何参数，两者有3个相同，分别是长半轴 ，地心引力常数 ，自转角速度 。只有扁率f不同，CGCS2000是f=1/298.257222101，WGS84是1/298.257223563。由此看出两者之间参数定义的区别是很小的，而这一点区别到底有多影响呢，程院长的论文给出的一个数字是：“给定点位在某一框架和某一历元下的空间直角坐标，投影到CGCS2000椭球和WGS84椭球上所得的纬度的最大差异相当于0.11mm。”需要注意的是，论文中比较的WGS84应该是2002年启用的WGS84（G1150），对应ITRF2000的2001.0历元。那么不同版本的WGS84之间差多少呢，这里有个参考，魏子卿院士论文中分析WGS84与ITRF2000的符合度为每分量1cm，进而分析出CGCS2000与WGS84是相容的，在坐标系实现精度范围内二者坐标是一致的。
这里有一些难整明白，补充一点个人说明。首先，WGS84和CGCS2000的初始参数都来源于GRS80椭球，而后分别于ITRF坐标框架进行了对应，因此二者在基本定义上是非常接近的；其次，ITRF不同框架间有极微小的差异，这个差异是可以采用7参数法进行转换的。所谓7参数是指两个大地坐标系可以通过x轴平移，y轴平移，z轴平移，x轴旋转，y轴旋转，z轴旋转，尺度比例7个参数进行转换，之前分析的每分量1cm可以近似理解为以地心为原点，椭球长半轴误差不到1cm，对比一下6378137m的长半轴长度，这个误差影响是非常微小的。
我过为什么要建设CGCS2000坐标系？
刚才分析了一通CGCS2000和WGS84的误差小到可以忽略，那为什么还要建立CGCS2000坐标系呢？直接用人家的不就完了！这其中还是有一些问题的。我参考了陈俊勇院士2003年发表的《关于中国采用地心3维坐标系统的探讨》，这篇论文是CGCS2000建设前期的一篇重要论文，文中对建立CGCS2000的必要性和可行性作了探讨，结合我个人体会聊一聊这个意义。
第一，当时我国迫切需要地心3维框架。大地坐标系表面上只是一堆坐标数字，但其背后深层次的意义在于为我国各项科学生产活动提供一个位置基准。在此之前，我国采用西安80坐标系，是非地心系，一般只能用作二维平面坐标使用，高程由85高程基准提供。在陆地使用尚可，对海域几乎是空白（海上不能作水准测量）；彼时，国内作为基准控制的5万多个天文大地控制点也存在很多损毁，坐标基准难以维持；此外由于卫星定位、实时定位的需求，西安80坐标系都显得不够用了。所以，我们建立一个自己的地心坐标框架是很必要的。
第二，坐标框架必须从底层开始建立。把西安80直接换成WGS84坐标行不行呢？当然是可以，但不科学。WGS84是通过GPS卫星及地面站观测维持的，这些观测数据都掌握在美国及一些国际组织手中。如果我们采用联测的方法建立WGS84国家控制网来做全国基准，会造成坐标框架基础数据的缺失。这样的缺失可能对于一般用途而言无所谓，但对于高精度、实时观测以及未来很多年之后的坐标框架发展就有影响了。因而我们采用原生的参数，覆盖全国的控制点以及持续动态的观测模式维系了一个能够完全为我们掌握的坐标框架，这是符合科学发展规律的。
第三，现代地心三维坐标系统必须要持续维持更新。大家都知道地球的表面是很复杂，地壳内部有着复杂的变动。一套坐标系统建立后，作为维系其基准的地面控制点不断的发生着微小变化，日积月累就足以影响实现精度。作为我国自行建立的坐标系及坐标框架，我们有能力持续维护这一系统，不断提高其精度。
第四，我们需要符合我国国情的坐标系统。WGS84是全球的，具体来说是为美国服务顺便服务全球。相对应的CGCS2000就是要专心为我国服务。在建立CGCS2000的过程中，我们维持了我国国土陆域、海域内的高精度，观测了全国范围的重力异常值，建立了高精度的全国似大地水准面（3维坐标系中获取的高程是大地高，需要通过似大地水准面精化后的高程异常来获得正常高，我国法定高程系统为正常高系统），相当于是对全国的一次全方位测绘，这一切都具有非常重要的意义。
第五，CGCS2000坐标系代表了大国自信。随着北斗定位系统从中国走向全球，CGCS2000坐标系也在探索建立全球框架。未来为什么大家都要用GPS呢？也可以都用北斗啊，用北斗当然就要用2000坐标系啊，我们来为你们维护高精度坐标基准，为你们提供实时定位服务，为你们进行坐标转换，这是大国科技发展的一种必然。
来源：知乎
作者：测绘小河马
链接：https://www.zhihu.com/question/35775670/answer/362106176
