ITRS参考系和框架ITRF

国际地球参考系统ITRS是IERS发布的国际通用空间参考系标准。

其基本定义如下：
  • 原点为地球质心，包括海洋和大气。
  • 广义相对论框架下的某局部地球框架内尺度（米、m）。
  • 时间演变基准满足地壳无整体运动条件，即考虑了地壳运动带来的影响。

其空间直角坐标系定义如下：
  • Z轴从地球质心指向BIH 1984.0定义的协议地极CTP；
  • X轴从地球质心指向格林尼治平均子午面与CTP对应的赤道的交点；
  • Y轴与XOZ平面垂直构成右手系。

国际地球参考框架ITRF

国际地球参考框架ITRF是ITRS的具体实现。
IERS通过全球的ITRS观测网，由多种空间大测量技术（VLBI､SLR､LLR､GNSS、DORIS等）采集数据，得到观测站坐标和速度场，综合分析后得到国际地球参考框架ITRF和地球定向参数EOP。

ITRF每年在变化，规定ITRF的历元以年报形式发布，不同历元的站点定位数据可以相互转换。如ITRF1997，TRF2000， ITRF2005, ITRF2008, ITRF2014。

WGS-84坐标系

1984年世界大地坐标系统WGS-84是美国建立的GPS广播星历坐标系，即目前使用GPS采集的所有导航定位信息的初始坐标系。

其坐标原点为地球质心，其地心空间直角坐标系的Z轴指向BIH 1984.0定义的协议地极CTP方向，X轴指向BIH 1984.0的零子午面和CTP对应的赤道的交点，Y轴与Z轴、X轴垂直构成右手坐标系。
WGS-84坐标系

2000国家大地坐标系

参心坐标系的不足主要有以下几个方面，故需要采用新的大地坐标系代替。

  • 二维坐标系统造成了GNSS三维测量精度的损失。
  • 参考椭球参数过时。
  • 随着看见测量技术的运用，非动态坐标系已经不能满足要求。
  • 参考椭球短半轴指向过时。
  • 参考椭球定位日益需要采用地心定位。

2000国家大地坐标系（China Geodetic Coordinate System 2000，CGCS2000），于2008年7月1日启用，过渡期为8-10年，是我国的区域性地心坐标系统。

对我国测定的2000.0历元卫星大地测量数据（GPS A、B级网、总参测绘局布设的GPS一、二级网、中国地壳运动观测网三个空间网）在ITRF1997框架下联合平差，经过历元归算、板块运动改正、框架转换，计算得到各站点在历元2000.0下的坐标和速度场，建立CGCS2000坐标系，其相对精度达到10。

  • 参考椭球

采用ITRF1997框架规定的参考椭球常数，采用的基本参考椭球常数为长半轴、扁率、地心引力常数、自转角速度。

  • 定位

大地坐标系的原点为包括海洋和大气的整个地球的质量中心。

  • 定向

参考历元为2000.0的地球参考极方向。大地起始子午面平行于本初子午面。

  • 框架

CGCS 2000的框架采用ITRF 1997框架，2000.0历元。
即以国内的ITRF站点维持，以与ITRF站点联测的连续运行卫星定位基准站为基础建立动态地心坐标框架，在此基础上布设与动态基准站联测的准动态地心坐标框架。

  • 高程基准

高程基准面采用1985国家高程基准。

  • 空间直角坐标系坐标轴

Z轴由地球质心指向初始值为CTP，参考历元为2000.0的地球参考极方向。
X轴由原点指向格林尼治参考子午线与地球赤道面（历元2000.0）的交点。
Y轴与Z、X轴构成右手坐标系。