1. 北斗坐标系

一个全球卫星导航定位系统的基本任务是为全球用户提供可用性、完好性、连续性和精度符合规定要求的导航定位服务。卫星导航系统赖以导航定位的大地基准是其使用的坐标系。坐标系对导航定位系统的重要性不言而喻。坐标系在很大程度上决定了导航系统的性能，特别是导航定位的精度。另外，坐标系也是决定一个导航系统的国际兼容性和系统互操作性的重要因素。

毫无疑问，一个全球卫星导航系统的大地基准应是一个地心的全球坐标系。根据2013年12月发布的北斗卫星导航系统空间信号接口控制文件，北斗导航系统的大地基准采用2000中国大地坐标系(CGCS2000)。CGCS2000是我国的国家大地坐标系，2008年开始正式实施。从长远观点来看，一个卫星导航系统，应该采用属于自己的独立大地基准。GPS、GLONASS及Galileo均是如此。北斗导航系统采用独立于国家大地坐标系，采用自己的专用坐标系，当属正确决策。于是，就提出了“北斗坐标系”。2017年12月，中国卫星导航系统管理办公室发布的《北斗卫星导航系统空间信号接口控制文件公开服务信号B2a(1.0版)》正式规定，北斗导航系统采用专用坐标系——北斗坐标系。

2.北斗坐标系定义

2.1. 坐标系

北斗坐标系是北斗卫星导航系统的大地基准。英文名称是BeiDou coordinate system，缩写BDCS。

北斗坐标系通过参考历元的地面监测站坐标和速度实现，称为参考架。

北斗坐标系将通过重新实现使参考框架最现时化和精度最佳化。坐标系的每次实现，对应产生一个新的参考框架。

随着时间的推移，北斗坐标系将出现多个参考架。不同参考架的标识是BDCS(W×××)，括号内符号W×××标示该参考架开始执行的北斗系统时(BDT)第×××周的0秒。例如，BDCS(W465)、BDCS(W1002)分别标示从BDT时第465周0秒开始执行的参考框架和从BDT时第1002周0秒开始执行的参考框架。

2.2 坐标定义

北斗坐标系的原点、尺度与定向的定义如下。

原点：包括海洋和大气的整个地球的质量中心。
尺度：长度单位是m(SI)。这一尺度同地心局部框架的TCG时间坐标一致。
定向：在1984.0时初始定向与BIH的定向一致。
定向时间演变：定向随时间的演变使得整个地球的水平构造运动无整体旋转。

上述定义与IERS规范一致。

北斗坐标系为一右手直角坐标系。原点为地球质量中心，Z轴指向IERS参考极方向，X轴为IERS参考子午面与通过原点且同Z轴正交的赤道面的交线，Y轴完成右手直角坐标系。

CGCS2000参考椭球的几何中心与坐标系的原点重合，旋转轴与坐标系的Z轴一致。CGCS2000参考椭球为一等位旋转椭球，参考椭球面既是大地经纬度、高程的几何参考面，又是地球外部正常重力场的参考面。

北斗坐标系采用CGCS2000参考椭球，即CGCS2000坐标系的参考椭球，该参考椭球的定义常数和导出常数见表：

3 总结

(１)北斗系统采用专用的地心大地基准.

(２)北斗系统的大地基准中文名称是北斗坐标系,英文名称是 BeiDou coordinate system,英文缩写 BDCS.

(３)北斗坐标系的不同框架的标识是“BDCS (W×××)”,其中 W×××标示该框架自北斗系统时第×××周０秒开始执行.

(４)北斗坐标系的原点、尺度、定向与IERS 规范规定一致,参考椭球采用 CGCS2000椭球.

(５)北斗坐标系通过监测站坐标和速度与卫星星历实现.北斗坐标系还包括参考椭球、重力场模型、地球定向参数以及坐标转换参数等.

(６)北斗坐标系的首次实现,包括参考历元2010.0时８个监测站ITRF2014框架下坐标和速度,通过８个监测站４期 GNSS数据与62个国际 IGS站和27个国内陆态网络基准站数据的联合解算得到监测站坐标松弛解、框架对准与监测站坐标序列线性回归拟合得到.坐标标准差小于２mm,速度标准差小于１mm/a

参考文献

魏子卿, 吴富梅, 刘光明. 北斗坐标系[J]. 测绘学报，2019，48(7)：805-809. DOI: 10.11947/j.AGCS.2019.20190131，第一作者：魏子卿（中国工程院院士，研究方向为大地坐标系、大地边值问题及GNSS测量），编辑：张永超，初审：齐阳，审核：彭震中，版权归原作者及刊载媒体所有。

【GNSS】北斗坐标系相关推荐

学术交流丨魏子卿院士：北斗坐标系
来源:微信公众号中国测绘学会引文格式:魏子卿, 吴富梅, 刘光明. 北斗坐标系[J]. 测绘学报,2019,48(7):805-809. DOI: 10.11947/j.AGCS.2019.2019 ...
CGCS2000与WGS84、北斗坐标系的区别
CGCS2000与WGS84.北斗坐标系的区别 CGCS2000和1954或1980坐标系,在定义和实现上有根本区别.局部坐标和地心坐标之间的变换是不可避免的.坐标变换通过联合平差来实现.当采用模型变 ...
大坝安全监测变形位移监测 GNSS北斗高精度监测终端
计讯物联GNSS北斗高精度监测终端TN521下大坝安全监测,具备坝体深部位移倾斜监测.坝体内部渗流渗压监测.水位水流水雨量监测.水质生态监测等功能,对接管理云平台实现远程在线实时大坝安全.形变全方位动 ...
GNSS北斗GPS教学实验箱
学生实验: 1.了解北斗/GPS卫星接受原理,及系统的构成,覆盖范围和应用领域. 2.分别采集北斗 GPS数据,用测试软件观查星空图,定位状态,DOP值的大小从而分析比较. 3.双模天线的工作原理,安 ...
CGCS2000大地坐标系、北斗坐标系(BDCS)与WGS84坐标系的差异
参考: https://www.zhihu.com/question/35775670 查看全文 http://www.taodudu.cc/news/show-1600099.html 相关文章: ...
2000坐标系xy坐标几位_2000国家大地坐标系转换演示及实践应用专题培训研讨班...
各相关单位: 按照国务院关于推广使用2000国家大地坐标系(CGCS2000)的有关要求,自然资源部(原国土资源部.国家测绘地理信息局)已确定将全面使用2000国家大地坐标系. 为帮助相关从业人员及时 ...
地理坐标系和投影坐标系的联系_收藏| 地图投影系列介绍（二）——地理坐标系...
3.地理坐标系地球的形状与大小确定之后,还必须确定椭球体与大地水准面的相对关系,这项工作称为椭球定位与定向.与大地水准面符合得最好的一个地球椭球体,称为参考椭球体,是地球形体三级逼近. 说到这里, ...
北斗定位导航系统，北斗模块应用领域发展概况_北斗二号模块，北斗三号模块
提示:文章写完后,目录可以自动生成,如何生成可参考右边的帮助文档文章目录前言一.北斗系统概述 1.1 空间段 1.2 地面控制段 1.3 用户段 1.4 坐标系统 1.5 时间系统二.北斗系统 ...
北斗形变监测系统_一款基于北斗卫星定位边坡表面位移监测系统
一款基于北斗卫星定位边坡表面位移监测系统来源:网络 21世纪以来,我国公路建设的飞速发展大家有目共睹,公路基础设施的综合防护需求也是越来越大.而我国山地丘陵较多,地质灾害时有发生,有效的边坡安全监测 ...

【GNSS】北斗坐标系