问glonass 坐标系 格洛纳斯大地基准详解

glonass 坐标系是俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统所采用的大地坐标基准，全称是 PZ90 坐标系，也就是参数大地坐标系，它属于地心坐标系，坐标原点选在地球质心，用来统一格洛纳斯卫星轨道解算卫星位置解算接收机定位解算整套计算流程，格洛纳斯早期版本为 PZ90 1990，后续经过精度升级更新到 PZ90 2011，现在主流接收机兼容的就是升级后的 PZ90 2011，它和大家熟悉的 WGS84 坐标系参数非常接近，但是原点尺度定向仍然存在微小差异，直接混用坐标会产生厘米级到分米级的偏移，高精度测绘应用必须做坐标转换，普通车载手机定位一般可以忽略这个微小偏差。

坐标系基本定义

glonass 坐标系属于三维地心大地坐标系，三个核心要素是原点 坐标轴指向 尺度定义。原点位于地球的总质心，Z 轴指向国际协议原点也就是 CIO 定义的地球自转轴方向，X 轴指向本初子午面与赤道交点，Y 轴按照右手正交坐标系确定方向，椭球采用专门的参考椭球参数，不是随便选用通用椭球，所有格洛纳斯广播星历里面的卫星位置，都是以 glonass 坐标系也就是 PZ90 坐标系表达。

核心椭球参数表格

和 WGS84 坐标系对比

glonass 坐标系 PZ90 2011 经过修订之后，和 WGS84 实现了很高的一致性，两者差异已经压缩到厘米量级，但是本质上还是两套独立定义的基准，在高精度工程测绘 大地测量 控制网联测场景，不能直接认定坐标完全相等。

坐标转换实现要点

第一步 获取两套坐标系下公共控制点，公共点就是同时拥有 glonass 坐标系坐标和目标坐标系坐标的已知点。

第二步 选择转换模型，常用七参数布尔沙模型，包含三个平移参数 三个旋转参数 一个尺度参数，精度要求低的时候也可以选用四参数模型。

第三步 解算参数，把公共点坐标代入模型，计算出转换参数，同时检验残差，残差过大说明公共点分布不合理或者存在粗差。

第四步 坐标正算应用，拿到 glonass 坐标系下点位坐标，代入已经解算好的七参数，转换成目标坐标系坐标。

第五步 精度复核，使用独立检核点验证转换结果，确认误差满足项目要求。

接收机解算相关说明

普通 GNSS 接收机同时接收 GPS GLONASS 信号的时候，接收机内部会自动完成基准统一，把 glonass 坐标系下的卫星坐标转换到输出基准，很多设备默认输出 WGS84 坐标，用户不需要手动转换，但是如果做原始星历处理，拿到原始广播星历解算卫星位置，得到的卫星坐标仍然是 glonass 坐标系，这个时候就需要手动处理基准差异。

应用场景说明

glonass 坐标系主要服务格洛纳斯系统轨道确定，卫星定轨，用户接收机定位解算，高精度测绘，大地控制网，惯性导航组合导航，在普通消费级定位，导航手机车载导航，因为精度要求不高，微小偏移基本感知不到，但是在厘米级 RTK，工程放样，形变监测，这个基准差异就必须重视，否则会造成点位错误。

glonass 坐标系从最初 PZ90 1990 版本升级到 PZ90 2011 之后，基准精度大幅提升，和国际主流地心基准兼容性变好，它作为格洛纳斯系统底层坐标框架，是理解格洛纳斯定位原理的核心基础，做多系统 GNSS 融合解算的时候，必须清楚各个导航系统自带坐标系，做好基准统一，才能保证最终定位成果准确可靠。

【常见问题】

问题 1 glonass 坐标系全称是什么

回答 1 glonass 坐标系全称是 PZ90 大地坐标系，是格洛纳斯卫星导航系统专属的地心大地坐标系，当前主流版本为 PZ90 2011。

问题 2 glonass 坐标系可以直接等同于 WGS84 吗

回答 2 glonass 坐标系不能直接等同于 WGS84，虽然 PZ90 2011 和 WGS84 偏差只有厘米级，高精度测绘场景仍然需要进行 glonass 坐标系坐标转换。

问题 3 为什么接收机输出坐标不是 glonass 坐标系原始坐标

回答 3 接收机内部已经完成基准转换，会把 glonass 坐标系卫星位置统一到用户选定输出基准，所以常规输出不会直接显示 glonass 坐标系原始点位。

【免责申明】

本文内容仅为 glonass 坐标系技术科普介绍，相关参数和转换方案仅供学习参考，不构成测绘项目作业指导，正式工程作业请以官方最新规范和基准公告为准。