坐标系统介绍
工程测量常用的坐标系统
工程测量常用的坐标系统工程测量是指在工程建设过程中，利用测量仪器和技术手段进行的各种测量工作。
在工程测量中，常常需要使用不同的坐标系统来描述和定位点位，以便准确地获取和处理测量数据。
本文将介绍工程测量中常用的坐标系统及其特点。
1. 地心坐标系统地心坐标系统是一种以地球质心为原点建立的坐标系统。
在工程测量中，常用的地心坐标系统有地心直角坐标系统（XYZ）和地心经纬度坐标系统（BLH）两种。
1.1 地心直角坐标系统（XYZ）地心直角坐标系统是一种以地球质心为原点，以地球自转轴方向为X轴，垂直于地球自转轴的平面为XY平面，同时与X轴和Y轴相交的Z轴垂直朝上的直角坐标系统。
该坐标系统常被用于大地测量、大地坐标转换等领域。
1.2 地心经纬度坐标系统（BLH）地心经纬度坐标系统是一种以地球质心为原点建立的坐标系统，以地球自转轴为Z轴，垂直于地球自转轴的平面为经度方向，同时与经度方向和Z轴所含平面为纬度方向的坐标系统。
该坐标系统常被用于导航、卫星定位等应用领域。
2. 大地坐标系统大地坐标系统是一种基于大地椭球模型的坐标系统。
在工程测量中，常用的大地坐标系统有高斯投影坐标系统、UTM坐标系统等。
2.1 高斯投影坐标系统高斯投影坐标系统是一种将地球表面的点通过某种投影方式投影到平面上的坐标系统。
该坐标系统常被用于大规模测量及工程测量中的平面坐标定位。
2.2 UTM坐标系统UTM（Universal Transverse Mercator）坐标系统是一种基于高斯投影的大地坐标系统，在全球范围内被广泛使用。
UTM坐标系统将地球表面分为60个纵向带和20个横向带，以每个带的中央经线作为Y轴，以赤道作为原点，以米为单位进行地图投影。
3. 工程坐标系统工程坐标系统是一种以工程项目为基准建立的坐标系统。
在工程测量中，常用的工程坐标系统有工程局部坐标系统和工程全局坐标系统。
3.1 工程局部坐标系统工程局部坐标系统是指以工程项目的某一特定点为原点，以特定方向为参考，建立的坐标系统。
坐标系统知识点总结
坐标系统知识点总结1. 坐标系统的概念及历史坐标系统是用来描述物体在空间位置的一种数学工具。
它的起源可以追溯到古代希腊的几何学，当时人们已经使用了直角坐标系来描述平面上的几何图形。
后来，随着数学和物理学的发展，坐标系统的概念逐渐被推广到了三维空间，并且衍生出了更复杂的矢量坐标系等。
2. 坐标系统的类型在数学和物理学中，常见的坐标系统主要包括直角坐标系、极坐标系、柱坐标系、球坐标系等。
其中直角坐标系是最为常见的一种，它是由两条互相垂直的直线（通常被称为x轴和y轴）确定的。
极坐标系则是通过一个原点和一个单位向量来确定空间中的一个点，而柱坐标系和球坐标系分别是用一个点和两个点来确定空间中的一个点。
3. 坐标系的性质不同的坐标系有不同的性质，比如直角坐标系中的两个坐标轴是互相垂直的，极坐标系中的极轴是由原点向外延伸的直线等。
这些性质可以帮助我们更好地理解和应用坐标系统。
4. 坐标变换在实际问题中，有时候我们需要将一个点在一个坐标系中的位置转换到另一个坐标系中。
这时，就需要进行坐标变换。
通常来说，坐标变换可以通过矩阵乘法或者三维空间中的旋转、平移等变换来实现。
5. 坐标系在物理学中的应用在物理学中，坐标系统是一个非常基础的工具。
比如，我们可以用直角坐标系来描述一个物体在空间中的位置，用极坐标系来描述一个物体的运动轨迹等。
坐标系统的应用可以帮助我们更好地理解和解释物理现象。
6. 坐标系统在工程学中的应用在工程学中，坐标系统同样是一个非常重要的工具。
比如，在机械设计中，我们可以用坐标系统来描述一个零件的尺寸和形状，用坐标变换来实现零件的运动等。
在电子工程中，坐标系统同样有着广泛的应用。
总之，坐标系统是数学和物理学中的一个基础概念，它在各个领域都有着广泛的应用。
对坐标系统的深入理解和熟练运用，可以帮助我们更好地理解和解释各种现象，提高工程设计和科学研究的效率。
测绘技术中常用的坐标系统解析
测绘技术中常用的坐标系统解析引言测绘技术作为一门专业领域，涉及到了地理空间信息的收集、处理和展示。
在测绘过程中，坐标系统是一个至关重要的概念，用于描述和定位地球上的各个点。
不同的坐标系统适用于不同的应用场景，本文将对测绘技术中常用的坐标系统进行解析。
一、经纬度坐标系统经纬度坐标系统是最为人熟知的坐标系统之一，也是最基本的坐标系统。
经度表示地球上某一点位于东西方向上的相对位置，使用度数来表示，东经为正，西经为负；纬度表示地球上某一点位于南北方向上的相对位置，同样使用度数来表示，北纬为正，南纬为负。
经纬度坐标系统广泛应用于地理导航、地图制作等领域。
二、平面直角坐标系统平面直角坐标系统适用于相对较小的区域，通过确定一个原点和两个相互垂直的坐标轴来描述地理位置。
该坐标系统常见的表示方式是笛卡尔坐标系，其中X 轴表示东西方向，Y轴表示南北方向。
平面直角坐标系统主要应用于城市规划、土地测绘等方面。
三、UTM坐标系统UTM（Universal Transverse Mercator）坐标系统适用于全球范围内的地理位置表达，通过一个虚拟的网格系统将地球划分为60个地带。
这种坐标系统使用东北方向的坐标值来表示地理位置。
UTM坐标系统在军事、航空等领域广泛应用，因为它能够更精确地定位目标。
四、高程坐标系统高程坐标系统用于描述地球上某一点相对于某一标准水平面的高度。
在测量过程中，参照物可以是平均海平面、椭球体表面等。
高程坐标系统在工程测量、地质勘探中具有重要意义。
其中高程的表示方式有大地水准面、椭球面、本地大地水准面等多种。
五、三维坐标系统三维坐标系统用于描述地球上的点在立体空间中的位置。
除了经纬度和高程，三维坐标系统还包含一个垂直于地球表面的轴，通常被称为Z轴。
在三维地理信息系统中，这种坐标系统被广泛应用于地铁、隧道等三维工程。
六、局部坐标系统局部坐标系统是相对于一个固定的基准点而言的，例如一个建筑物的角点。
局部坐标系统的优势在于增加了测量的准确性，减少了误差的传递。
各种坐标系统讲解
正常高系统是以似大地水准面为基准的高程系统。某点的正常高是 该点到通过该点的铅垂线与似大地水准面的交点之间的距离，正常高用 HY ，我国采用似大地水准面。
1．各种坐标系统
高程系统
大地水准面差距，即大地水准面到参考椭球面的距离，记为 hg hg= H – Hg
高程异常，即似大地水准面到参考椭球面的距离，记为ξ ξ= H - HY
2．点校正
点校正的含义
点校正就是求出WGS-84和当 地平面直角坐标系统之间的数学 转换关系（转换参数）。
在工程应用中使用GPS卫星定位系统采集到的数据是WGS-84坐标系数据, 而目前我们测量成果普遍使用的是以1954年北京坐标系或是地方（任意|当 地）独立坐标系为基础的坐标数据。因此必须将WGS-84坐标转换到BJ-54坐 标系或地方(任意)独立坐标系。
2．点校正
GPS点校正
WGS-84
平面坐标系
• 把GPS坐标系统转换到我们的当地平面坐标系统 • 包括基准转换、投影、 水平 & 垂直平差
注：此独立坐标系是以北京54椭球为参考椭球的坐标系统。
2．点校正
WGS84与当地坐标系(北京54椭球)的转换即参数转换的, 具体过程：
1、（B、L）84——（X、Y、Z）84，空间大地坐标到空间直角坐标的转换。 2、（X、Y、Z）84——（X、Y、Z）54，坐标基准的转换，即Datum转换。通
为了减少投影变形或满足保密需要，也可使用独 立（地方）坐标系，坐标原点一般在测区或城区中部， 投影面多为当地平均高程面。
1．各种坐标系统
高程基准
测量学中常用的坐标系统有哪些
测量学中常用的坐标系统有哪些测量学是一门研究测量、测量误差和测量数据处理的学科。
在测量学中，坐标系统是一种常用的表示和描述物体位置的方法。
不同的测量任务和应用需要采用不同的坐标系统。
本文将介绍测量学中常用的几种坐标系统以及它们的应用。
直角坐标系统直角坐标系统是最常见且简单的坐标系统之一。
在直角坐标系统中，一个点的位置可以由它在x、y和z三个轴上的投影表示。
该坐标系统以一个基准点为原点，以三个相互垂直的轴为基准线建立。
其中x轴是水平的，y轴是垂直于x轴的，z轴与x、y轴垂直，指向上方。
直角坐标系统常用于描述平面和空间中的点、直线、平面和体积等。
极坐标系统极坐标系统是一种以点到一个固定点的距离和点与某个参考方向之间的角度来描述点的位置的方法。
在极坐标系统中，一个点的位置由它的极径和极角确定。
极径是点到原点的距离，极角是点与正x轴之间的逆时针角度。
极坐标系统常用于描述环形体、天文学中的星体位置等。
大地坐标系统大地坐标系统用于描述地球上的位置。
地球是一个近似于椭球体的三维曲面，因此使用直角坐标系统或极坐标系统不够精确。
大地坐标系统采用经纬度和海拔来描述地球上的点。
经度表示点在东西方向上的位置，纬度表示点在南北方向上的位置，海拔表示点到地球表面的垂直距离。
大地坐标系统常用于测量地理位置和导航等应用。
高斯坐标系统高斯坐标系统是一种广泛应用于测量学中的坐标系统，它将平面或空间的位置表示为两个坐标值。
在高斯坐标系统中，一个点的位置由它到两条坐标线的距离确定。
高斯坐标系统常用于测量工程和测量地理学中的点的位置。
本征坐标系统本征坐标系统用于描述物体在自身坐标系下的位置。
在某些测量任务中，物体的姿态和形状对测量结果具有影响。
本征坐标系统通过描述物体自身的形状和方向来表示物体的位置和姿态。
本征坐标系统常用于计算机视觉、机器人学和三维扫描等领域。
总结测量学中常用的坐标系统包括直角坐标系统、极坐标系统、大地坐标系统、高斯坐标系统和本征坐标系统。
测绘技术中常见的地理坐标系统介绍
测绘技术中常见的地理坐标系统介绍地理坐标系统是测绘技术中非常重要的一部分。
它是一种将地球上的点映射到一个平面坐标系上的方法。
在测绘和地理信息系统领域，地理坐标系统被广泛应用于地图制作、空间分析和导航等方面。
本文将介绍几种常见的地理坐标系统。
一、经纬度坐标系统经纬度坐标系统是最常见的地理坐标系统之一。
它使用两个角度值表示地球上的点的位置，即纬度和经度。
纬度是指距离地球赤道的角度，以北纬和南纬来表示。
经度是指距离本初子午线（格林威治子午线）的角度，以东经和西经来表示。
经纬度坐标系统是国际通用的地理坐标系统，在全球范围内都能使用。
二、UTM坐标系统UTM（通用横轴墨卡托投影）坐标系统是一种常用的平面坐标系统。
它将地球表面划分成60个纵向带和8个横向带，每个带的宽度为6度。
UTM坐标系统使用东北坐标来表示地球上的点的位置，与经纬度坐标系统相比，UTM坐标系统更适合局部区域的测量和制图。
因为UTM坐标系统采用了投影转换，可以提供更准确的距离和面积测量结果。
三、高斯-克吕格坐标系统高斯-克吕格坐标系统是一种常用的平面坐标系统，特别适用于大范围的测量和制图。
它将地球表面划分成若干个投影带，每个带都采用高斯投影。
高斯-克吕格坐标系统使用东北坐标来表示地球上的点的位置，与UTM坐标系统相似，但其投影方式略有不同。
高斯-克吕格坐标系统在国内地理测绘工程中广泛使用。
四、Web墨卡托投影Web墨卡托投影是一种常用的平面坐标系统，特别适用于Web地图应用。
Web墨卡托投影使用墨卡托投影的方式将地球表面划分为矩形网格，并将每个网格点映射为二维网格坐标。
Web墨卡托投影在地理信息系统和在线地图服务中得到广泛应用，能够提供快速的地图加载和高效的空间分析。
总结起来，地理坐标系统在测绘技术中具有重要的地位和意义。
无论是经纬度坐标系统、UTM坐标系统、高斯-克吕格坐标系统还是Web墨卡托投影，它们都为我们提供了不同的方式来表示地球上的点的位置。
坐标系统
地球坐标系 • 大地坐标系 • 空间直角坐标系 天球坐标系 • 天球空间直角坐标系 • 天球球面坐标系
地球坐标系
地心空间直角坐标系
• 坐标原点在地球质心， Z轴与地球平均自转轴 重合，即指向某一时刻 的平均北极点；X轴指 向格林尼治平均子午面 与赤道面的交点Ge，Y 轴与此平面垂直，指向 东为正构成右手系。
的交点
天球概念
天球空间直角坐标系 s(x, y, z)
• 原点o位于地球质心，z轴指向天球北极， x轴指向春分点，y轴垂直于xoz平面与x和 z轴构成右手系
天球球面坐标系 s(,,r)
• 原点o位于地球质心，赤经 为含天轴和 春分点的天球子午面与过天体s的天球子 午面的夹角；赤纬 为原点至s连线与天 球赤道面的夹角，向径长度r为原点至s的 距离
• 地球进动造成的恒星坐标发生变化的现象，公元前两世纪 古希腊的天文学家就已发现。
• 现在，北天极正好在北极星附近，所以天体的周日视运动 围绕北极星旋转，北极星成为北天极的标志。由于岁差， 天极会围绕黄极以25800年的周期画一个半径23.5度的圆圈 。这意味着北天极的标志一直在周期性地变换着主角。
• 很容易推测，大约在公元前3000年左右，北极星是天龙座α 星
• 大约在公元13600年的时候，地球的进动几乎正好绕过了半 圈，天极转到了现在北极星的对面，织女星将成为地球上 的北极星，到那个时候，我们的子孙就会看到“天上的群星 朝织女”的景象了。
• 岁差现象不但使北极星(二)
参考点？
第二章 坐标系统
天球坐标系与地球坐标系 • 与地球体固连在一起且与地球同步运动
的坐标系，其中以地心为原点的坐标系 则称为地球坐标系
• 另一类是空间固定的坐标系，与地球自 转无关，称为惯性坐标系或天球坐标系 ，主要用于描述卫星和地球的运行位置 和状态。
测绘技术中常见的坐标系统介绍
测绘技术中常见的坐标系统介绍在测绘领域中，坐标系统是一个非常关键的概念。
它的作用在于将地球上的点与数学上的坐标相对应，从而达到精确定位的目的。
在这篇文章中，我们将介绍一些常见的测绘坐标系统，以及它们的特点和应用。
1. WGS84（World Geodetic System 1984）WGS84是目前最常用的大地坐标系，被广泛应用于全球卫星导航系统（GNSS）定位和测绘工作中。
它以椭球体模型为基础，在全球范围内提供标准的经纬度坐标，适用于测量地球上各个点的位置。
WGS84的优势在于精度高且覆盖范围广，但受到地球形状和重力畸变的影响，在极地地区精度会有所下降。
2. UTM（Universal Transverse Mercator）UTM是全球通用的投影坐标系统，适用于局部地理区域的测量和绘制。
它将地球表面划分为若干个投影带，每个带都采用了横轴墨卡托投影，从而保证了在该投影带内的点的坐标精度。
UTM坐标以东西向的X坐标和南北向的Y坐标表示，单位为米。
UTM的优点在于能够提供良好的尺度和精度，适合于大规模的测绘工程。
3. 地方坐标系统地方坐标系统又称为本地坐标系统，主要用于小范围的地理测量和地方性的工程项目。
它基于特定的数学模型和局部控制点，将区域内的点与局部坐标相对应。
地方坐标系统在城市规划、建筑工程和地下管线布局中特别有用。
由于地方坐标系统的参考基准点是局部控制点，所以在不同地区之间无法直接进行坐标的转换。
4. 坐标系统转换在实际测绘工作中，经常需要将不同的坐标系统进行转换。
这样可以实现不同数据源之间的协调，并提高测绘成果的准确性和一致性。
常用的坐标系统转换方法包括参数法、大地转换法和仿射变换法。
通过这些方法，可以将不同的坐标系统之间的坐标进行精确定位。
总结：坐标系统在测绘技术中起到了至关重要的作用，它能够帮助我们在地球表面实现精确的定位。
在实际应用中，我们常见的测绘坐标系统包括WGS84、UTM和地方坐标系统。
测绘技术中常用的坐标系统
测绘技术中常用的坐标系统在现代测绘技术中，坐标系统扮演着极其重要的角色。
它们是用来确定地球表面上任意点位置的数学工具，也是导航、地理信息系统（GIS）和地图制作的基础。
本文将介绍几种常用的坐标系统，并探讨它们在测绘应用中的作用。
1. 地理坐标系统地理坐标系统是最常见的一种坐标系统，它使用经度和纬度来确定地球上任意点的位置。
经度是指从地球中心到某一点的弧长，以东经和西经为正负；纬度是指从地球赤道到某一点的弧长，以北纬和南纬为正负。
地理坐标系统常用于导航系统、全球定位系统（GPS）和地球物理测量等领域。
2. 投影坐标系统投影坐标系统是将地球上的三维坐标转换为二维坐标的方式。
由于地球是一个球体，将其展示在平面地图上必然会有形变产生。
投影坐标系统通过采用不同的投影方法来解决这个问题。
常见的投影坐标系统有等角、等积和等距三种类型。
等角投影保持角度的相对大小不变，适用于航空制图和地图制作；等积投影保持面积的相对大小不变，适用于地理统计和地理分析；等距投影保持距离的相对大小不变，适用于测量和导航。
3. 大地坐标系统大地坐标系统是一种以地球的形状和尺寸作为基础的坐标系统。
地球并非一个完美的球体，而是一个稍微扁平的椭球体。
大地坐标系统通过椭球面上的经、纬度坐标来确定地球上任意点的位置。
在大地测量学中，还使用了高程数据来确定点的三维位置。
大地坐标系统广泛应用于测量、地理信息系统和地图制作等领域。
4. 工程坐标系统工程坐标系统是一种局部坐标系统，它基于一定的参考点和坐标轴建立。
这种坐标系统适用于小范围内的工程项目，如建筑物、道路和桥梁等。
工程坐标系统的优势在于可以简化测量和计算过程，并提供更准确的坐标信息。
5. 本地坐标系统本地坐标系统是基于特定地区的参考点和坐标轴建立的坐标系统。
它适用于局部地理数据的处理与分析，如城市规划、土地管理和资源调查等。
本地坐标系统的建立需要依靠地面控制点的测量和坐标转换技术，以确保数据的准确性和一致性。
测量常见的三种坐标系统
测量常见的三种坐标系统引言在测量和空间定位领域，坐标系统是一个重要的概念。
不同的坐标系统具有不同的表示方式和适用范围。
本文将介绍三种常见的坐标系统：笛卡尔坐标系统、极坐标系统和球坐标系统，并分析它们在测量和定位中的应用。
1. 笛卡尔坐标系统笛卡尔坐标系统是最常见和常用的坐标系统之一。
它以直角坐标系的形式表示空间中的点。
该系统使用三个数值（x，y，z）来描述一个点的位置，其中x表示点在x轴上的位置，y表示点在y轴上的位置，z表示点在z轴上的位置。
这三个轴相互垂直，并形成一个三维坐标系。
笛卡尔坐标系统可以被广泛应用于测量和定位领域。
例如，在建筑工程中，可以使用笛卡尔坐标系统来测量和定位建筑物的各个部分。
在制图和计算机图形学中，也常使用笛卡尔坐标系统来描述二维或三维物体的位置和形状。
2. 极坐标系统极坐标系统以极坐标的形式来表示空间中的点。
该系统使用两个数值（r，θ）来描述一个点的位置，其中r表示点到原点的距离，θ表示点与正x轴的夹角（以弧度表示）。
极坐标系统在某些特定场景下具有一定优势。
例如，在天文学领域中，极坐标系统常被用来表示天体的位置。
极坐标系统也在雷达测量和声纳定位等领域中得到广泛应用。
3. 球坐标系统球坐标系统是另一种常见的坐标系统。
它将一个点的位置表示为半径（r）、极角（θ）、方位角（φ）这三个值的组合。
球坐标系统在描述三维空间中的物体位置时具有特定的优势。
例如，在天体观测中，球坐标系统能够更好地描述天体的位置和运动。
此外，在地球测量中，球坐标系统也被广泛用于定位和距离测量。
应用比较在实际应用中，选择合适的坐标系统对于测量和定位的精度和效果至关重要。
以下是三种坐标系统的应用比较： - 笛卡尔坐标系统提供了直观和简便的描述空间中点位置的方式，适用于大多数情况下的测量和定位。
它能够准确描述物体在三维空间中的位置，但对于特定场景并不具备特殊优势。
- 极坐标系统在描述点之间的距离和角度关系时更为直观。
测绘技术中常见的坐标系介绍
测绘技术中常见的坐标系介绍导语：在测绘技术中，坐标系是一个非常重要的概念，它能够准确描述和定位地理信息。
本文将介绍测绘技术中常见的坐标系，包括地理坐标系、平面坐标系和投影坐标系，并讨论它们的应用和特点。
一、地理坐标系地理坐标系是用来表示地球上某一点位置的坐标系。
它的基本单位是度，可以精确到小数点后的位置。
地理坐标系一般使用经度和纬度来表示地球上的点，经度表示东西方向上的位置，纬度表示南北方向上的位置。
地理坐标系的一个重要特点是它能够保持地球表面真实的地理形状和地理距离。
这是因为地理坐标系是基于地球表面的椭球体模型来定义的，所以在测量和计算时能够考虑地球的曲率和形变。
地理坐标系在地理信息系统（GIS）中得到广泛应用。
通过使用地理坐标系，我们可以准确地描述和分析地球上的各种地理信息，如地图、空间数据和遥感图像。
二、平面坐标系在实际的测绘和地图制作中，为了方便表示和计算，通常会将地理坐标系投影到一个平面上，形成平面坐标系。
平面坐标系可以将地球上的三维点投影到一个二维坐标系中，使其落在平面上。
常见的平面坐标系有UTM坐标系、高斯-克吕格坐标系等。
这些平面坐标系使用不同的投影方法来将地理坐标转换为平面坐标。
平面坐标系的一个重要特点是它可以忽略地球的曲率和形变，从而简化测量和计算。
但是由于投影过程中会引入一定的误差，所以在大范围地图制作中需要考虑投影误差的修正。
三、投影坐标系投影坐标系是基于平面坐标系的一种特殊表示方法。
它使用一组坐标轴来表示地图上的点，并通过投影方法将地图上的点与地理坐标进行对应。
投影坐标系通常使用笛卡尔坐标系的形式，以米或英尺为单位。
它在地图制作和测绘工程中广泛应用，能够准确表示和测量实际地图上的位置和距离。
不同的地区和国家使用不同的投影坐标系，如横轴墨卡托投影、兰伯特投影等。
这些投影坐标系在保证地图形状的同时，还能控制地图上的形变和比例尺。
投影坐标系在工程测绘、地图制作、导航和地图分析中都有重要应用。
测量中常用的坐标系统
测量中常用的坐标系一、坐标系类型1、大地坐标系定义：大地测量中以参考椭球面（不准确）为基准面建立起来的坐标系。
一定的参考椭球和一定的大地原点上的大地起算数据，确定了一定的坐标系。
通常用参考椭球参数和大地原点上的起算数据作为一个参心大地坐标系建成的标志。
大地坐标（地理坐标）：将某点投影到椭球面上的位置用大地经度L和大地纬度B表示，（ B ， L）统称为大地坐标。
大地高H：某点沿投影方向到基准面（参考椭球面）的距离。
在大地坐标系中，某点的位置用（B ， L，H）来表示。
2、空间直角坐标系定义：以椭球体中心为原点，起始子午面与赤道面交线为X 轴，在赤道面上与X轴正交的方向为Y轴，椭球体的旋转轴为Z轴。
在空间直角坐标系中，某点的位置用（X，Y，Z）来表示。
3、平面直角坐标系在小区域进行测量工作若采用大地坐标来表示地面点位置是不方便的，通常采用平面直角坐标系。
测量工作以x轴为纵轴，以y轴为横轴投影坐标：为了建立各种比例尺地形图的控制及工程测量控制，一般应将椭球面上各点的大地坐标按照一定的规律投影到平面上，并以相应的平面直角坐标表示。
4、地方独立坐标系基于限制变形、方便、实用和科学的目的，在许多城市和工程测量中，常常会建立适合本地区的地方独立坐标系，建立地方独立坐标系，实际上就是通过一些参数来确定地方参考椭球与投影面。
二、国家大地坐标系1.1954年北京坐标系（BJ54旧）坐标原点：前苏联的普尔科沃。
参考椭球：克拉索夫斯基椭球。
平差方法：分区分期局部平差。
存在问题：（1）椭球参数有较大误差。
（2）参考椭球面与我国大地水准面存在着自西向东明显的系统性倾斜。
（3）几何大地测量和物理大地测量应用的参考面不统一。
（4）定向不明确。
2.1980年国家大地坐标系（GDZ80）坐标原点：陕西省泾阳县永乐镇。
参考椭球：1975年国际椭球。
平差方法：天文大地网整体平差。
特点：（1）采用1975年国际椭球。
（2）参心大地坐标系是在1954年北京坐标系基础上建立起来的。
测量学中常用的坐标系统
测量学中常用的坐标系统1. 引言在测量学中，坐标系统是一种基本的工具，用于描述和表示物体或空间中的位置。
坐标系统能够帮助我们精确地测量和定位目标，是测量学中不可或缺的概念。
本文将介绍测量学中常用的三种坐标系统：直角坐标系统、极坐标系统和球坐标系统。
2. 直角坐标系统直角坐标系统是最常见的一种坐标系统，也被称为笛卡尔坐标系统。
它以直角坐标轴为基础，将平面或空间划分为多个区域。
在二维直角坐标系统中，我们通常使用x轴和y轴来表示平面上的点的位置。
点的位置通过两个坐标值(x, y)来确定，其中x表示与x轴的距离，y表示与y轴的距离。
在三维直角坐标系统中，我们需要一个额外的坐标轴z来表示点的位置。
点的位置通过三个坐标值(x, y, z)来确定，其中x和y仍然表示与x轴和y轴的距离，z表示与z轴的距离。
直角坐标系统非常直观和易于使用，特别适用于简单的测量和平面操作。
3. 极坐标系统极坐标系统是一种基于极径和极角来表示点的位置的坐标系统。
它在直角坐标系统的基础上引入了新的坐标系，使得描述某些特殊问题更加方便。
在二维极坐标系统中，我们使用r和θ来表示点的位置。
其中，r表示点到原点的距离，θ表示点与正向x轴的夹角。
在三维极坐标系统中，我们引入了一个额外的坐标z，点的位置由(r, θ, z)来确定。
其中，r和θ的含义与二维极坐标系统相同，z仍然表示与z轴的距离。
极坐标系统适用于描述圆形、旋转和周期性问题，例如天文学中描述行星轨道等。
4. 球坐标系统球坐标系统是一种用于描述三维空间中点的位置的坐标系统。
它在直角坐标系统的基础上引入了球坐标轴，使得描述球面上的点更加方便。
在球坐标系统中，我们使用r、θ和φ来表示点的位置。
其中，r表示点到原点的距离，θ表示点与正向x轴的夹角，φ表示点与正向z轴的夹角。
球坐标系统适用于描述球体问题，例如天体物理学中描述恒星的位置和运动等。
5. 总结本文介绍了测量学中常用的三种坐标系统：直角坐标系统、极坐标系统和球坐标系统。
测绘中的坐标系统简介与应用指南
测绘中的坐标系统简介与应用指南引言：在现代社会中，测绘技术扮演了至关重要的角色。
它为我们提供了地理空间信息，帮助我们更好地了解和管理我们的环境。
而坐标系统作为测绘中不可或缺的一部分，使得地球上的每个点都能够被精确地定位和描述。
本文将介绍测绘中的坐标系统及其应用指南，希望能够为读者解答相关问题，帮助其更好地理解和应用测绘技术。
一、坐标系统的概念坐标系统是一种用于描述地球上点位置的数学模型。
它通过确定参考点、坐标轴、单位等元素，将地球表面的点与数学上的坐标相对应。
常见的坐标系统有地心坐标系统、大地坐标系统和投影坐标系统等。
不同的坐标系统适用于不同的需求和应用领域。
二、地心坐标系统地心坐标系统是通过地球物理学上的测量，将地球表面上的任意点转换为三维的地球模型。
它以地球的质心作为坐标原点，以地球自转轴为Z轴，建立了三维坐标系。
地心坐标系统被广泛应用于大范围测绘、导航、地震监测等领域。
例如，在全球定位系统（GPS）中，地心坐标系统被用于定位和导航。
三、大地坐标系统大地坐标系统基于椭球体模型，将地球表面上的任意点转换为二维的坐标。
它使用经度和纬度来描述点的位置，其中经度表示点在东西方向上的位置，纬度表示点在南北方向上的位置。
大地坐标系统常被用于地理信息系统（GIS）中的地图绘制和地理数据分析。
例如，我们常用的在线地图就是通过大地坐标系统显示地理位置信息。
四、投影坐标系统投影坐标系统是将地球表面上的点由三维转换为二维的数学模型。
由于地球是一个球体，将其展平后会产生形变和失真。
为了解决这个问题，投影坐标系统采用了各种投影方法，将三维地球投影到二维平面上。
投影坐标系统常被用于测绘和地图制作中，以便更好地表达和分析地理现象。
例如，不同的地图投影方式能够显示不同的特征，如等面积投影、等角度投影等。
五、坐标系统的应用指南1.了解地图类型：不同类型的地图使用不同的坐标系统，了解地图的类型是选择合适坐标系统的第一步。
2.确定项目需求：在应用坐标系统之前，必须明确项目的测绘目的和要求，从而选择适合的坐标系统和相关参数。
GNSS测量技术：坐标系统
2.2 常用坐标系统
（2) 克拉索夫斯基椭球定向不明确，其既不指向国际通用的CIO极， 也不指向我国使用的JYD极。该椭球面与我国的大地水准面之间存在自西向 东递增的系统性倾斜，东部区域椭球与大地水准面的高程异常最大值达到 ±65m。
前面提到的所有坐标系都是三维空间坐标系，为了建立各种比例尺地 形图的测量控制和工程控制，通常需要把椭球面上各点的大地坐标，按照 一定的数学规律投影到二维平面上，并以相应的平面直角坐标表示。这些 平面直角坐标的投影计算通常是按照高斯投影公式进行的，故称其为高斯 平面直角坐标系。
2.2 常用坐标系统
2.2.1 地球坐标系
2.2 常用坐标系统
1980年西安大地坐标系采用了1975年国际大地测量与地球物理联合会 第16届大会的推荐值。椭球定位是按我国范围内高程异常值平方和最小的 原则进行参数求解的，高程基准沿用了1956年求出的黄海平均海水面。
图2-3 国家大地原点
2.2 常用坐标系统
3. 2000国家大地坐标系
相对于1954北京坐标系，1980 西 安 大地坐标系体现了当时世界的 先进水平，标志着我国测绘科学技术的巨大进步和发展。然而该坐标系 仍存在以下问题：
X轴
指向IERS定义的参考子午面（IRM）与通过原点且同Z轴正交的赤道面的交线
椭球长半径 地心引力常数
椭球扁率 地球自转角速度
a=6 378 137.0m GM=3.986 004 418×1014m3/s2（包括大气层）
f =1/298.257 222 101 7.292 115 0×10-5rad/s
01 第一章 坐标系统介绍
“三三两两”
第一章 坐标系统
第一节 第二节 第三节 第四节
天体的位置与运动 球面坐标系 地理坐标系 天球坐标系
第三节 地理坐标系
•一 •二 •三 •四
基圈、始圈和终圈 原点、极点和介点 地理坐标系的方向 地球坐标系的度量
“ 織之從絲謂 之經，必先有經 而後有纬” ——《说文解字》
思考题
• 假设你为18世纪某英国航海家，官方指 定伦敦地区为本初子午线地区，你在航 海过程如何确定你所经地区的经纬度？
* 经纬度来历
• 公元前334年，亚历山大南侵东征，随军地理学家尼尔库 斯绘制带经纬线地图
• 公元前224年，亚历山大图书馆馆长埃拉特色尼测子午线 长度，绘制7经6纬地图
r
φ
R
埃拉特色尼
• 公元前276年出生于昔兰尼，即现利比亚的 夏哈特；希腊数学家、地理学家、历史学 家、诗人、天文学家。
• 公元前255年，发明浑仪 • 公元前224年，亚历山大图书馆馆长埃拉特
色尼测子午线长度， • 公元前200年，埃拉特色尼特提出
Geography一词 • 公元前194年，失明，次年绝食身亡（外号
二 天体的位置 （一）实际位置 • 恒星 • 太阳 • 行星 • 月亮
• （二）投影位置 天球是从观测天体出发观测周边天体在
视线方向上的投影构成的理想圆球面。 注意：
地面不同点观测同一天体的视线方向平行
三 天体的运动
恒星及太阳
行星
地球
月亮
四 天体的视运动 • 天体视运动 = 地球的运动+天体的运动
参照（南辕北辙） 2 东西定义：以地球自转前方
测绘技术中常用的坐标系统介绍
测绘技术中常用的坐标系统介绍随着科技的迅猛发展，测绘技术在现代社会中扮演着重要的角色。
测绘技术用于测量和表示物体在地球表面或空间中的位置，因此，坐标系统成为了测绘技术中不可或缺的部分。
坐标系统通过给物体位置赋予数值，方便测绘人员在分析和处理数据时准确地定位物体的位置。
本文将介绍测绘技术中常用的坐标系统，包括经纬度坐标系统、平面直角坐标系统和UTM坐标系统，并探讨它们在实际测绘工作中的应用。
经纬度坐标系统是最常见的一种坐标系统，也被广泛应用于地理学、导航、航海和地图制作等领域。
在这个坐标系统中，地球被划分为纬度和经度。
纬度是一个垂直于地球表面的线，它表示物体在北半球或南半球所处的位置。
经度则是一个通过地球南北极的大圆，用于表示物体在东半球或西半球的位置。
经纬度坐标系统使用度（°）、分（'）和秒（''）来表示一个地点的具体位置。
这种坐标系统简单易懂，但在测绘工作中经常使用的是十进制度，即使用小数形式表示经纬度的值，以减少计算工作的复杂性。
平面直角坐标系统，又称笛卡尔坐标系统，将地球表面看作一个平面而非球体。
该坐标系统使用一个横坐标和一个纵坐标，分别表示物体在水平和垂直方向上的位置。
这种坐标系统最适用于小范围的测量，例如在建筑工地上测量房屋轮廓或土地面积等。
平面直角坐标系统的特点是计算简单，能够快速地获得目标物体的平面位置。
然而，由于地球的曲率，该坐标系统在大范围测量和精确定位方面存在一定的局限性。
因此，在实际应用中，常常采用局部坐标折算方法来弥补平面直角坐标系统的缺陷，例如高斯投影坐标系统和UTM坐标系统。
UTM坐标系统是一种广泛应用于测绘和地图制作的坐标系统。
全称为通用横轴墨卡托投影坐标系统（Universal Transverse Mercator），它将地球表面分成60个纬带和20个经带，每个纬带宽度为6度。
UTM坐标系统使用东北方向的数值来表示物体的位置，其中东方向的数值为X轴坐标，北方向的数值为Y轴坐标。
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坐标系统介绍
一个完整的坐标系统是由坐标系和基准两方面要素所构成的。
坐标系指的是描述空间位置的表达形式，而基准指的是为描述空间位置而定义的一系列点、线、面。
在大地测量中的基准一般是指为确定点在空间中的位置，而采用的地球椭球或参考椭球的几何参数和物理参数，及其在空间的定位、定向方式，以及在描述空间位置时所采用的单位长度的定义。
一、坐标系的分类
正如前面所提及的，所谓坐标系指的是描述空间位置的表达形式，即采用什么方法来表示空间位置。
人们为了描述空间位置，采用了多种方法，从而也产生了不同的坐标系，如直角坐标系、极坐标系等。
在测量中，常用的坐标系有以下几种：
∙空间直角坐标系
空间直角坐标系的坐标系原点位于参考椭球的中心，Z轴指向参考椭球的北极，X 轴指向起始子午面与赤道的交点，Y轴位于赤道面上，且按右手系与X轴呈90°夹角。
某点在空间中的坐标可用该点在此坐标系的各个坐标轴上的投影来表示。
（见图1）
图1 空间直角坐标系
∙空间大地坐标系
空间大地坐标系是采用大地经、纬度和大地高来描述空间位置的。
纬度是空间的点与参考椭球面的法线与赤道面的夹角，经度是空间中的点与参考椭球的自转轴所在的面与参考椭球的起始子午面的夹角，大地高是空间点沿参考椭球的法线方向到参考椭球面的距离。
图2 空间大地坐标系
∙平面直角坐标系
平面直角坐标系是利用投影变换，将空间坐标（空间直角坐标或空间大地坐标）通过某种数学变换映射到平面上，这种变换又称为投影变换。
投影变换的方法有很多，如UTM投影、Lambuda投影等，在我国采用的是高斯-克吕格投影，也称为高斯投影。
二、基准
所谓基准是指为描述空间位置而定义的点、线、面，在大地测量中，在大地测量中，基准是指用以描述地球形状的参考椭球的参数，如参考椭球的长短半轴，以及参考椭球在空间中的定位及定向，还有在描述这些位置时所采用的单位长度的定义。
三、坐标系变换与基准变换
在GPS测量中，经常要进行坐标系变换与基准变换。
所谓坐标系变换就是在不同的
坐标表示形式间进行变换，基准变换是指在不同的参考基准间进行变换。
1. 坐标系的变换方法
∙空间直角坐标系与空间大地坐标系间的转换
在相同的基准下，空间大地坐标系向空间直角坐标系的转换方法为：
其中：
，为卯酉圈的半径；
为地球椭球长半轴；
为地球椭球的短半轴。
在相同的基准下，空间直角坐标系向空间大地坐标系的转换方法为：
在采用上式进行转换时，需要采用迭代的方法，先将B求出，最后在确定H。
空间坐标系与平面直角坐标系间的转换
空间坐标系与平面直角坐标系间的转换采用的是投影变换的方法。
在我国一般采用的是高斯投影。
关于高斯投影，请参见有关文献。
2. 坐标系统的转换方法
不同坐标系统的转换本质上是不同基准间的转换，不同基准间的转换方法有很多，其中，最为常用的有布尔沙模型，又称为七参数转换法。
七参数转换法是：
设两空间直角坐标系间有七个转换参数―3个平移参数、3个旋转参数和1个尺度参数。
若：
为某点在空间直角坐标系A的坐标；
为该点在空间直角坐标系B的坐标；
为空间直角坐标系A转换到空间直角坐标系B的平移参数；
为空间直角坐标系A转换到空间直角坐标系B的旋转参数；
为空间直角坐标系A转换到空间直角坐标系B的尺度参数。
则由空间直角坐标系A到空间直角坐标系B的转换关系为：
其中：
一般、和均为小角度，可以认为：
则有：
也可将转换公式表示为：
四、GPS测量中常用的坐标系统
1. WGS-84
WGS-84坐标系是目前GPS所采用的坐标系统，GPS所发布的星历参数就是基于此坐标系统的。
WGS-84坐标系统的全称是World Geodical System-84（世界大地坐标系-84），它是一个地心地固坐标系统。
WGS-84坐标系统由美国国防部制图局建立，于1987年取代了当时GPS所采用的坐标系统―WGS-72坐标系统而成为GPS的所使用的坐标系统。
WGS-84坐标系的坐标原点位于地球的质心，Z轴指向BIH1984.0定义的协议地球极方向，X轴指向BIH1984.0的启始子午面和赤道的交点，Y轴与X轴和Z轴构成右手系。
WGS-84系所采用椭球参数为：
2. 1954年北京坐标系
1954年北京坐标系是我国目前广泛采用的大地测量坐标系。
该坐标系源自于原苏联采用过的1942年普尔科夫坐标系。
建国前，我国没有统一的大地坐标系统，建国初期，在苏联专家的建议下，我国根据当时的具体情况，建立起了全国统一的1954年北京坐标系。
该坐标系采用的参考椭球是克拉索夫斯基椭球，该椭球的参数为：
遗憾的是，该椭球并未依据当时我国的天文观测资料进行重新定位，而是由前苏联西伯利亚地区的一等锁，经我国的东北地区传算过来的，该坐标系的高程异常是以前苏联1955年大地水准面重新平差的结果为起算值，按我国天文水准路线推算出来的，而高程又是以1956年青岛验潮站的黄海平均海水面为基准。
1954年北京坐标系建立后，全国天文大地网尚未布测完毕，因此，在全国分期布设该网的同时，相应地进行了分区的天文大地网局部平差，以满足经济和国防建设的需要。
局部平差是按逐级控制的原则，先分区平差一等锁系，然后以一等锁环为起算值，平差环内的二等三角锁，平差时网区的连接部仅作了近似处理，如有的仅取两区的平差值，当某些一等锁环内的二等网太大，在当时的计算条件下无法处理时，也进行了分区平差，连接部仍采用近似处理的方法。
由于当时条件的限制，1954年北京坐标系存在着很多缺点，主要表现在以下几个方面：
∙克拉索夫斯基椭球参数同现代精确的椭球参数的差异较大，并且不包含表示地球物理特性的参数，因而给理论和实际工作带来了许多不便。
∙椭球定向不十分明确，椭球的短半轴既不指向国际通用的CIO极，也不指向目前我国使用的JYD极。
参考椭球面与我国大地水准面呈西高东低的系统性倾斜，东部高程异常达60余米，最大达67米。
∙该坐标系统的大地点坐标是经过局部分区平差得到的，因此，全国的天文大地控制点实际上不能形成一个整体，区与区之间有较大的隙距，如在有的接合部中，同一点在不同区的坐标值相差1-2米，不同分区的尺度差异也很大，而且坐标传递是从东北到西北和西南，后一区是以前一区的最弱部作为坐标起算点，因而一等锁具有明显的坐标积累误差。
3. 1980年西安大地坐标系
1978年，我国决定重新对全国天文大地网施行整体平差，并且建立新的国家大地坐标系统，整体平差在新大地坐标系统中进行，这个坐标系统就是1980年西安大地坐标系统。
1980年西安大地坐标系统所采用的地球椭球参数的四个几何和物理参数采用了IAG 1975年的推荐值，它们是：
椭球的短轴平行于地球的自转轴（由地球质心指向1968.0 JYD地极原点方向），起始子午面平行于格林尼治平均天文子午面，椭球面同似大地水准面在我国境内符合最好，高程系统以1956年黄海平均海水面为高程起算基准。