各种坐标系统讲解
地图坐标常识资料讲解
地图坐标常识1、椭球面地图坐标系由大地基准面和地图投影确定,大地基准面是利用特定椭球体对特定地区地球表面的逼近,因此每个国家或地区均有各自的大地基准面,我们通常称谓的北京54坐标系、西安80坐标系实际上指的是我国的两个大地基准面。
我国参照前苏联从1953年起采用克拉索夫斯基(Krassovsky)椭球体建立了我国的北京54坐标系,1978年采用国际大地测量协会推荐的IAG 75地球椭球体建立了我国新的大地坐标系--西安80坐标系,目前GPS定位所得出的结果都属于WGS84坐标系统,WGS84基准面采用WGS84椭球体,它是一地心坐标系,即以地心作为椭球体中心的坐标系。
因此相对同一地理位置,不同的大地基准面,它们的经纬度坐标是有差异的。
采用的3个椭球体参数如下(源自“全球定位系统测量规范GB/T 18314-2001”):理解:椭球面是用来逼近地球的,应该是一个立的椭圆旋转而成的。
2、大地基准面椭球体与大地基准面之间的关系是一对多的关系,也就是基准面是在椭球体基础上建立的,但椭球体不能代表基准面,同样的椭球体能定义不同的基准面,如前苏联的Pulkovo 1942、非洲索马里的Afgooye基准面都采用了Krassovsky椭球体,但它们的大地基准面显然是不同的。
在目前的GIS商用软件中,大地基准面都通过当地基准面向WGS84的转换7参数来定义,即三个平移参数ΔX、ΔY、ΔZ表示两坐标原点的平移值;三个旋转参数εx、εy、εz表示当地坐标系旋转至与地心坐标系平行时,分别绕Xt、Yt、Zt的旋转角;最后是比例校正因子,用于调整椭球大小。
北京54、西安80相对WGS84的转换参数至今没有公开,实际工作中可利用工作区内已知的北京54或西安80坐标控制点进行与WGS84坐标值的转换,在只有一个已知控制点的情况下(往往如此),用已知点的北京54与WGS84坐标之差作为平移参数,当工作区范围不大时,如青岛市,精度也足够了。
工件坐标系讲解学习
工件坐标系工件坐标系工件坐标系是固定于工件上的笛卡尔坐标系,是编程人员在编制程序时用来确定刀具和程序起点的,该坐标系的原点可使用人员根据具体情况确定,但坐标轴的方向应与机床坐标系一致并且与之有确定的尺寸关系。
工件坐标系( Workpiece Coordinate System )固定于工件上的笛卡尔坐标系。
于加工工件而使用的坐标系,称为工件坐标系。
当工件在机床上固定以后,工件原点与机床原点也就有了确定的位置关系,即两坐标原点的偏差就已确定。
这就要测量工件原点与机床原点之间的距离。
这个偏差值通常是由机床操作者在手动操作下,通过工件测量头或碰刀的方式测量的。
该测量值可以预存在数控系统内或编写在加工程序中,在加工时工件原点与机床原点的偏差值便自动加到工件坐标系上,使数控系统按照机床坐标系确定工件的坐标值,实现零件的自动加工。
加工开始时首先要设定工件坐标系:用G54~G59可选择工件坐标系;TXXXX可以通过刀具偏置来实现工件坐标系偏移;G92(G5O)指令可设定工件坐标系。
这几种方法均可建立起工件坐标系。
1、G54~G59选择工件坐标系使用G54,---G59指令可以在预设的工件坐标系中选择一个作为当前工件坐标系。
这六个工件坐标系的坐标原点在机床坐标系中的坐标值(称为零点偏置值),必须在程序运行前,从“零点偏置”界面输入。
一般多用于需要建立不止一个工件坐标系的场合。
选择好工件坐标系后,若更换刀具,则结合刀具长度补偿指令变换Z向坐标即可。
不必更换工件坐标系。
2 、TXXXX工件坐标系偏置TXXXX可以在选择刀具的同时调用该刀具的偏置值。
类似于G54----G59的使用,使用前需在相应的位置偏置处输入对刀值。
T代码前两位数字代表刀位号,后两位代表数据偏置号。
数据偏置号一般为0至99,也就是说可以进行最多100个数值设置一一相当于建立100个工件坐标系。
使用起来无限制。
3、 G92(G50)设置工件坐标系G92一般为数控铣床及加工中心设定工件坐标系指令。
元道经纬度_坐标系_概述说明以及解释
元道经纬度坐标系概述说明以及解释1. 引言1.1 概述在现代地理测量和定位领域,坐标系统是必不可少的工具。
它可以用来精确地描述和表示地球上的任意点位置。
坐标系统以基准点为参考,在数学模型中定义了经度、纬度和高程等参数,从而将地球表面的实际点与抽象的数学模型相对应。
1.2 文章结构本文旨在全面介绍元道经纬度坐标系及其相关知识。
文章分为五个主要部分:引言、元道经纬度坐标系、坐标系的类型和分类、坐标系统的运算和转换方法以及结论。
通过这个结构,我们将逐步深入探讨不同方面的内容。
1.3 目的本文的目的是向读者提供关于元道经纬度坐标系及其相关知识的详细说明和解释。
我们将介绍该坐标系的定义和基本概念,探讨其起源与发展历程,并阐明其特点与应用。
此外,我们还将介绍其他常见类型的坐标系,并讲解关于坐标系统运算和转换方法的技术。
最后,在结论部分,我们将总结主要内容并提出进一步研究方向和建议,以展望元道经纬度坐标系及其相关知识的未来发展与意义。
以上是关于文章“1. 引言”部分的内容。
2. 元道经纬度坐标系2.1 定义和基本概念元道经纬度坐标系是一种地理坐标系,用于描述地球上各个点的位置。
它使用经度和纬度两个角度值来确定一个点的地理位置。
在元道经纬度坐标系中,地球被划分为无数个维度和经度的网格,通过这些网格可以精确表示每个点在地球表面的位置。
经度表示一个点相对于本初子午线(通常指通过伦敦格林尼治天文台的那条线)东向或西向移动的角度。
它的取值范围是-180°到+180°,负值表示位于本初子午线以西,正值表示位于本初子午线以东。
纬度则表示一个点相对于赤道北方或南方移动的角度,取值范围是-90°到+90°。
负值表示位于赤道南方,正值表示位于赤道北方。
2.2 坐标系统的起源与发展历程元道经纬度坐标系最早可以追溯到古希腊时期。
大约在公元前3世纪左右,亚历山大港的俄凯洛斯提出了第一个普遍接受并使用的经纬度坐标系统。
地理初中经纬度与时区知识点讲解
地理初中经纬度与时区知识点讲解经纬度与时区是地理学中的重要概念,它们用于描述地球上的位置和确定时间。
在地理学中,经纬度是一种坐标系统,用于确定地球上任意位置的准确位置。
时区则是根据经度的不同将地球划分为不同的区域,并规定各个地区所使用的时差。
本文将详细讲解初中地理中与经纬度和时区相关的知识点。
一、经纬度的概念与表示经纬度是描述地球上任意位置的坐标系统,它由两个角度值表示,分别是纬度和经度。
纬度用来描述地球表面北南方向的位置,而经度则用来描述地球表面东西方向的位置。
1. 纬度纬度是地球表面上某一点与赤道之间的角度距离。
通过纬度可以确定一个位置的南北方向。
地球表面被划分为北纬和南纬两个半球,赤道为0°,北极为90°N,南极为90°S。
纬度的取值范围为-90°至90°,南纬用负数表示。
2. 经度经度是地球表面上某一点与本初子午线之间的角度距离。
本初子午线被指定为0°经度,它通过伦敦的格林威治天文台。
经度的取值范围为-180°至180°,东经用正数表示,西经用负数表示。
180°经度分隔了东半球和西半球。
经纬度的表示通常采用度(°)分(′)秒(″)的形式。
例如,北京的经度是116°23′30″E,纬度是39°54′26″N。
需要注意的是,纬度和经度是独立的,它们组合在一起才能准确描述一个位置。
二、时区的原理与标准时间时区是为了统一地球各地的时间而设立的。
地球表面由于自转的缘故,不同地方的时间是不同的。
为了方便人们在不同地区的交流和计时,将地球划分为24个时区,每个时区相隔15°。
本初子午线(0°经度)所在的伦敦格林威治天文台所使用的时间被称为格林威治标准时间(GMT),也被称为世界时(UTC)。
根据地球自转的规律,东经每15°经度,时间向后移动1小时;西经每15°经度,时间向前移动1小时。
二维极坐标的基底-概述说明以及解释
二维极坐标的基底-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容:二维极坐标是一种用来描述平面上点的位置的坐标系统。
它与我们常见的直角坐标系不同,直角坐标系是通过给出点到两个直线(通常是x轴和y轴)的距离来确定点的位置,而二维极坐标则是通过给出点到原点的距离和与一个参考轴的夹角来确定点的位置。
二维极坐标的基本形式是(r, θ),其中r表示点到原点的距离,θ表示点与正向参考轴的夹角。
这种坐标系统常用于描述具有对称特性的图形,如圆形、螺旋线等。
本文将主要介绍二维极坐标的定义和特点,以及它在数学和工程领域中的转换与应用。
首先,我们将详细讨论二维极坐标的定义和基本特点,包括它相对于直角坐标系的优点和局限性。
然后,我们将介绍如何将一个点的二维极坐标转换为直角坐标,并反之亦然。
这些转换在许多实际问题中都是非常有用的,例如在工程设计中计算物体的位置和运动。
最后,我们将探讨二维极坐标在工程领域中的一些典型应用,例如天文学中的星座定位和雷达系统中的目标跟踪。
通过阅读本文,读者将能够理解二维极坐标的基础知识,并掌握将其转换为直角坐标的方法。
同时,读者还将了解到二维极坐标在实际问题中的应用场景,以及它未来发展的潜力和前景。
希望本文能够对读者在学习和应用二维极坐标方面提供一定的帮助和指导。
文章结构部分主要介绍本文的组织结构,阐述各个章节的内容安排和目的。
本文共分为三个章节,分别是引言、正文和结论。
引言部分从总体上介绍了本文的研究背景和内容,并简要概述了二维极坐标的基底。
在引言部分中,主要包括三个方面的内容:1.1 概述:在这一小节中,首先简要介绍了二维极坐标的基本概念和定义,概述了它与直角坐标系的不同之处。
同时,也提出了二维极坐标在几何学、物理学等领域中的重要性和应用价值。
1.2 文章结构:这一小节的目的是介绍整篇文章的结构和内容的组织方式。
首先,明确指出本文将按照引言、正文和结论三个部分展开叙述。
然后,简要介绍各个章节的主要内容和目的,为读者提供一个整体框架。
极坐标运动学-概述说明以及解释
极坐标运动学-概述说明以及解释1.引言1.1 概述极坐标运动学是运动学的一个重要分支,它研究了极坐标系下物体的运动规律和运动属性。
极坐标系是一种常用的坐标系,它通过极径和极角来描述物体的位置。
相比直角坐标系,极坐标系在某些问题的描述上更加简洁和方便。
在极坐标系中,物体的位置由距离原点的极径和与一个参考方向之间的极角来表示。
通过极径和极角的变化,我们可以得到物体在极坐标系中的位置变化情况以及速度、加速度等相关参数的变化规律。
极坐标运动学正是研究这些问题的数学工具和方法。
本文将介绍极坐标运动学的基本概念和原理,并探讨其在实际应用中的重要性。
我们将首先对极坐标系进行简单介绍,包括其定义、基本属性和运动规律。
然后,我们将讨论极坐标运动学的基本概念,包括极坐标运动学方程和相关参数的表示方法。
接着,我们将详细探讨极坐标运动学在各个领域中的具体应用,如机械工程、天文学、物理学等。
最后,我们将展望极坐标运动学的发展趋势,并提出一些可能的研究方向和挑战。
通过对极坐标运动学的研究,我们可以更深入地了解物体在极坐标系中的运动规律和变化规律。
这对于许多领域的研究和应用都具有重要意义,能够为相关领域的工程设计、数据分析和问题解决提供理论支持和实践指导。
本文希望能够对读者对极坐标运动学有一个全面的了解,激发更多有关极坐标运动学的研究和探索。
1.2文章结构1.2 文章结构本文将按照以下结构进行论述极坐标运动学的相关内容:1.2.1 简要介绍极坐标系概念:首先,我们将简单介绍什么是极坐标系以及它的基本特点。
通过引入极坐标系的概念,我们能够更好地理解接下来要讨论的极坐标运动学概念。
1.2.2 论述极坐标运动学的基本概念:在本节中,我们将详细讨论极坐标运动学的基本概念和相关理论。
包括描述极坐标下物体运动的方法、极坐标坐标系与直角坐标系的转换关系等。
通过深入理解这些基本概念,我们能够为后续的应用和发展提供更坚实的基础。
1.2.3 探讨极坐标运动学的应用:本节将介绍一些重要的极坐标运动学的应用场景。
初一地理经度纬度详细讲解
初一地理经度纬度详细讲解地理学中的经度和纬度是用来确定地球上任意一点的位置的坐标系统。
经度和纬度是地球坐标系的两个重要参数,通过它们可以准确地表示出地球上任何一个位置的坐标。
让我们来了解一下经度。
经度是指从地球上的一个点到地球的质心连线与本初子午线所成的角度,用来表示东西方向的位置。
经度的单位是度,它的取值范围是从0°到180°,其中0°经度称为本初子午线,位于英国伦敦的格林尼治皇家天文台。
向东方度数增加,向西方度数减少,当经度达到180°时,又回到了本初子午线。
经度的正负表示东西方向,东经为正,西经为负。
接下来,我们来了解一下纬度。
纬度是指从地球上的一个点到地球旋转轴的垂直线与赤道所成的角度,用来表示南北方向的位置。
纬度的单位也是度,它的取值范围是从0°到90°,赤道的纬度为0°,北纬为正,南纬为负。
纬度的90°对应北极圈和南极圈,90°纬度上的点是地球上最北和最南的点。
有了经度和纬度,我们就可以准确地定位地球上的任何一个点。
比如,北京的经度是116.4°东经,纬度是39.9°北纬;纽约的经度是74°西经,纬度是40.7°北纬。
通过经度和纬度,我们可以找到这些地方在地球上的具体位置。
经度和纬度在地理学中有着重要的应用。
首先,它们是导航系统的基础。
无论是船舶、飞机还是汽车,都需要准确地确定自身位置,以便确定前进方向。
经度和纬度的存在使得导航系统可以精确地定位。
经度和纬度也是地图绘制的基础。
地图上标注的经纬度信息可以帮助人们快速准确地找到目标位置。
地图上的经纬度网格可以帮助人们测量距离和方向,进行地理研究和规划。
经度和纬度还在天文学中起着重要作用。
通过观测天空中星体的位置,可以确定观测地点的经纬度。
同时,通过地球不同位置的经度和纬度,我们可以了解到地球的形状和尺寸,研究地球的自转和公转运动。
我国三大坐标系讲解
我国三大常用坐标系区别(北京54、西安80和WGS-84)我国三大常用坐标系区别(北京54、西安80和WGS-84)1、北京54坐标系(BJZ54)北京54坐标系为参心大地坐标系,大地上的一点可用经度L54、纬度M54和大地高H54定位,它是以克拉索夫斯基椭球为基础,经局部平差后产生的坐标系。
1954年北京坐标系的历史:新中国成立以后,我国大地测量进入了全面发展时期,再全国范围内开展了正规的,全面的大地测量和测图工作,迫切需要建立一个参心大地坐标系。
由于当时的“一边倒”政治趋向,故我国采用了前苏联的克拉索夫斯基椭球参数,并与前苏联1942年坐标系进行联测,通过计算建立了我国大地坐标系,定名为1954年北京坐标系。
因此,1954年北京坐标系可以认为是前苏联1942年坐标系的延伸。
它的原点不在北京而是在前苏联的普尔科沃。
北京54坐标系,属三心坐标系,长轴6378245m,短轴6356863,扁率1/298.3;2、西安80坐标系1978年4月在西安召开全国天文大地网平差会议,确定重新定位,建立我国新的坐标系。
为此有了1980年国家大地坐标系。
1980年国家大地坐标系采用地球椭球基本参数为1975年国际大地测量与地球物理联合会第十六届大会推荐的数据,即IAG 75地球椭球体。
该坐标系的大地原点设在我国中部的陕西省泾阳县永乐镇,位于西安市西北方向约60公里,故称1980年西安坐标系,又简称西安大地原点。
基准面采用青岛大港验潮站1952-1979年确定的黄海平均海水面(即1985国家高程基准)。
西安80坐标系,属三心坐标系,长轴6378140m,短轴6356755,扁率1/298.257221013、WGS-84坐标系WGS-84坐标系(World Geodetic System)是一种国际上采用的地心坐标系。
坐标原点为地球质心,其地心空间直角坐标系的Z轴指向国际时间局(BIH)1984.0定义的协议地极(CTP)方向,X轴指向BIH1984.0的协议子午面和CTP赤道的交点,Y轴与Z轴、X轴垂直构成右手坐标系,称为1984年世界大地坐标系。
极坐标讲解
极坐标讲解极坐标是一种数学坐标系统,用来描述平面上的点。
与常见的笛卡尔坐标系不同,极坐标使用距离与角度来定位点的位置。
它在很多领域都有重要应用,包括天文学、物理学、工程学等等。
那么接下来,我们就来详细讲解一下极坐标系统。
极坐标的定义在极坐标系统中,一个点的位置由两个坐标值确定:极径和极角。
极径表示点到原点的距离,极角则表示点与“参考线”(通常为正 x 轴)的夹角。
极坐标的表示方法极坐标通常用一个有序数对(r, θ)来表示,其中 r 为极径,θ 为极角。
•极径 r:表示点到原点的距离,可以为正数或零。
•极角θ:表示点与“参考线”的夹角,以弧度为单位。
通常规定,极角的正方向为逆时针方向,θ ∈ [0, 2π)。
极坐标与笛卡尔坐标的转换极坐标与笛卡尔坐标系之间可以进行相互转换,下面是两种转换方法的描述:极坐标到笛卡尔坐标的转换已知极坐标点(r, θ),要将其转换为笛卡尔坐标系中的点(x, y),可以按照以下公式进行计算:x = r * cos(θ)y = r * sin(θ)笛卡尔坐标到极坐标的转换已知笛卡尔坐标系中的点(x, y),要将其转换为极坐标(r, θ),可以按照以下公式进行计算:r = √(x^2 + y^2)θ = arctan(y / x)极坐标的图形表示通过极坐标系统,我们可以方便地表示一些复杂的图形。
以下是几种常见图形的极坐标方程及其图形表示:•圆:在极坐标系中,圆的极坐标方程为 r = a,其中 a 为圆的半径。
该方程表示所有与原点的距离都为 a 的点构成的图形,即一个半径为 a 的圆。
•直线:直线在极坐标系中可以通过极坐标方程r = a / cos(θ - β) 表示,其中 a 为直线与原点的距离,β 为直线相对于参考线的夹角。
•螺旋线:螺旋线在极坐标系中可以通过极坐标方程r = aθ 表示,其中 a 为控制螺旋线紧致程度的参数。
极坐标的应用领域极坐标在多个领域中有广泛的应用,以下列举其中几个:•天文学:极坐标系统方便描述天体在天空中的位置和轨迹。
双对数坐标[详细讲解]
双对数坐标00000算术坐标系统:就是普通的笛卡儿坐标,横纵的刻度都是是等距的。
举例来说:如果每1cm的长度都代表2,则刻度按照顺序0,2,4,6,8,10,12,14……,但一般情况下,刻度表示仍然是均匀的,按照0,1,2,3,4的顺序排下去。
对应的实际意义,需要人们在脑子里盘算,并不一定需要在坐标的刻度上直观地表示出来。
000对数坐标:坐标轴是按照相等的指数增加变化表示的。
举例来说:如果每1cm代表10的1次方增加,则坐标轴刻度的表示依次为1,10,100,1000,10000 (000)双对数坐标系统是指两个坐标轴是对数坐标。
00在各自坐标轴上的是真数,不是求对数后的值。
00将等式x c C υθθυ=等号两边取对数得到:θlg =cx c υθυlg lg +此式相当于y=ax+b ,该式为一典型的直线方程。
若将Y= logy 和X= logu c 标绘在笛卡儿坐标上,也就可以得到一条直线。
例如,有一组数据如下表所示,将这些实验数据按y 对x 和Y= logy 对X=logx ,分别标绘在笛卡儿坐标上,可得一条曲线和一条直线。
为了避免将每个数据都换算成对数值,可以将纸标纸上的分度直接按对数值绘制。
纵坐标和横坐标都用对数值进行绘制,称为对数坐标。
对数坐标有几个特点,在应用时需特别注意:(1) 标在对数坐标轴上的数值为真数。
(2) 坐标的原点为x=1,y=1,而不是零。
因为1ogl=0。
(3) 由于0.01、0.1、1,10、100等的对数,分别为-2、-1、0、1、2等,所以在坐标纸上,每次数量级的距离是相等的。
(4) 在对数坐标上求斜率的方法,与笛卡儿坐标上的求法有所不同。
这一点需要特别注意。
在笛卡儿坐标上求斜率可直接由坐标度来度量,如斜率△Y/△X ;而在双对数坐标上求斜率则不能直接由坐标度来度量,因为在对数坐标上标度的数值是真数而不是对数。
因此双对数坐标纸上直线的斜率需要用对数值来求算,或者直接用尺子在坐标纸上量取线段长度求取。
地理坐标系统与投影坐标系统讲解
坐标系统又可分为两大类:地理坐标系统、投影坐标系统。
弄清地球椭球体(Ellipsoid)、大地基准面(Datum)及地图投影(Projection)三者的基本概念及它们之间的关系。
一、地球椭球体(Ellipsoid)地球表面是凸凹不平,是一个无法用数学公式表达的曲面,不能作为测量和制图的基准面。
假想一个扁率极小的椭圆,绕短轴旋转所形成的规则椭球体称之为地球椭球体,其表面是一个规则的数学表面,可以用数学公式表达,所以在测量和制图中就用它替代地球的自然表面。
地球椭球体有长半径和短半径之分,长半径(a)即赤道半径,短半径(b)即极半径。
f=(a-b)/a为椭球体的扁率,表示椭球体的扁平程度。
由此可见,地球椭球体的形状和大小取决于a、b、f 。
因此,a、b、f被称为地球椭球体的三要素。
常见的地球椭球体如下:二、大地基准面(Datum)不同的坐标系其实就是所采用的椭球体不同,因此椭球参数不同,原点不同,X Y Z轴不同。
把地球椭球体和基准面结合起来看,如果把地球比做是"马铃薯",表面凸凹不平,而地球椭球体就好比一个"鸭蛋",那么按照前面的定义,基准面就定义了怎样拿这个"鸭蛋"去逼近"马铃薯"某一个区域的表面,X、Y、Z轴进行一定的偏移,并各自旋转一定的角度,大小不适当的时候就缩放一下"鸭蛋",这样通过如上的处理必定可以达到很好的逼近地球某一区域的表面。
因此,每个国家或地区均有各自的基准面,我们通常称谓的北京54坐标系、西安80坐标系实际上指的是我国的两个大地基准面。
椭球体与基准面之间的关系是一对多的关系,也就是基准面是在椭球体基础上建立的,但椭球体不能代表基准面,同样的椭球体能定义不同的基准面。
北京54坐标系:(BJZ54),北京54坐标系为参心大地坐标系,大地上的一点可用经度L54、纬度M54和大地高H54定位,它是以前苏联的克拉索夫斯基椭球为基础,经局部平差后产生的坐标系。
参考系坐标系及转换讲解
1 天球坐标系、地球坐标系和卫星测量中常用的坐标系的建立方法。
天球直角坐标系天球坐标系天球球面坐标系坐标系地球直角坐标系地球坐标系地球大地坐标系常用的天球坐标系:天球赤道坐标系、天球地平坐标系和天文坐标系。
在天球坐标系中,天体的空间位置可用天球空间直角坐标系或天球球面坐标系两种方式来描述。
1 天球空间直角坐标系的定义地球质心O为坐标原点,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轴和Z轴构成右手坐标系。
则在此坐标系下,空间点的位置由坐标(X,Y,Z)来描述。
春分点:当太阳在地球的黄道上由天球南半球进入北半球,黄道与赤道的交点)2 天球球面坐标系的定义地球质心O为坐标原点,春分点轴与天轴(天轴:地球自转的轴)所在平面为天球经度(赤经)测量基准——基准子午面,赤道为天球纬度测量基准而建立球面坐标。
空间点的位置在天球坐标系下的表述为(r,α,δ)。
天球空间直角坐标系与天球球面坐标系的关系可用图2-1表示:岁差和章动的影响岁差:地球实际上不是一个理想的球体,地球自转轴方向不再保持不变,这使春分点在黄道上产生缓慢的西移,这种现象在天文学中称为岁差。
章动:在日月引力等因素的影响下,瞬时北天极将绕瞬时平北天极旋转,大致呈椭圆,这种现象称为章动。
极移:地球自转轴相对地球体的位置并不是固定的,因而,地极点在地球表面上的位置,是随时间而变化的,这种现象称为极移。
地球的自转轴不仅受日、月引力作用而使其在空间变化,而且还受地球内部质量不均匀影响在地球内部运动。
前者导致岁差和章动,后者导致极移。
协议天球坐标系:为了建立一个与惯性坐标系统相接近的坐标系,人们通常选择某一时刻,作为标准历元,并将此刻地球的瞬时自转轴(指向北极)和地心至瞬时春分点的方向,经过瞬时的岁差和章动改正后,分别作为X轴和Z轴的指向,由此建立的坐标系称为协议天球坐标系。
3 地球坐标系地球直角坐标系和地球大地坐标系的转换其中:过椭球面上一点的法线,可作无限个法截面,其中一个与该点子午面相垂直的法截面同椭球面相截形成的闭合的圈称为卯酉圈。
大地、地心空间直角和球面三种坐标的转换讲解
第一章大地坐标第一节大地坐标系统科技名词定义中文名称:大地坐标系英文名称:geodetic coordinate system定义:以参考椭球中心为原点、起始子午面和赤道面为基准面的地球坐标系。
应用学科:测绘学(一级学科);大地测量学(二级学科)大地坐标系(geodetic coordinate system)是大地测量中以参考椭球面为基准面建立起来的坐标系。
地面点的位置用大地经度、大地纬度和大地高度表示。
大地坐标系的确立包括选择一个椭球、对椭球进行定位和确定大地起算数据。
一个形状、大小和定位、定向都已确定的地球椭球叫参考椭球。
参考椭球一旦确定,则标志着大地坐标系已经建立。
大地坐标系亦称为地理坐标系。
大地坐标系是用来表述地球上点的位置的一种地区坐标系统。
它采用一个十分近似于地球自然形状的参考椭球作为描述和推算地面点位置和相互关系的基准面。
一个大地坐标系统必须明确定义其三个坐标轴的方向和其中心的位置。
通常人们用旋转椭球的短轴与某一规定的起始子午面分别平行干地球某时刻的平均自转轴和相应的真起始子午面来确定坐标轴的方向。
若使参考椭球中心与地球平均质心重合,则定义和建立了地心大地坐标系。
它是航天与远程武器和空间科学中各种定位测控测轨的依据。
若椭球表面与一个或几个国家的局部大地水准面吻合最好,则建立了一个国家或区域的局部大地坐标系。
大地坐标系中点的位置是以其大地坐标表示的,大地坐标均以椭球面的法线来定义。
其中,过某点的椭球面法线与椭球赤道面的交角为大地纬度;包含该法线和大地子午面与起始大地子午面的二面角为该点的大地经度;沿法线至椭球面的距离为该点的大地高。
大地纬度、大地经度和大地高分别用大写英文字母B、L、H表示。
大地坐标系是以地球椭球赤道面和大地起始子午面为起算面并依地球椭球面为参考面而建立的地球椭球面坐标系。
它是大地测量的基本坐标系,其大地经度L、大地纬度B和大地高H为此坐标系的3个坐标分量。
它包括地心大地坐标系和参心大地坐标系。
我国三大坐标系讲解
我国三大常用坐标系区别(北京54、西安80和WGS-84)我国三大常用坐标系区别(北京54、西安80和WGS-84)1、北京54坐标系(BJZ54)北京54坐标系为参心大地坐标系,大地上的一点可用经度L54、纬度M54和大地高H54定位,它是以克拉索夫斯基椭球为基础,经局部平差后产生的坐标系。
1954年北京坐标系的历史:新中国成立以后,我国大地测量进入了全面发展时期,再全国范围内开展了正规的,全面的大地测量和测图工作,迫切需要建立一个参心大地坐标系。
由于当时的“一边倒”政治趋向,故我国采用了前苏联的克拉索夫斯基椭球参数,并与前苏联1942年坐标系进行联测,通过计算建立了我国大地坐标系,定名为1954年北京坐标系。
因此,1954年北京坐标系可以认为是前苏联1942年坐标系的延伸。
它的原点不在北京而是在前苏联的普尔科沃。
北京54坐标系,属三心坐标系,长轴6378245m,短轴6356863,扁率1/298.3;2、西安80坐标系1978年4月在西安召开全国天文大地网平差会议,确定重新定位,建立我国新的坐标系。
为此有了1980年国家大地坐标系。
1980年国家大地坐标系采用地球椭球基本参数为1975年国际大地测量与地球物理联合会第十六届大会推荐的数据,即IAG 75地球椭球体。
该坐标系的大地原点设在我国中部的陕西省泾阳县永乐镇,位于西安市西北方向约60公里,故称1980年西安坐标系,又简称西安大地原点。
基准面采用青岛大港验潮站1952-1979年确定的黄海平均海水面(即1985国家高程基准)。
西安80坐标系,属三心坐标系,长轴6378140m,短轴6356755,扁率1/298.257221013、WGS-84坐标系WGS-84坐标系(World Geodetic System)是一种国际上采用的地心坐标系。
坐标原点为地球质心,其地心空间直角坐标系的Z轴指向国际时间局(BIH)1984.0定义的协议地极(CTP)方向,X轴指向BIH1984.0的协议子午面和CTP赤道的交点,Y轴与Z轴、X轴垂直构成右手坐标系,称为1984年世界大地坐标系。
地球仪经纬度划分讲解
地球仪经纬度划分讲解地球是一个广阔的星球,全球被划分为多个不同的经纬度区域,以帮助人们在地球上定位和导航。
经度和纬度是用来测量地球表面上任意点位置的坐标系统。
让我们来学习一下地球仪经纬度划分的知识。
首先,让我们来了解经度的概念。
经度是指从地球的中心点到地球表面上某一点之间的角度,它是从东向西方向测量的,并以0度到180度的范围进行划分。
首先,让我们来看看0度经度线,也称为本初子午线,它通过伦敦格林威治天文台。
如果我们向东旅行,经度值将逐渐增加,直到达到180度经度线,该线与本初子午线相反,通过太平洋上的一些岛屿。
通过经度的划分,我们可以准确地定位不同国家和地区的位置。
接下来,让我们来了解纬度的概念。
纬度是指从地球的赤道到地球表面上某一点之间的角度,它是从南向北方向测量的,并以0度到90度的范围进行划分。
最重要的纬度线是赤道,它位于地球的中心,划分了北半球和南半球。
再往北,我们会遇到北回归线,标记为23.5度N,它也是夏至点的位置。
而往南,我们会遇到南回归线,标记为23.5度S,它是冬至点的位置。
通过纬度的划分,我们可以了解到不同地理区域的气候和季节变化。
经纬度划分的目的是让人们能够在地球上准确地定位和导航。
利用经纬度,人们可以使用GPS设备确定自己的位置,导航到目的地,并规划旅行路线。
此外,经纬度还被用于气象预报、海洋航行和航空导航等领域。
学习和理解经纬度的划分对于我们的日常生活和全球交流至关重要。
总之,地球仪经纬度的划分在地理学中具有重要意义。
通过经度和纬度的测量,我们可以准确地定位和导航,也可以了解地球上不同地理区域的气候和季节变化。
了解经纬度划分的知识,有助于我们更好地了解地球和世界。
同时,它也为我们的日常生活、旅行以及全球交流提供了指导和便利。
让我们珍惜这份宝贵的知识,探索更多关于地球的奥秘。
qgis几何坐标参照系_解释说明以及概述
qgis几何坐标参照系解释说明以及概述1. 引言1.1 概述引言部分旨在介绍本篇文章将要讨论的主题,即QGIS几何坐标参照系。
几何坐标参照系是地理信息系统中一个关键概念,用于确定和描述地理空间数据的位置和形状。
本文将深入探讨QGIS中的几何坐标参照系功能,包括不同类型的参照系、其重要性和作用以及操作与设置方法。
1.2 文章结构本文按以下结构展开对QGIS几何坐标参照系进行解释和说明。
首先,在第二部分将介绍什么是几何坐标参照系及其在QGIS中的功能。
第三部分将详细解释不同类型的几何坐标参照系,包括地理坐标参照系(GCS)和投影坐标参照系(PCS),以及使用不同几何坐标参照系时需要注意的事项和适用情况。
第四部分将涵盖在QGIS中操作和设置几何坐标参照系的方法,包括导入和定义文件、切换和转换不同类型的参照系,以及创建和编辑自定义几何坐标参照系。
最后,在第五部分中我们将对文章主要内容进行总结,强调几何坐标参照系在地理信息处理和分析中的重要性,并展望未来几何坐标参照系的发展和应用前景。
1.3 目的本文的目的是向读者提供关于QGIS几何坐标参照系的全面解释和说明。
通过深入讨论不同类型的参照系、其作用和重要性以及操作与设置方法,希望读者能够更好地了解和应用QGIS中的几何坐标参照系功能。
此外,本文还将强调几何坐标参照系在地理信息处理和分析中扮演着重要角色,并探讨未来该领域可能面临的发展机遇和挑战。
通过阅读本文,读者将能够更加灵活和高效地利用QGIS进行空间数据处理工作。
2. QGIS几何坐标参照系2.1 什么是几何坐标参照系几何坐标参照系(Coordinate Reference System,简称CRS)是地理空间位置的标记系统,用于将地球表面上的点与数学坐标联系起来。
它由一个基准面和一组测量单位组成,使得我们能够在地图上精确表示和测量地理特征。
在QGIS中,几何坐标参照系可以确保不同数据源(如矢量、栅格)之间以及与底图相匹配,从而实现空间数据的一致性和正确性。
地理坐标系通俗讲解
地理坐标系通俗讲解
地理坐标系是用来表示地球上任何地点位置的一种坐标系统。
它是一种数学模型,通过经纬度来描述地球表面上的点。
通俗地说,地理坐标系就像是地球的经纬网上的网格,通过这个网格,我们可以确定任何一个地点的位置。
主要要素:
经度(Longitude):
定义: 经度是指地球表面上东西方向的线,也就是赤道上任意点与本初子午线(通常是通过英国伦敦的子午线)之间的夹角。
范围: 经度的范围是从0°到180°,东经为正值,西经为负值。
纬度(Latitude):
定义: 纬度是指地球表面上南北方向的线,也就是地球表面到地球中心的夹角。
范围: 纬度的范围是从0°到90°,北纬为正值,南纬为负值。
举例说明:
北京的坐标:
经度: 约为116°东经
纬度: 约为39°北纬
坐标表示:
地理坐标以度(°)为单位表示,分为整数度和小数度。
例如,一个地点的经纬度坐标可能是:39.9042°N, 116.4074°E。
北纬39.9042度,东经116.4074度。
应用:
导航系统: 地理坐标在导航系统中被广泛使用,帮助人们准确定位和规划路线。
地图制作: 地理坐标是制作地图的基础,能够精确地将地球上的各个地点呈现在平面图上。
科学研究: 地理坐标用于气象学、地质学、生态学等科学研究领域,帮助研究者理解自然界的现象和规律。
总体而言,地理坐标系是一个方便且普遍应用的系统,通过它我们能够更好地理解和利用地球表面的各个地点。
《坐标点》知识讲解
《坐标点》知识讲解坐标点知识讲解坐标点是地理学中一个重要的概念,用于确定地球上特定位置的准确坐标。
本文将对坐标点的基本概念和使用方法进行讲解。
1. 经纬度坐标经纬度坐标是最常用的坐标表示方法,它以经度和纬度的数值来标识地球上的位置。
经度表示东西方向的位置,纬度表示南北方向的位置。
经度的范围从-180°到180°,纬度的范围从-90°到90°。
例如,北京的经度为116.4074°E,纬度为39.9042°N。
这个坐标点可以用表示为 (116.4074°E, 39.9042°N)。
2. UTM坐标UTM(通用横轴直角坐标系统)是一种用于小范围的局部坐标表示方法。
它将地球表面划分成多个地带,并以每个地带内的坐标来表示位置。
每个地带有一个特定的区域用于表示东西方向的位置,从而避免了负数的出现。
UTM坐标通常以带号和带内的坐标表示,例如:“48N E N”,其中“48N”表示第48个北半球地带,"E"表示该地点在东西方向上的坐标,"N"表示该地点在南北方向上的坐标。
3. 地名坐标除了经纬度和UTM坐标外,地名坐标是另一种常见的表示地理位置的方法。
地名坐标使用地名或特定地点的名称来代表位置,如国家、城市、河流等。
地名坐标具有较强的可读性,方便大众理解和交流。
例如,“埃菲尔铁塔位于法国巴黎市”,这个句子使用地名来表示埃菲尔铁塔的位置。
4. 使用坐标点的应用坐标点的应用非常广泛,在各个领域都有重要的地位。
以下是一些常见的应用:- 地图导航:通过使用经纬度坐标或UTM坐标,可以在地图上准确标识出目的地的位置,辅助导航和方向选择。
- GPS定位:全球定位系统(GPS)使用卫星技术来确定接收器的位置,从而实现导航、测量和定位等功能。
- 地理信息系统(GIS):GIS利用地理空间数据进行分析、管理和展示。
经度纬度知识讲解
经度纬度知识讲解经度和纬度是地理坐标系统中最基本的元素,用于表示地球表面上任意一个点的位置。
经度是指地球表面上某一个点与本初子午线之间的角度,通常用度数表示,范围为0°~360°。
而纬度则是指地球表面上某一个点与赤道之间的角度,同样用度数表示,范围为0°~90°。
经纬度的正确使用非常重要,既可以用于地图的制作,也可以用于导航、探险等领域。
在实际应用中,经度和纬度通常是以度、分、秒的形式表示。
例如,北京市的坐标为116°23'30"E,39°54'30"N,其中"E"和"N"分别表示东经和北纬。
这种表示方法虽然描述准确,但是不便于计算和比较,因此通常会将其转化为十进制度数表示。
例如,北京市的十进制度数坐标为116.3917°E,39.9083°N。
这种表示方法更加方便计算和比较,也更加易于理解。
经度和纬度不仅可以用于描述地球表面上的位置,还可以用于描述地球的形状和大小。
例如,地球的赤道半径为6378.137千米,极半径为6356.752千米,平均半径为6371.000千米。
这些数值都是通过对地球的测量和计算得到的,可以用于制作地图和进行导航等工作。
经度和纬度还可以用于确定两个位置之间的距离和方向。
例如,两个点的经纬度坐标分别为A(116.3917°E,39.9083°N)和B(121.4737°E,31.2304°N),则可以通过计算它们之间的距离和方向来确定从A点到B点的导航方向。
这个计算过程需要用到一些数学公式和算法,例如大圆航线和球面三角学等。
经度和纬度还可以用于描述地球上的时间和时区。
例如,由于地球自转一周需要大约24小时,因此经度每相差15°就相差一个小时的时间。
在国际标准时间上,本初子午线的时间为世界标准时间(UTC)或格林威治平均时间(GMT),而其他时区的时间则是相对于本初子午线的时间计算得到的。
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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
1、1956年黄海高程系 水准原点设在观象山,采用1950~1956年7年的验潮结果
计算的黄海平均海水面,推得水准原点高程为72.289m。 2、1985国家高程基准 水准原点同 1956年黄海高程系,采用1952~1979年共28
1.各种坐标系统
2、1954年北京坐标系 50年代从前苏联引入(1942年普尔科夫坐标系),未进行整体平
差,属参心坐标系, 克拉索夫斯基椭球体,长半轴 a=6378245m; 扁率 α=1/298.3。原点在普尔科夫天文台。
主要缺点:
1.长半轴约大了108m ; 2.椭球定位西高东低,东部高程异常达67m; 3.不同区域接边处大地点坐标差达1~2m。
年的验潮结果,并顾及了海平面18.6年的周期变化及重力异常 改正,计算的黄海平均海水面,推得水准原点高程为72.260m。
1.各种坐标系统
高程系统
在测量中常用的高程系统有大地高系统、正高系统和正常高系统 。
大地高系统是以参考椭球面为基准面的高程系统。某点的大地高 是该点到通过该点的参考椭球的法线与参考椭球面的交点间的距离。大 地高也称为椭球高,大地高一般用符号H表示。大地高是一个纯几何量, 不具有物理意义,同一个点,在不同的基准下,具有不同的大地高。
常有三种转换方法:Bursa–Wol54——(B、L)54,空间直角坐标到空间大地坐标的转换。 4、(B、L)54——(x、y)54, 高斯(Gauss)投影正算。 5、 高斯坐标系转换为当地坐标系(独立坐标系)
2.点校正
要使一个坐标系统和另一个坐标系统产生关系,需要一组具有这两 套坐标系统下坐标的地面点。因此,就需要一组WGS-84坐标和一组当 地平面坐标:北, 东和高程。
WGS-84
当地平面坐标
2.点校正
1. 利用现有参数,如:七参数、三参数 2. 点校正——直接求“四参数+高程拟合”;
2.点校正
1. 利用现有参数
2.点校正
1. 利用现有参数
七参数
cz
xz
2.点校正
三参数
全国
北京
2.点校正
坐标投影:
◆ 椭球参数(长半轴和扁率) ◆ 中央子午线 ◆ 投影面
1.各种坐标系统
3、WGS-84大地坐标系 美国国防部研制确定的大地坐标系,Z轴指向BIH(国际时
间局)1984.0定义的协议地球极(CTP)方向,X轴指向零子午 面与CTP赤道交点,Y轴与X、 Z轴构成右手坐标系。
长半轴 a=6378137m; 扁率 α=1/298.257223563。 属地心坐标系,原点在地球质心。
1.各种坐标系统
4、新1954年北京坐标系(新54系)
属于参心大地坐标系,椭球的几何参数同“54系”。 a=6378245m; α=1/ 298.3
大地原点及椭球轴向同“80系”; 高程基准面为1956年黄海平均高程面; 点的坐标与“54系”接近,精度同“80系” 。 5、独立坐标系(地方坐标系)
1、1980西安坐标系
开始定义为 “1980国家大地坐标系”。 1982 年,经天文大地网 整体平差建立,全网共48433点。
属参心坐标系, IAG-75椭球(IAG—国际大地测量学协会), 长半轴 a=6378140m; 扁率 α=1/298.257,原点在陕西省泾阳县。
椭球定位:
1.椭球短轴平行于地球地轴(由地球质心指向1968.0JYD方向); 2.起始子午面平行于格林威治天文台平均子午面; 3.椭球面与似大地水准面在我国境内密合得最佳。
四、点校正
1. 各种坐标系统 2. 点校正 3. 重值当地坐标 4. RTK的精度 5. 任意架站的优势
1. 各种主要坐标系统
常用的坐标系统
点校正
长半轴
扁率
WGS84
6378137
1/ 298.257223563
北京54
6378245
1/ 298.3
西安80
6378140
1/ 298.257
1.各种坐标系统
WGS-84
当地
3 参数
7 参数
两个椭球间的坐标转换一般而言比较严密的是用七参数法,即X平移,Y平移,Z平移, X旋转,Y旋转,Z旋转,尺度变化K。要求得七 参数就需要在一个地区需要3个以上的已知 点;如果区域范围不大,最远点间的距离不大于30Km(经验值),这可以用三参数,即X平移, Y平移,Z平移,而将X旋转,Y旋转,Z旋转,尺度变化K视为0,所以三参数只是七参数的 一种特例。七参数50平方公里以上,大到一个地区,一个市,如上海、北京等。