各种坐标系统讲解
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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。
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）
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。
常有三种转换方法：Bursa–Wolf(布尔莎模型)七参数、简化三参数、 Molodensky 3、（X、Y、Z）54——（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
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
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
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。
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。
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
WGS-84
当地
3 参数
Leabharlann Baidu
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。
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。
正高系统是以大地水准面为基准面的高程系统。某点的正高是该点 到通过该点的铅垂线与大地水准面的交点之间的距离，正高用符号Hɡ。
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
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
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
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。
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）
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。
常有三种转换方法：Bursa–Wolf(布尔莎模型)七参数、简化三参数、 Molodensky 3、（X、Y、Z）54——（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
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
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
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。
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。
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
WGS-84
当地
3 参数
Leabharlann Baidu
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。
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。
正高系统是以大地水准面为基准面的高程系统。某点的正高是该点 到通过该点的铅垂线与大地水准面的交点之间的距离，正高用符号Hɡ。
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
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
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