地理坐标系和大地坐标系

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地理坐标系及我国大地坐标系和高程系

地理坐标系及我国大地坐标系和高程系地理坐标系是指用经纬度表示地面点位的球面坐标系。

在大地测量学中，对于地理坐标系统中的经纬度有三种描述：即天文经纬度、大地经纬度和地心经纬度。

大地控制的主要任务是确定地面点在地球椭球体上的位置。

这种位置包括两个方面：一是点在地球椭球面上的平面位置，即经度和纬度；二是确定点到大地水准面的高度，即高程。

为此，必须首先了解确定点位的坐标系。

1.地理坐标系对地球椭球体而言，其围绕旋转的轴叫地轴。

地轴的北端称为地球的北极，南端称为南极；过地心与地轴垂直的平面与椭球面的交线是一个圆，这就是地球的赤道；过英国格林威治天文台旧址和地轴的平面与椭球面的交线称为本初子午线。

以地球的北极、南极、赤道和本初子午线等作为基本要素，即可构成地球椭球面的地理坐标系统（图2-3）。

其以本初子午线为基准，向东，向西各分了1800，之东为东经，之西为西经；以赤道为基准，向南、向北各分了900，之北为北纬，之南为南纬。

地理坐标系是指用经纬度表示地面点位的球面坐标系。

在大地测量学中，对于地理坐标系统中的经纬度有三种描述：即天文经纬度、大地经纬度和地心经纬度。

（1）天文经纬度天文经度在地球上的定义，即本初子午面与过观测点的子午面所夹的二面角；天文纬度在地球上的定义，即为过某点的铅垂线与赤道平面之间的夹角。

天文经纬度是通过地面天文测量的方法得到的，其以大地水准面和铅垂线为依据，精确的天文测量成果可作为大地测量中定向控制及校核数据之用。

（2）大地经纬度地面上任意一点的位置，也可以用大地经度L、大地纬度B表示。

大地经度是指过参考椭球面上某一点的大地子午面与本初子午面之间的二面角，大地纬度是指过参考椭球面上某一点的法线与赤道面的夹角（图2-3）。

大地经纬度是以地球椭球面和法线为依据，在大地测量中得到广泛采用。

（3）地心经纬度地心，即地球椭球体的质量中心。

地心经度等同于大地经度，地心纬度是指参考椭球体面上的任意一点和椭球体中心连线与赤道面之间的夹角。

大地坐标系和地理坐标系有什么区别

大地坐标系和地理坐标系的区别是性质不同，地理坐标系是使用三维球面来定义地球表面位置，以实现通过经纬度对地球表面点位引用的坐标系，大地坐标系是大地测量中以参考椭球面为基
准面建立起来的坐标系。

地理坐标系定义了地表点位的经纬度，并且根据其所采用的参考椭球体参数还可求得点位的绝
对高程值。

大地坐标系是大地测量的基本坐标系，它是大地测量计算，地球形状大小研究和地
图编制等的基础。

地理坐标转换到大地坐标的过程可理解为投影。

对坐标系的理解

对坐标系的理解从上了GIS这条船以来,就不断听到坐标系相关的名词,比如地理坐标系,投影坐标系,大地坐标系,高程坐标系,椭球体等,这些概念令人混乱。

最近在GISB课程的复习中又遇到了这些东西，索性来个总结，争取做个了断。

先从ArcGIS安装目录下Coordinate Systems文件夹里的三个子文件夹开始理解。

三个文件夹名分别为：Geographic Coordinate SystemsProjected Coordinate SystemsVertical Coordinate Systems1 .Geographic Coordinate Systems，是存放地理坐标系的文件夹。

地理坐标系，也可称为真实世界的坐标系，用于确定地物在地球上位置。

用经纬度来表达位置信息。

因为地球是不规则的近梨形，所以在定义地理坐标系之前，需要对地球做近似逼近。

即假想地球绕地轴高速旋转形成一个表面光滑的球体，这就是地球椭球体（也称旋转椭球体或双轴椭球体）。

地球椭球体（Spheroid）的常用四个参数是：地球引力常数（GM）长半径（a）扁率（f）地球自转角速度（w）。

四个参数的不同也就形成了不同的椭球体。

比如：克拉索夫斯基椭球体，WGS-84椭球体等等。

有了椭球体后还不能形成地理坐标系，还需要一个大地基准面（Datum）将椭球体定位，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。

因此每个国家和地区均有各自的基准面，北京54坐标系和西安80坐标系即为我国的两大基准面。

其中54坐标系采用的椭球体为克拉索夫斯基椭球体, 西安80坐标系采用的是国际大地测量协会推荐的1975地球椭球体。

(经过大地基准面定位的椭球体称为参考椭球体?待考证….. )(由于四个椭球参数的不同形成了不同的椭球体由于一个椭球体可对应多个大地基准形成了不同地理坐标系)完成了椭球体和大地水准面的定义后，就形成了地理坐标系，也称大地坐标系。

打开Geographic Coordinate Systems文件夹中的Beijing 1954.prj文件，我们可以看到：GEOGCS["GCS_Beijing_1954",DA TUM["D_Beijing_1954",SPHEROID["Krasovsky_1940 ",6378245,298.3]],PRIMEM["Greenwich",0],UNIT["Degree",0.017453292519943295]] 地理坐标系名称GEOGCS为：GCS_Beijing_1954大地基准面为：D_Beijing_1954采用的椭球体为：Krasovsky_1940起始坐标参考点: Greenwich (格林尼治)单位: Degree2. Projected Coordinate Systems，是存放投影坐标系的文件夹。

地理坐标与大地坐标的转换

把文件输出为DXF格式（DXFOUT）在正式版CAD中打开生成的DXF文件，打印时不会提示版本问题。

打印时无教育版打印戳记哈哈，问题解决了！关键词：地图投影，坐标系，TIC点，标准分幅。

前言：MAPGIS是国家科技部和建设部推广的国产GIS软件，是国内优秀GIS平台之一，目前在城市勘测单位使用越来越广泛，很多单位用它来做矢量化、数据编辑、入库的平台。

但由于大部分城市勘测单位都是做1：500到1：2000的大比例尺地形图，对投影变换用的比较少，偶尔要用到地方坐标系和国家坐标系的转换，以及换带计算等就觉得非常困难，笔者经过大量的生产实践发现：巧用MAPGIS的投影变换不仅可以轻松解决各种坐标系之间的转换问题，还可以进行坐标展点及高斯坐标的正反算等，下面就对这些问题的参数设置、操作过程进行详细的说明。

在具体说明之前，先对几个关键词的含义进行说明。

地图投影即按某种数学规则将椭球球面上一点与地图平面上的一点相对应。

地图投影的参数有椭球的长半径，短半径，扁率，第一偏心率，第二偏心率。

数学规则有等角映射、等面积映射等。

我国地图制图普遍采用的是高斯-克吕格（GAUSS-KRUGER）投影，它是一种等角横切椭圆柱投影，该投影以中央经线和赤道投影后为坐标轴，为控制长度变形，一般采取分带投影。

我国1：2.5-1：50万的地形图均采用6度分带，1：1万及更大比例尺地形图采用3度分带。

MAPGIS的坐标系为数学坐标系，与投影平面直角坐标系中的X、Y坐标相反，即横坐标为X，纵坐标为Y，未经投影变化之前均为毫米表示。

MAPGIS的用户坐标系是指由用户指定的相对二维坐标系，一般与实际地物定位无关；地理坐标系是以经纬度表示的，经度的起点在格林威治，向东为正，纬度自赤道起，向北为正，常用来坐标定位；投影平面直角坐标系是将地球球面投影到平面后所设定的坐标系。

我们常说的1954年北京坐标系，1980年西安坐标系均为高斯投影的投影平面直角坐标系，只不过它们采用了不同的椭球参数；北京坐标系使用克拉索夫斯基椭球，西安坐标系采用IAG1975年推荐椭球。

简述基坐标系、工件坐标系、工具坐标系、大地坐标系的定义 -回复

简述基坐标系、工件坐标系、工具坐标系、大地坐标系的定义-回复基坐标系、工件坐标系、工具坐标系和大地坐标系是在不同领域中使用的不同坐标系。

在以下文章中，我们将逐步回答并简述这些坐标系的定义和用法。

一、基坐标系：基坐标系是空间中的一个参考点，用于定义其他坐标系的起点。

通常，基坐标系的原点被定义为零点，三个坐标轴被定义为X、Y和Z轴。

这种坐标系可以用于描述物体的位置和姿态。

基坐标系可以是直角坐标系、极坐标系、柱坐标系等。

二、工件坐标系：工件坐标系是在机械加工领域中使用的一种坐标系。

它是基于加工零部件的几何特性而定义的。

通常，工件坐标系的原点和轴都与零件的某个特定特征（例如孔或边缘）相关联。

工件坐标系用于确定零件上各个特征的位置和相对位置，并确定其在整个加工过程中的定位和补偿。

三、工具坐标系：工具坐标系也是在机械加工领域中使用的一种坐标系。

它是基于机床上的工具而定义的。

通常，工具坐标系的原点和轴与切削工具的某个特定部分（例如刀尖或针尖）相关联。

工具坐标系用于确定刀具的位置和方向，以便正确执行切削操作，并确保零件符合预期的几何形状和尺寸要求。

四、大地坐标系：大地坐标系也被称为地理坐标系或地理参考系。

它是用来描述地球表面上的地理位置的一种坐标系。

大地坐标系通常使用经度和纬度来确定一个地点的位置。

经度表示东西方向上的位置，纬度表示南北方向上的位置。

大地坐标系在地图制作、导航、地理信息系统等领域中被广泛使用。

在机械制造领域中，基坐标系、工件坐标系和工具坐标系通常用于确定加工过程中零件和刀具的位置和方向。

这对于确保加工质量和准确性非常重要。

基坐标系提供了一个参考点，用于将工件和工具坐标系与机床进行关联。

工件坐标系用于标定零件上的特征点和特征轴，以便在加工过程中进行位置控制和补偿。

工具坐标系用于标定切削刀具的位置和方向，以确保切削操作的准确性和一致性。

大地坐标系在地理领域中起着关键作用。

它用于确定地球表面上的位置，以便制作地图、进行导航、测量地理现象等。

测量中的常用坐标系及坐标转换概述

三、坐标转换
5、高斯投影的邻带换算
应用高斯投影正反算公式间接进行换带计算：实质是把椭球面上的大地坐标作为过渡坐标，首先把某投影带（比如I带）内有关点的平面坐标（x，y） I ，利用高斯投影反算公式换算成椭球面上的大地坐标（B ，ι），进而得到L=L10+ ι，然后再由大地坐标（B ，ι），利用投影正算公式换算成相邻带第Ⅱ带的平面坐标（x，y） Ⅱ，在这一步计算中，要根据第Ⅱ带的中央子午线L20来计算经差ι，此时ι=L- L20

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。
二、测量中的各种坐标系
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。
二、测量中的各种坐标系
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。
三、坐标转换
3、大地坐标同空间直角坐标的变换
X N cos B cos L Y N cos B sin L Z N (1 e 2 ) sin B
三、坐标转换
4、大地坐标与高斯平面坐标的变换
将大地坐标转换为高斯平面坐标，按照高斯投影正算公式进行。
高斯投影正算公式：
x X 0 0.5 N sin B cos B l 2 y N cos B l 1 / 6 N cos3 B l 3 (1 t 2 2 )

地理坐标和度带划分

高斯投影是将地球按经线划分成带，称为投影带，6 度投影带是从首子午线起，每隔经
度 6° 划分为一带(称为统一 6° 带投影)，自西向东将整个地球划分为 60 个带。带号从首子
午线开始，用阿拉伯数字表示。
统一 3° 带是自东经 1.5 度开始，每隔 3 度为一带，全球共 120 带。
138°144° 150°156°162°168°174°118800°°174°168°162°156°150°144°138°
测量学教案 3
二、大地坐标系和高程
表示地面点在某个空间坐标系中的位置需要（至少）三个参数，确定地面点位的实质就是确定其在某个空间坐标系中的三维坐标。
基本的面、线、圈认识
测量上将空间坐标系分解成点的球面位置的坐标系(二维)和高程系(一维)。确定点的球面位置的坐标系常见有地理坐标系、空间直角坐标系和平面直角坐标系三类。
90°
x
y
第四象限
270°
第三象限
0° 第一象限
y90°
第二象限
180° 高斯平面直角坐标系
第二象限
第一象限
180°
第三象限
x0°
第四象限
270° 笛卡尔直角坐标系
为了将高斯投影的变形限制在一定允许范围之内，可以将投影区域限制在中央子午线两侧的一定范围内，这就是分带投影的思想。投影宽度以两条中央子午线间的经差来划分的。有 6 度带和 3 度带两种｛实际工作中顾及变形影响（一般不大于 1/40000）有时可按照 1.5 度带或者任意带划分｝。
132°126° 120°114°108°102°
96°
90°
84°
A
B
C
D
E
F
G

我国三大坐标系

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。

第一节地球形状、地理坐标和大地坐标系

PN A G Q λW
.
O ϕ λE PS
纬度圈 M A'
Q'
赤道经线
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②度量方法
自赤道起算，向北或向南度量到该点所在纬度圈，由0° 到90°计量。向北度量的称为北纬，用N标示；向南度量的为南纬，用S标示。
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PN A G Q λW
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结论
航海上所研究的地球形状，并不是指地球自然表面的形状，而是指大地球体的形状。但是，由于地球内部物质分布不均匀及地球表面起伏的影响，大地球体依然是不规则的几何体。航海上，不同场合，根据不同的精度要求，往往将大地球体看作不同的近似体。
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地理坐标是在相应的大地坐标系下确定的椭圆体表面上建立的。因此，用地理经、纬度来表示物标位置也只能在相应的大地坐标系下成立，具有相对性。各国在建立大地坐标系时，主要考虑的是使选定的地球椭圆体与其所在地区的大地水准面更为接近，因此，所采用的大地坐标系往往不同；即使采用相同的椭圆体参数，也会因定位定向不同而采用不同的坐标系。因此，处于同一位置的船舶或物标，在不同的大地坐标系中的地理经、纬度可能不相同。
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2.地理坐标 2.地理坐标
(1)坐标系 (2)地理经度 (3)地理纬度
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Hale Waihona Puke (1)坐标系 (1)坐标系
横轴：赤道纵轴：格林经线原点：格林经线与赤道的交点（即地理坐标的起算点）坐标线图网：经线与纬度圈所构成的图网
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地理坐标系VS大地坐标系

地理坐标系VS 大地坐标系地理坐标：为球面坐标。

参考平面地是椭球面。

坐标单位: 经纬度大地坐标：为平面坐标。

参考平面地是水平面坐标单位：米、千米等。

地理坐标转换到大地坐标的过程可理解为投影。

(投影：将不规则的地球曲面转换为平面)在ArcGIS 中预定义了两套坐标系：地理坐标系( Geographic coordinate system )投影坐标系( Projected coordinate system )，1、首先理解地理坐标系 (Geographic coordinate system )，Geographic coordinate system 直译为地理坐标系统，是以经纬度为地图的存储单位的。

很明显，Geographic coordinate system 是球面坐标系统。

我们要将地球上的数字化信息存放到球面坐标系统上，如何进行操作呢？地球是一个不规则的椭球，如何将数据信息以科学的方法存放到椭球上？这必然要求我们找到这样的一个椭球体。

这样的椭球体具有特点：可以量化计算的。

具有长半轴，短半轴，偏心率。

以下几行便是Krasovsky_1940 椭球及其相应参数。

Spheroid: Krasovsky_1940Semimajor Axis: 6378245.000000000000000000Semiminor Axis: 6356863.018773047300000000Inverse Flattening （扁率）: 298.300000000000010000 然而有了这个椭球体以后还不够，还需要一个大地基准面将这个椭球定位。

在坐标系统描述中，可以看到有这么一行：Datum: D_Beijing_1954 表示，大地基准面是D_Beijing_1954 。

有了Spheroid 和Datum 两个基本条件，地理坐标系统便可以使用。

完整参数：Alias:Abbreviation:Remarks:Angular Unit: Degree （0.017453292519943299）Prime Meridian （起始经度）: Greenwich （0.000000000000000000）Datum （大地基准面）: D_Beijing_1954Spheroid （参考椭球体）: Krasovsky_1940Semimajor Axis: 6378245.000000000000000000Semiminor Axis: 6356863.018773047300000000Inverse Flattening: 298.3000000000000100002、接下来便是Projection coordinate system （投影坐标系统），首先看看投影坐标系统中的一些参数。

常用坐标系汇总

常⽤坐标系汇总前⾔随着接触的地图种类越来越多，每种产品对地图服务的坐标系的要求不同，今天遇到了整理的好⽂，整理记录分享。

投影坐标系：墨卡托坐标系地理坐标系：经纬度坐标系常⽤坐标系（⼀）WGS84坐标系WGS-84坐标系（World Geodetic System⼀1984 Coordinate System）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BIH （国际时间服务机构）1984.O定义的协议地球极（CTP)⽅向，X轴指向BIH 1984.0的零⼦午⾯和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年世界⼤地坐标系统。

（⼆）WGS84 Web墨卡托Web墨卡托是2005年⾕歌在⾕歌地图中⾸次使⽤的，当时或更早的Web墨卡托使⽤者还是称其为世界墨卡托 World Mercator - Spherical Mercator (unofficial deprecated ESRI)，代号 WKID 54004 （在 EPSG:54004 或 ESRI:54004 中，⾮官⽅）。

在2006年，OSGeo在提出的 Tile Map Service (TMS) 标准中使⽤代号 OSGEO:41001，WGS84 / Simple Mercator - Spherical Mercator (unofficial deprecated OSGEO / Tile Map Service)。

2007年8⽉6⽇ Christopher Schmidt （OpenLayers的重要贡献者之⼀）在通过⼀次GIS讨论中为了在OpenLayers中使⽤⾕歌投影，提出给⾕歌投影（Web墨卡托）使⽤⼀个统⼀的代号（已有如54004、41001之类的代号）900913（也形似 Google），并与同年9⽉11⽇在OpenLayers的OpenLayers/Layer/SphericalMercator.js中正式使⽤代号 900913。

地球形状、地理坐标与大地坐标系

⑵ 罗经点→圆周法 1个罗经点 = 11o.25
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二、航向、方位和舷角
1、航向线（Course Line）CL 首尾线向船首方向的延伸线叫之。
2、真航向（True Course）TC 船舶航行时，从真北（NT）方向顺时针计算到CL的夹角。
3、船首向（heading）Hdg 指在任何情况下，船舶某一瞬间的船首方向。
⑴ 圆周法以N点为000o，顺时针用三位数字从000o~360o再计算到正北。是航海上最常用的一种表示方向的方法。 N：000o； E：090o； S：180o； W：270o； N：360o。
⑵ 半圆周法以N或S为000o，向东或西由0o~180o计算到S或N。如：145oNE 度数后面的两个字母中，第一个字母表示起算点，第二个字母表示方向点。天文航海中常用之表示天体的方位。
某点的地心纬度（φe）是指某点的地球椭圆体的向径与赤道面的夹角。
地心纬度改正量（correction of geocentric latitude）：（φ－φe）＂= 691＂.5 sin 2φ 当φ=0o、90o时，其值=0。
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三、大地坐标系（geoid coordinate system）
4、方位线（Bearing Line）BL 在地球表面上，连接测者与物标的大圆叫物标的方位圈；而方位圈平面与测者地面真地平相交的直线叫之。
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5、真方位（True Bearing）TB 在测者地面真地平上，从真北（NT）顺时针计算到物标的BL的夹角。在地面上是测者子午圈平面与物标方位圈平面之间的两面角。
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※ 位于两极的测者，无法确定N、E、S、 W四个基本方向；

坐标系有哪几种

坐标系有哪几种
坐标系一共有8种，分别是：空间坐标系（XYZ），大地坐标系（BLH），平面坐标系（xyh)，1954北京坐标系，1980西安坐标系，2000国家大地坐标系，有国家标准坐标系，有地方独立坐标系。

扩展资料
按格式分：
空间坐标系（XYZ），大地坐标系（BLH），平面坐标系（xyh)。

主要是数学方面的坐标系，用来解决空间问题以及维度的问题。

按实施年代分：
1954北京坐标系，1980西安坐标系，，。

主要用于工程建设、施工的CAD图纸的确认房屋的坐标、方向。

按区或功能分：
有国家标准坐标系，有地方独立坐标系。

主要用于地理图纸的制作、研究和计算。

也常用于地理方向的教学。

坐标系的应用
把图形看成点的.运动轨迹，这个想法很重要。

它从指导思想上，改变了传统的几何方法。

笛卡尔根据自己的这个想法，在《几何学》中，最早为运动着的点建立坐标，开创了几何和代数挂钩的解析几何。

在解析几何中，动点的坐标就成了变数，这是数学第一次引进变数。

地理坐标系、大地坐标系与地图投影与重投影详解

地理坐标系、大地坐标系与地图投影与重投影详解一、基本概念首先简单介绍一下地理坐标系、大地坐标系以及地图投影的概念：•地理坐标系：为球面坐标。

参考平面地是椭球面，坐标单位：经纬度；•投影坐标系：为平面坐标。

参考平面地是水平面，坐标单位：米、千米等；•地理坐标转换到投影坐标的过程可理解为投影。

（投影：将不规则的地球曲面转换为平面）从以上三个概念相应到可以涉及到三个问题：•地理坐标系的定义，即参考椭球面的标准，地球是一个不规则的球形，因此若用经纬度去定义地球上的位置，一定会对地球做了相应的抽象。

•投影坐标系的定义，在小范围内可以认为大地是平面的，而整体上来说地球是球形的，因此大地坐标对于不同的地区肯定是不一样的。

一个坐标系肯定会涉及到坐标原点、坐标轴的位置，这也是大地坐标系需要考虑的问题。

•从地理坐标到投影坐标是将不规则的球面展开为平面的过程，因此也是一个将曲面拉平的过程。

从生活经验中可以看出这是一个无法精确处理的问题（例如，在剥桔子的时候，如果不破坏橘子皮是无法从原来的“曲面”展开为平面的），这边涉及到了投影方法的问题针对上面三个问题，本文将一一介绍。

二、对不规则的抽象——地球空间模型地球的自然表面是崎岖不平的，在地理课本上我们会看到对地球形状的描述：地球是一个两极稍扁，赤道略鼓的不规则球体。

不难看出在地球的自然状态下其表面并不是连续不断的，高山、悬崖的存在，使得地球表面存在无数的凸起和凹陷，因此，对地球表面的第一层抽象，大地水准面即得到了一个连续、闭合的地球表面。

大地水准面的定义是：假设当海水处于完全静止的平衡状态时，从海平面延伸到所有大陆下部，而与地球重力方向处处正交的一个连续、闭合的曲面，这就是大地水准面。

它是重力等位面。

在大地水准面的基础上可以建立地球椭球模型。

大地水准面虽然十分复杂，但从整体来看，起伏是微小的，且形状接近一个扁率极小的椭圆绕短轴旋转所形成的规则椭球体，这个椭球体称为地球椭球体。

土地信息系统的几种坐标系

正交成90°夹角 ▪ 空间直角坐标系可用如图所示，某点的坐标
可用该点在此坐标系的各个坐标轴上的投影（X、Y、Z）来表示。
坐标系应用
▪ 在卫星大地测量中，常采用空间大地直角坐标系来确定地面点的三维坐标。
▪ 目前，空间大地直角坐标已为很多部门采用，但仍有很多部门，由于传统习惯等原因，通过地面联测，将空间大地直角坐标换算为全国统一坐标系和高程系的坐标和高程。
▪ 我国高程参考系统
新中国成立后我国大地水准面取青岛验潮站1950年至1956年验潮结果推算的黄海平均海水面，原点高程值为72.289米，并以此作为全国的高程起算面，亦称1956年黄海高程系。
1988年1月1日起，我国又启用了1985年国家高程基准，原点高程为72.260米。 1985年与1956年国家高程基准之水准原点间的转换关系为：H85=H56–0.029 。
• 对于绝大多数地理坐标系，本初子午线是指通过英国格林尼治的经线。 • 其他国家/地区使用通过伯尔尼、波哥达和巴黎的经线作为本初子午线。
• 原点——经纬网的原点(0,0) 定义在赤道和本初子午线的交点处。经度和纬度——经度和纬度是从地心到地球表面上某点的测量角，通常十进制度为单
位或以度、分和秒 (DMS) 为单位进行测量该角度。
三、投影坐标系
坐标系定义
▪ 由地理坐标系经过地图投影变换在二维平面中进行建立的坐标系即投影坐标系。如图所示:
南北方向为坐标纵轴X′ oX，东西方向为坐标横轴Y′ oY ，交点为坐标原点o;
原点上方的水平线oX、原点右侧的垂直线oY具有正值，原点下方的水平线oX′、原点左侧的垂直线oY′具有负值，在 x 和 y 值域范围内，单位保持不变且间隔相等。
从东北象限开始顺时针记为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ象限。4个象限分别表示正负 X 坐标和 Y 坐标的四种可能组合。

我国常用的坐标系

我国常用的坐标系【原创版】目录1.我国常用的坐标系概述2.北京 54 坐标系3.西安 80 坐标系4.WGS84 坐标系5.2000 国家大地坐标系6.1985 国家高程标准正文一、我国常用的坐标系概述在我国，地理数据常用的坐标系有北京 54 坐标系、西安 80 坐标系、WGS84 坐标系和 2000 国家大地坐标系等。

这些坐标系在各个领域有着广泛的应用，例如大地测量、工程测量、地图制图等。

二、北京 54 坐标系北京 54 坐标系是我国常用的一种大地坐标系，其全称为“北京 54 世界大地坐标系”。

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。

在这个坐标系中，大地上的一点可以用经度 l54、纬度 m54 和大地高 h54 来定位。

三、西安 80 坐标系西安 80 坐标系是我国于 1980 年建立的一种大地坐标系，其全称为“西安 80 世界大地坐标系”。

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。

西安 80 坐标系采用克拉索夫斯基椭球作为基准椭球，与北京 54 坐标系相比，其采用了更加精确的测量数据。

四、WGS84 坐标系WGS84 坐标系是全球定位系统（GPS）采用的坐标系，全称为“世界大地坐标系 1984”。

它是一种地心坐标系，以地球质心为坐标原点，采用WGS84 椭球作为基准椭球。

WGS84 坐标系在全球范围内得到了广泛应用，是国际上最常用的坐标系之一。

五、2000 国家大地坐标系2000 国家大地坐标系是我国于 2000 年建立的一种新的大地坐标系，全称为“2000 国家大地坐标系”。

该坐标系采用 CGCS2000 椭球作为基准椭球，是我国当前正在推广使用的坐标系。

与北京 54 和西安 80 坐标系相比，2000 国家大地坐标系具有更高的精度和更广泛的应用范围。

六、1985 国家高程标准1985 国家高程标准是我国于 1985 年颁布的一项国家标准，用于规定高程测量的基准面和高程值。

关于坐标系的一些理解(大地坐标、平面坐标、投影、北京54、西安80、WGS84)

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟关于坐标系的一些理解（大地坐标、平面坐标、投影、北京54、西安80、WGS84）关于地心坐标系和参心坐标系大地坐标系是一种固定在地球上，随地球一起转动的非惯性坐标系。

大地坐标系根据其原点的位置不同，分为地心坐标系和参心坐标系。

地心坐标系的原点与地球质心重合，参心坐标系的原点与某一地区或国家所采用的参考椭球中心重合，通常与地球质心不重合。

我国先后建立的1954 年北京坐标系、1980 西安坐标系和新1954 年北京坐标系，都是参心坐标系。

这些坐标系为我国经济社会发展和国防建设作出了重要贡献。

但是，随着现代科技的发展，特别是全球卫星定位技术的发展和应用，世界上许多发达国家和中等发达国家都已在多年前就开始使用地心坐标系。

关于坐标系理解先从简单说起，假设地球是正圆的，地球表面上的一点可以用经纬度来表示，这时的经纬度是唯一的。

那什么情况下是不唯一的呢，就是地球不是正圆的时候。

实际也是如此，地球本来就不是圆的，而是一个椭圆。

关于这个椭圆并不是唯一的，比如克拉索夫斯基椭球，1975 国际椭球等等。

椭球的不同主要由两个参数来体现，一个是长半轴、一个是扁率。

之所以会有不同的椭球体出现，是因为地球太大了，地球不是一个正椭球体，一个椭球体不可能都满足地球每个角落的精度要求，在一些边缘地带误差会很大，在赤道附近有适合赤道使用的椭球体，在极圈附近有适合极圈的椭球地，一切都是为了符合当地的精度需要。

如果你有足够的需求也可以自定义一个椭球体。

基于以上原因，这时经纬度就不是唯一的了，这个应该很好理解，当你使用克拉索夫斯基椭球体时是一对经纬度，当使用另外一个椭球体时又是另外一对经纬度。

GIS基础知识-坐标系、投影、EPSG：4326、EPSG：3857

GIS基础知识-坐标系、投影、EPSG：4326、EPSG：3857最近接⼿⼀个GIS项⽬，需要⽤到 PostGIS，GeoServer，OpenLayers 等⼯具组件，遇到⼀堆地理信息相关的术语名词，在这⾥做⼀个总结。

1. ⼤地测量学 (Geodesy)是⼀门量测和描绘地球表⾯的学科，也包括确定地球重⼒场和海底地形。

1.1 ⼤地⽔准⾯ (geoid)是海洋表⾯在排除风⼒、潮汐等其它影响，只考虑重⼒和⾃转影响下的形状，这个形状延伸过陆地，⽣成⼀个密闭的曲⾯。

虽然我们通常说地球是⼀个球体或者椭球体，但是由于地球引⼒分布不均（因为密度不同等原因），⼤地⽔准⾯是⼀个不规则的光滑曲⾯。

虽然不规则，但是可以近似地表⽰为⼀个椭球体，这个椭球体被称为。

⼤地⽔准⾯相对于参考椭球体的⾼度被称为 Undulation of the geoid 。

这个波动并不是⾮常⼤，最⾼在冰岛为85m，最低在印度南部为 −106 m，⼀共不到200m。

下图来⾃，表⽰ EGM96 geoid 下不同地区的 Undulation。

1.2 参考椭球体（Reference ellipsoid）是⼀个数学上定义的地球表⾯，它近似于⼤地⽔准⾯。

因为是⼏何模型，可以⽤长半轴、短半轴和扁率来确定。

我们通常所说的经度、纬度以及⾼度都以此为基础。

⼀⽅⾯，我们对地球形状的测量随着时间迁移⽽不断精确，另⼀⽅⾯，因为⼤地⽔准⾯并不规则，地球上不同地区往往需要使⽤不同的参考椭球体，来尽可能适合当地的⼤地⽔准⾯。

历史上出现了很多不同的参考椭球体，很多还仍然在使⽤中。

国内过去使⽤过“北京54”和“西安90”两个坐标系，其中北京54使⽤的是克拉索夫斯基（Krasovsky）1940的参考椭球，西安80使⽤的是1975年国际⼤地测量与地球物理联合会第16届⼤会推荐的参考椭球。

当前世界范围内更普遍使⽤的是WGS所定义的参考椭球。

2. 坐标系（coordinate system）有了参考椭球体这样的⼏何模型后，就可以定义坐标系来进⾏描述位置，测量距离等操作，使⽤相同的坐标系，可以保证同样坐标下的位置是相同的，同样的测量得到的结果也是相同的。

第二章测量学基本知识(2015)

，则
(R h)2R 2D 2
D2 h
2R h 上式中，可以用D代替D′，相对于2R很小
，可略去不计，则
h D2 2R
（2-4）
对高差的影响
以不同的距离D值代入式可求出相应的高程误差△h，如表所示
。
平面代替水准面的高程误差
（二）结论
用水平面代替水准面，对高程的影响是很大的，因此，在进行高程测量时，即使距离很短，也应顾及地球曲率对高程的影响。
理解地面点位确定中的坐标系统及高程系统；
理解用水平面代替水准面的限度；理解测量工作程序、步骤及测图原理。
判断题：
1、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。
2、测量成果的处理，距离与角度以参考椭球面为基准面，高程以大地水准面为基准面。
3、在10km为半径的圆范围内，平面图测量工作可以用水平面代替水准面。
8、高斯投影中，偏离中央子午线愈远变形愈大。
9、三度带的中央子午线与六度带的中央子午线和分带子午线重合。
世界上最高的山峰——珠穆朗玛峰世界上最深的海沟——马里亚纳海沟
第一节地球形状与地球椭球体
一、地球的形状及大小二、地球椭球体
一、地球的形状及大小
地球的形状
概念
水准面大地水准面大地体
对水平角度的影响
以不同的面积P代入式（2- 3），可求出球面角超值，如
表所示。
水平面代替水准面的水平角误差
（二）结论
当面积P不超过100km2时，进行水平角测量时，可以用水平面代替水准面，而不必考虑地球曲率对距离的影响。
对高差的影响
一、地球曲率对高差的影响（一）推导
如水图平所面示代，替地水面准点面B的后绝，对B点高的程高为程HB为，用 H替B′水，准H面B与产H生B′的的高差程值误，差即，为用水△平h表面示代