测量坐标系
工程测量坐标系有哪几种
工程测量坐标系有哪几种在工程测量中，坐标系是一个非常重要的概念，用于描述一个点的位置和方向。
不同的工程测量任务需要使用不同的坐标系。
下面将介绍几种常见的工程测量坐标系。
1. 地理坐标系地理坐标系是最常见的坐标系之一，用于描述地球表面上的点的位置。
地理坐标系使用经度和纬度来表示一个点的具体位置。
经度是指一个点相对于地球的东西方向距离的度量，取值范围为-180到180度；纬度是指一个点相对于地球的南北方向距离的度量，取值范围为-90到90度。
地理坐标系通常用于地图制作和导航等领域。
2. 工程坐标系工程坐标系是用于工程测量任务的坐标系。
它通常使用笛卡尔坐标系来描述一个点的位置。
在工程坐标系中，点的位置通常用直角坐标或极坐标表示。
直角坐标使用x、y和z轴来表示一个点的位置，其中x轴和y轴通常与平面相关，z轴与高度相关。
极坐标使用极径和极角来表示一个点的位置，其中极径表示一个点距离一个参考点的距离，极角表示一个点与参考点的连线与某个参考方向之间的角度。
3. 局部坐标系局部坐标系是基于某个特定的地点或对象建立的坐标系。
它可以是相对于一个建筑物、一个工地或一个测量设备建立的坐标系。
局部坐标系通常便于对特定的地点或对象进行测量和定位。
局部坐标系通常与全局坐标系相连，通过一个转换关系来实现坐标的转换和配准。
4. 工程测量坐标系的应用工程测量坐标系在工程测量中起着重要的作用。
它们被广泛应用于各种领域，包括土木工程、建筑工程、道路工程、航空航天等。
使用合适的坐标系可以提高测量的准确性和可靠性，确保工程项目的质量和安全。
在实际的工程测量中，工程师需要根据具体的测量任务和工程需求选择合适的坐标系。
不同的坐标系适用于不同的测量任务，因此工程师需要了解和掌握不同坐标系的特点和应用。
总结起来，工程测量坐标系有地理坐标系、工程坐标系和局部坐标系三种常见类型。
它们在工程测量中各有应用，选择适当的坐标系可以提高测量效果和工程质量。
工程师应根据实际需求选择合适的坐标系，并确保测量过程的准确性和可靠性。
测量常用的坐标系有哪几种
测量常用的坐标系有哪几种在测量学中，坐标系是用来确定物体或点在空间中位置的重要工具。
根据应用的不同，测量中常用的坐标系可以分为直角坐标系、极坐标系和球坐标系三种。
1. 直角坐标系直角坐标系，也被称为笛卡尔坐标系，是最常见和基本的坐标系。
它利用三个垂直于彼此的坐标轴来定位物体的位置。
通常，这三个坐标轴被标记为x、y和z 轴。
在直角坐标系中，任何一个点可以通过一个有序的三个数字来表示，例如(x, y, z)。
这个三元组表示物体相对于图像的原点在各个轴方向上的位移。
直角坐标系广泛应用于计算机图形学、工程测绘和物理学领域。
2. 极坐标系极坐标系也称为极径坐标系，主要用于描述平面上的点。
极坐标系与直角坐标系不同，它采用两个参数来表示点的位置。
一个参数是极径，表示点到坐标原点的距离；另一个参数是极角，表示点相对于参考方向的角度。
通常，极坐标系中，角度以角度值或弧度值来表示，而极径则表示为非负实数。
极坐标系主要应用于极坐标追踪、极位移测量和天体测量等领域。
3. 球坐标系球坐标系是在三维空间中描述点的位置的一种坐标系。
球坐标系使用三个参数来确定点的位置：距离、极角和方位角。
距离表示点到坐标原点的距离；极角表示点相对于参考方向的角度；方位角表示点相对于参考平面的角度。
球坐标系通常用于天文学、导航系统以及物体在球面上运动的描述。
常见的球坐标系表示方法为(r, θ, φ)，其中r表示距离，θ表示极角，φ表示方位角。
结论直角坐标系、极坐标系和球坐标系是测量学中常用的坐标系。
直角坐标系适用于描述三维空间中的点的位置；极坐标系适用于平面上的点的位置描述；球坐标系则适用于描述三维空间中的点相对于球面的位置。
不同的坐标系在不同领域具有广泛的应用，在解决测量问题中发挥着重要作用。
了解这些坐标系的特点和适用范围，有助于我们更好地理解并运用测量学中的相关知识和技术。
参考文献：1.Berman, H. (2014). Spherical coordinates. In Principles of ComputerGraphics (pp. 1-4). Springer, New York, NY.。
测量坐标系的概念
测量坐标系的概念引言在科学研究和工程实践中，我们经常需要描述和测量物体的位置。
为了实现准确和一致的空间表示，人们开发了许多坐标系统。
其中，测量坐标系是一种常用的坐标系统，用于在三维空间中描述物体的位置和方向。
本文将介绍测量坐标系的概念，解释其基本原理和应用。
什么是测量坐标系？测量坐标系是一种用于表示和记录物体在三维空间中位置的数学构架。
它由坐标轴、坐标原点和坐标轴间的关系组成。
物体的位置可以通过在测量坐标系中的坐标值来表示。
坐标轴和坐标原点测量坐标系通常由三个相互垂直的坐标轴组成，分别称为X轴、Y轴和Z轴。
这三个轴定义了坐标系中的三个方向。
坐标轴起点处的交叉点称为坐标原点。
在测量坐标系中，通常将坐标原点作为参考点，将所有物体的位置相对于该点进行描述。
坐标值的表示在测量坐标系中，物体的位置可以通过一组坐标值来表示。
这组坐标值由距离坐标原点的距离和方向组成。
距离用正数表示，表示物体在坐标轴的正方向上的位置。
方向通过符号表示，正数表示物体在坐标轴正方向上，负数表示物体在坐标轴负方向上。
坐标系的变换在实际应用中，测量坐标系可以通过坐标系变换来与其他坐标系进行转换。
坐标系的变换包括平移、旋转和缩放。
通过这些变换，可以将物体从一个坐标系中转移到另一个坐标系。
平移是指将坐标系中的点移动到另一个位置，而保持与原坐标系中各点的相对关系不变。
平移可以通过将基于原坐标系的坐标值加上平移向量来实现。
旋转是指将坐标系绕一个轴进行旋转。
在三维空间中，可以绕X轴、Y轴或Z轴进行旋转。
旋转可以通过矩阵乘法来实现，其中矩阵的元素代表了旋转的角度和方向。
缩放是指将坐标系中的点按比例进行放大或缩小。
缩放可以通过将基于原坐标系的坐标值乘以缩放因子来实现。
应用测量坐标系在许多领域中都有广泛的应用。
在工程领域，测量坐标系被用于设计和制造过程中的尺寸测量和定位。
在航空航天领域，测量坐标系被用于导航、飞行控制和空间位置定位。
在地理信息系统中，测量坐标系被用于地图和地理数据的描述和分析。
测量坐标系相关知识
分析影响测量精度的各种因素，如仪 器误差、人为误差、环境因素等，并 采取相应的措施进行改进和优化。
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REPORTING
2023 WORK SUMMARY
THANKS
感谢观看
在建筑工程中，需要建立施工控制网，利用平面直角坐标系和高程系 统对施工点进行定位和测设。
道路工程测量
在道路工程中，需要建立道路中线控制桩和横断面测量控制桩，利用 平面直角坐标系和高程系统进行道路设计和施工放样。
水利工程测量
在水利工程中，需要建立大坝、水库等建筑物的施工控制网，利用平 面直角坐标系和高程系统进行水利枢纽工程的定位和测设。
空间定位技术在各领域应用
军事领域
用于导弹精确制导、武 器投送、无人机侦察等
。
民用领域
用于车辆导航、手机定 位、海洋渔业、农业等
领域。
科研领域
用于地壳运动监测、大 气物理观测、地球重力
场测量等。
工程测量领域
用于建立各种工程和大 型建筑物的控制网、进 行各种精密工程测量等
。
PART 06
坐标系转换与数据处理方 法
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REPORTING
2023 WORK SUMMARY
测量坐标系相关知识
汇报人：XX
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目录
• 坐标系基本概念与分类 • 大地测量坐标系 • 工程测量坐标系 • 地图投影与变形处理 • 空间定位技术与应用 • 坐标系转换与数据处理方法
PART 01
坐标系基本概念与分类
定义及作用
坐标系定义
坐标系是用于描述空间中点、线 、面等几何元素位置关系的参考 框架，由原点、坐标轴和坐标单 位构成。
简称“高斯投影”。一种等角横切椭 圆柱投影。德国数学家、物理学家、 天文学家高斯（Carl Friedrich Gauss）于19世纪20年代拟定，后经 德国大地测量学家克吕格（Johann Heinrich Louis Krüger）于1912年 对投影公式加以补充，故名。该投影 按照投影带中央子午线投影为直线且 长度不变和赤道投影为直线的条件， 确定函数的形式，从而得到高斯一克 吕格投影公式。
中国使用的测量坐标系
中国使用的测量坐标系
我国使用的测量坐标系有以下四种：
1、北京54坐标系
2、西安80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。
3、2000国家大地坐标系：简称为CGCS2000，英文全称为China Geodetic Coordinate System 2000。
Z轴指向BIH1984.0定义的协议极地方向（BIH国际时间局），X轴指向BIH1984.0定义的零子午面与协议赤道的交点，Y轴按右手坐标系确定。
该坐标系的大地坐标和美国WGS84坐标系的大地坐标基本一致，可直接采用，只是平面坐标需要用系数调整。
4、1985国家高程标准：我国于1956年规定以黄海(青岛)的多年平均海平面作为统一基面，叫"1956年黄海高程系统"，为中国第一个国家高程系统。
黄海高程是1956年9月4日，国务院批准试行《中华人民共和国大地测量法式(草案)》，首次建立国家高程基准，称“1956年黄海高程系”，简称“黄海基面”。
系以青岛验潮站1950—1956年验潮资料算得的平均海面为零的高程系统。
原点设在青岛市观象山。
该原点以“1956年黄海高程系”计算的高程为72．289米。
后经复查，发现该高程系验潮资料过短，准确性较差，改用青岛验潮站1950-1979年的观测资料重新推算，并命名为“1985国家高程基准”。
国家水准点设于青岛市观象山，其高程为72.260米，作为我国高程测量的依据。
它的高程是以“1985国家高程基准”所定的平均海水面为零点测算而得，“1956年黄海高程系”已废止。
测量常用的五种坐标系
测量常用的五种坐标系
1)像平面坐标系以像主点O为原点建立起来的右手直角坐标
系O-XY
2)像空间坐标系:以摄影中心S为坐标原点,平面坐标坐标
X,Y与像平面坐标系中X,Y轴平行,Z轴与摄影光束轴重合,建立的
空间右手直角坐标系S-xyz
3)像空间辅助坐标系:由于每张像片的像空间坐标系都不同,
所以需要建立一个统一的坐标系,用S-XYZ表示,坐标原点仍然取
摄影中心S,有下列三种情况:(1)取X,Y,Z平行于地面摄影测量坐标
系D-XYZ,这样同一像点a在像空间坐标系中坐标是X,Y,Z=-f,在
像空间辅助坐标系中坐标是X,Y,Z(2)以每条航带的第一张像片的像
空间坐标系作为像空间辅助坐标系(3)是以每个像片对的左像片摄影中心为坐标原点,摄影基线为X轴,以X轴和摄影光束形成的XZ平面,过原点作垂直于XZ平面(左核面)的Y轴构成右手直角坐标系.
4)地面测量坐标系:指高斯克吕6和3带投影下的平面直角坐标系和定义在某一高程基准面的高程,形成的空间左手直角坐标系
T-X t Y T Z T。
5)地面摄影测量坐标系:坐标原点在测区的某一地面点上,X
轴大致与航向一致的水平方向,Y轴垂直于X轴,Z轴沿铅垂方向,构成右手直角坐标系D-XYZ。
测量坐标系
方位角的互算
A A m
A A
m
真 北
Am A α
O
P
三种方位角的关系
正、反方位角
✓ 正、反坐标方位角：
✓ 正、反真方位角： ✓ 正、反磁方位角：
180
12
21
A A ( ) 180
12
21
2
1
A A ( ) 180
磁12
磁 21
m1
m2
真 北
γ1
α12
A12
➢ 方位角及其互换
由直线一端的标准方向线北端起，顺时针量至该直线的 水平角。其取值范围：0°～360°。
方位角的种类 ✓真方位角
由子午线北端起算的方位角 ，用A表示。
✓磁方位角
由磁北方向起算的方位角 ，用A磁 表示。
✓坐标方位角
由X坐标轴北端起算的方位角 ，用α表示 。
真 北
Aα
Am
O
P
三种方位角的关系
（3）P点距离中央子午线和赤道的投影距离各为多少米？ 10. 什么叫绝对高程？什么叫相对高程？ 11. 用水平面代替水准面，地球曲率对水平距离、水平角和高
程有何影响？
12.根据“1956年黄海高程系”算得地面上A点高程为 63.464m，B点高程为44.529m。若改用“1985国家 高程基准”，则A、B两点的高程各应为多少？
1
3
γ2
A21
2
α21
Quadrantal Angle（象限角）
✓ 象限角
从标准方向线的北端或南端，顺时针或逆时针量至某直线的
水平锐角，以R表示，取值范围为0°～90°。
✓ 象限角与坐标方位角的换算
N
第一象限
测绘各种坐标系
测绘各种坐标系1 大地坐标系：设P点的子午面NPS与起始子午面NGS所构成的二面角L，即P点的大地经度；P点的法线Pn与赤道的夹角B，即P点的大地纬度；从观测点沿椭球的法线方向大到椭球面的距离，即大地高H。
注意：内业的基准线是法线，基准面是参考椭球面；外业的基准线是铅垂线，基准面是大地水准面，此时高程为正高。
以似大地水准面为参照面的高程系统为正常高。
2 空间直角坐标系：空间任意点的坐标用（X,Y,Z）表示，坐标原点位于总地球质心或参考椭球中心，Z轴与地球平均自转轴相重合，即指向某一时刻的平均北极点，X轴指向平均自转轴与平均格林尼治天文台所决定的子午面与赤道面的交点Ge而Y轴与XOZ平面垂直，且指向东为正。
坐标参考系统：分为天球坐标系和地球坐标系。
天球坐标系用于研究天体和人造卫星的定位与运动。
地球坐标系用于研究地球上物体的定位与运动，是以旋转椭球为参照体建立的坐标系统，分为大地坐标系和空间直角坐标系。
即地固坐标系3 天球直角坐标系：原点位于地球质心O，z轴指向天球北极Pn，x轴指向春分点r，y轴垂直于xOz平面，从而建立起来的坐标系即为天球直角坐标系；天球直角坐标也可转化为赤经（a）、赤纬（）、向径（d）构成的球面坐标。
春分点和天球赤道面，是建立天球坐标系的重要基准点和基准面。
4 惯性坐标系：是指在空间固定不动或做匀速直线运动的坐标系。
一般很难建立，通常约定建立近似的惯性坐标系，即协议惯性坐标系。
5 协议天球坐标系：由于地球的旋转轴是不断变化的，通常约定某一时刻t作为参考历元，把该时刻对应的瞬时自转轴经岁差和章动改正后的指向作为z轴，以对应的春分点为x 轴的指向点，以xoz的垂直方向为y轴建立的球坐标系协议天球坐标系与瞬时真天球坐标系的差异是由地球旋转轴的岁差和章动引起的，两者之间有其转换关系。
6 瞬时真天球坐标系：是一时刻t的瞬时北天极和真春分点为参考建立的天球坐标系。
它与瞬时平天球坐标系的差异主要是地球自转轴的章动造成的。
工程测量坐标系有哪些
工程测量坐标系有哪些在工程测量中，为了准确测量和描述物体的位置、形状和大小，我们需要使用坐标系来建立空间参考系统。
工程测量坐标系是一个用于定量描述和比较空间位置的框架。
有许多种不同的工程测量坐标系，每一种坐标系都具有其特定的应用和优势。
1. 地心坐标系地心坐标系是以地球质心为原点的坐标系，用于描述地球表面和地下的测量。
地心坐标系常用于大地测量、地壳运动分析、全球定位系统（GPS）等应用。
在地心坐标系中，地球被近似为一个球形体，采用经度和纬度作为坐标进行描述。
经度用于表示东西方向，纬度用于表示南北方向。
2. 平面直角坐标系平面直角坐标系是最常用的一种工程测量坐标系。
它是一个平面坐标系，以水平平面为基准，通过确定平面上的两个垂直轴来建立。
其中一个轴称为X轴，另一个轴称为Y轴。
平面直角坐标系常用于平面测量、建筑工程设计、土地测量等。
在平面直角坐标系中，点的位置可以由其在X轴和Y轴上的坐标表示。
3. 空间直角坐标系空间直角坐标系是在三维空间中建立的坐标系，用于描述三维物体的位置和形状。
它由三个垂直的轴组成，分别称为X轴、Y轴和Z轴。
空间直角坐标系常用于三维测量、建筑结构分析、地质勘探等领域。
在空间直角坐标系中，点的位置可以由其在X轴、Y轴和Z轴上的坐标表示。
4. 高程坐标系高程坐标系用于描述物体的垂直位置，即物体距离参考水平面的高度。
在建筑工程、土地测量等领域中，高程信息是非常重要的。
高程坐标系通常使用垂直方向的坐标值来表示物体的高度。
高程坐标系可以与平面直角坐标系或空间直角坐标系结合使用，以提供完整的三维位置信息。
5. 大地坐标系大地坐标系是地表上的测量参考系统，用于描述地球表面上的位置。
它是一种综合了地心坐标系和地表特征的坐标系。
在大地测量和地理信息系统中，大地坐标系广泛应用。
大地坐标系使用经度、纬度和高程来定位地球上的点，以提供更准确的位置信息。
小结工程测量坐标系是一种重要的工具，用于测量和描述物体的位置和形状。
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。
测绘各种坐标系
测绘各种坐标系1 大地坐标系：设P点的子午面NPS与起始子午面NGS所构成的二面角L，即P点的大地经度；P点的法线Pn与赤道的夹角B，即P点的大地纬度；从观测点沿椭球的法线方向大到椭球面的距离，即大地高H。
注意：内业的基准线是法线，基准面是参考椭球面；外业的基准线是铅垂线，基准面是大地水准面，此时高程为正高。
以似大地水准面为参照面的高程系统为正常高。
2 空间直角坐标系：空间任意点的坐标用（X,Y,Z）表示，坐标原点位于总地球质心或参考椭球中心，Z轴与地球平均自转轴相重合，即指向某一时刻的平均北极点，X轴指向平均自转轴与平均格林尼治天文台所决定的子午面与赤道面的交点Ge而Y轴与XOZ平面垂直，且指向东为正。
坐标参考系统：分为天球坐标系和地球坐标系。
天球坐标系用于研究天体和人造卫星的定位与运动。
地球坐标系用于研究地球上物体的定位与运动，是以旋转椭球为参照体建立的坐标系统，分为大地坐标系和空间直角坐标系。
即地固坐标系3 天球直角坐标系：原点位于地球质心O，z轴指向天球北极Pn，x轴指向春分点r，y轴垂直于xOz平面，从而建立起来的坐标系即为天球直角坐标系；天球直角坐标也可转化为赤经（a）、赤纬（）、向径（d）构成的球面坐标。
春分点和天球赤道面，是建立天球坐标系的重要基准点和基准面。
4 惯性坐标系：是指在空间固定不动或做匀速直线运动的坐标系。
一般很难建立，通常约定建立近似的惯性坐标系，即协议惯性坐标系。
5 协议天球坐标系：由于地球的旋转轴是不断变化的，通常约定某一时刻t作为参考历元，把该时刻对应的瞬时自转轴经岁差和章动改正后的指向作为z轴，以对应的春分点为x 轴的指向点，以xoz的垂直方向为y轴建立的球坐标系协议天球坐标系与瞬时真天球坐标系的差异是由地球旋转轴的岁差和章动引起的，两者之间有其转换关系。
6 瞬时真天球坐标系：是一时刻t的瞬时北天极和真春分点为参考建立的天球坐标系。
它与瞬时平天球坐标系的差异主要是地球自转轴的章动造成的。
第二单元 测量坐标系
地球椭球的中心与地球质心重合 椭球的短轴与地球自转轴重合 起始大地子午面与起始天文子午面重合 椭球面与大地水准面在全球范围内最佳拟 合
N' N 大地水准面
E'
O'
E
O
S'
S
世界常用地心大地坐标系
• WGS－84（世界大地坐标系）
WGS-84是美国国防部建立的、GPS卫星定 位采用的坐标系统。
• 国际地球参考系统(ITRS)
高斯平面直角坐标系统 我国位于北半球， X 坐标均为正值， 而 Y 坐标值有正有负。为避免 Y 坐标出现负 值，规定将 X 坐标轴向西平移 500km ，即所 有点的Y坐标值均加上500km ，此外为便于 区别某点位于哪一个投影带内，还应在横 坐标值前冠以该投影带带号。这种坐标称 X 为国家统一坐标。
第二单元 测量坐标系
一、建立大地坐标系的基准 二、大地坐标系的建立
1、参心大地坐标系
2、地心大地坐标系
三、高斯平面直角坐标系 四、高程系统
一、建立大地坐标系的基准
• 坐标系是指描述空间位置的数学参照系。 它由点、线、面等基准所构成。 • 大地坐标系是指描述地球表面空间位置 的数学参照系。
基 准
与地球形状接近 能用数学公式表达
Y
例如，P点的国家统一坐标Y=19123456.789m，则该点 位于第19带内，其相对于中央子午线的实际横坐标 y=376543.211m。则P点的坐标表示为 （3275611.188m；19123456.789m）。 X P x Y y
四、高程系统
地面点到大地水准面的铅垂距离，称为该点的绝 对高程或海拔，简称高程。在下图中地面点A、B的绝 对高程分别为Ha、Hb。
我国的测量坐标系
WGS-84坐标系WGS-84的定义：WGS-84是修正NSWC9Z-2参考系的原点和尺度变化，并旋转其参考子午面与BIH定义的零度子午面一致而得到的一个新参考系，WGS-84坐标系的原点在地球质心，Z轴指向BIH1984.0定义的协定地球极（CTP）方向，X轴指向BIH1984.0的零度子午面和CTP赤道的交点，Y轴和Z、X轴构成右手坐标系。
它是一个地固坐标系。
WGS-84椭球及其有关常数：WGS-84采用的椭球是国际大地测量与地球物理联合会第17届大会大地测量常数推荐值，其四个基本参数长半径：a=6378137±2（m）；地球引力常数：GM=3986005×108m3s-2±0.6×108m3s-2；正常化二阶带谐系数：C20=-484.16685×10-6±1.3×10-9；C20=-5J2=108263×10-8地球自转角速度：ω=7292115×10-11rads-1±0.150×10-11rads-1 建立WGS-84世界大地坐标系的一个重要目的，是在世界上建立一个统一的地心坐标系。
2.2.2 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。
（3）椭球面同似大地水准面在我国境内最为密合，是多点定位。
测量中常用的坐标系有哪几种各有什么特点
测量中常用的坐标系有哪几种各有什么特点在测量领域中，常常需要用到坐标系来描述和定位物体的位置。
坐标系既可以是二维的，也可以是三维的。
不同类型的坐标系在测量应用中具有不同的特点和用途。
本文将介绍测量中常用的几种坐标系，并分别阐述它们的特点。
1.笛卡尔坐标系笛卡尔坐标系是最常见和最基本的坐标系之一。
它由数学家笛卡尔于17世纪提出，并广泛应用于几何学和物理学。
笛卡尔坐标系是一个二维平面坐标系，由两条垂直相交的直线（称为x轴和y轴）组成。
通过指定相对原点的位置和单位长度，可以用数值对来表示平面上的任意点。
笛卡尔坐标系的特点是简单直观，易于理解和计算，适用于大多数测量场景。
2.极坐标系极坐标系是另一种常用的二维坐标系统，它以极径和极角来表示点的位置。
极径是从原点到点的距离，表示点的径向位置；极角是从参考方向到线段的角度，表示点的方位角。
极坐标系适用于描述圆心对称的物体，如雷达扫描、天文观测等领域。
与笛卡尔坐标系相比，极坐标系在计算某些物理量时更加方便，但在表示复杂的几何形状时不如笛卡尔坐标系直观。
3.球坐标系球坐标系是一种三维坐标系统，由球心、极径、极角和方位角四个参数来描述点的位置。
球心是坐标系的原点，极径是从球心到点的距离，极角是从某个参考方向到线段的角度，方位角是从参考平面到线段的角度。
球坐标系在天文学、地理学、飞行控制等领域有广泛应用。
与笛卡尔坐标系和极坐标系相比，球坐标系能够更好地描述球对称的物体和场景，并在某些测量任务中具备较高的效率。
4.笛卡尔-直角坐标系笛卡尔-直角坐标系是笛卡尔坐标系的一种推广，用于描述三维空间中的点的位置。
它由三条相互垂直的坐标轴（称为x轴、y轴和z轴）组成，形成一个立方体。
通过指定相对原点的位置和单位长度，可以用数值对来表示三维空间中的任意点。
笛卡尔-直角坐标系在工程测量、地理测量、建筑设计等领域广泛使用。
它具有直观、精确和便于计算的特点，能够准确描述和定位三维物体。
测量坐标系名词解释
坐标原点偏离于地心而重合于某个国家、地区所采用的参考椭球中心。
地心坐标系
坐标原点于地球质心相重合。
大地坐标系
由大地纬度、大地经度和大地高所构成的坐标系统为大地坐标系。 地心纬度坐标系
以一点的大地经度、地心纬度和向径所组成的坐标系。
归化纬度坐标系
其可以是地心坐标系，也可以是参心坐标系。坐标原点位于总地球椭球质心（或参考椭球中心），X轴，Y轴，Z轴所组成的笛卡儿坐标系。Z轴于地球平均自转轴重合，X轴指向平均自转轴于平均格林尼治天文台所决定的子午面与赤道面的焦点，Y轴方向与X轴和Z轴所组成的平面垂直，且指向为东。
以测站中心为坐标原点的三维坐标系课分为站心赤道坐标系与站心地平坐标系
以一点的大地经度、归化纬度所组成的坐标系。
天文坐标系
以铅垂线为依据，由天文纬度和天文经度所构成的坐标系统。
子午面直角坐标系
以一点的所在的子午圈椭圆中心为原点，建立，x、y平面直角坐标系。则该点坐标用该点的大地经度与其在上述的平面直角坐标系中的x、y坐标表示。
空间大地直角坐标系
站心地平坐标系Biblioteka 以测站法线和子午线方向为依据建立的坐标系。
站心地平坐标系 以笛卡儿坐标指向的坐标系。
建筑物坐标系
以建筑物的两条相互垂直的标志线的起点为零点，建立的坐标系。
原文网址: /view/2127960.htm
大地测量坐标系统
天球坐标系和地球坐标系。
大地测量坐标系统
大地测量坐标系采用的坐标系主要有两种类型：
天球坐标系和地球坐标系。
天球坐标系
卫星测量把坐标系原点设在地球质心，在天文学中选在日心。
测量中的常用坐标系及坐标转换概述
测量中的常用坐标系及坐标转换概述1.引言在测量与空间信息处理中，坐标系是非常重要的概念。
通过坐标系，可以将现实世界中的点、线、面等空间要素进行数学建模和描述。
常用的坐标系包括笛卡尔坐标系、极坐标系、球坐标系等。
坐标系之间的转换是测量与空间信息处理中常用的操作。
2.笛卡尔坐标系笛卡尔坐标系是最常见的坐标系，由三个互相垂直的坐标轴构成。
在二维情况下，有两个坐标轴分别表示横坐标和纵坐标；在三维情况下，有三个坐标轴分别表示横坐标、纵坐标和高度坐标。
笛卡尔坐标系广泛应用于地理信息系统、测绘工程、建筑设计等领域。
3.极坐标系极坐标系由极径和极角两个坐标轴构成。
极径表示点到坐标原点的距离，极角表示点在平面上相对于一个基准线的角度。
极坐标系常用于极坐标测量仪器中，如激光扫描仪，雷达等。
极坐标系优点之一是可以简化角度变化的描述，适用于自然界中的很多环境和场景。
4.球坐标系球坐标系由球半径、极角和方位角三个坐标轴构成。
球半径表示点到坐标原点的距离，极角表示点距离球心的水平角度，方位角表示点在水平面上相对于一个基准线的角度。
球坐标系常用于天文学、地理学等领域，描述地球表面上各个点的位置。
5.坐标转换在实际测量中，经常需要在不同的坐标系之间进行转换，以实现测量数据的互通。
常见的坐标转换包括坐标系之间的旋转、平移和缩放等操作。
下面以笛卡尔坐标系和极坐标系为例，介绍一下坐标转换的基本原理。
-笛卡尔坐标系到极坐标系的转换：假设有一个点在笛卡尔坐标系中的坐标为(x,y)，则可以通过以下公式将其转换为极坐标系中的坐标(r,θ)：r=√(x²+y²)θ = arctan(y/x)-极坐标系到笛卡尔坐标系的转换：假设有一个点在极坐标系中的坐标为(r,θ)，则可以通过以下公式将其转换为笛卡尔坐标系中的坐标(x,y)：x = r * cos(θ)y = r * sin(θ)在实际测量中，常常需要进行坐标系之间的转换，比如将地理坐标转换为笛卡尔坐标，或者将局部坐标系转换为全球坐标系等。
简述测量坐标系与数学坐标系的区别是什么
简述测量坐标系与数学坐标系的区别是什么概述在测量学和数学中，坐标系是用来描述和定位空间中点的一种系统。
然而，测量坐标系与数学坐标系并不完全相同，存在一些区别。
本文将简述测量坐标系与数学坐标系的区别。
测量坐标系测量坐标系是用于实际测量和定位物体的空间坐标系统。
它通常基于测量设备或仪器的特性和功能而建立。
测量坐标系的目的是为了精确度和可重复性而设计，以满足特定测量任务的要求。
测量坐标系通常采用直角坐标系，由三个坐标轴（X、Y、Z）组成。
这些坐标轴通常与测量设备的运动方向对应，例如光学测量仪器的X轴通常与仪器的扫描方向一致。
每个坐标轴都有一个原点，通过测量仪器进行参考点的确定。
测量坐标系的坐标原点通常是用户定义的，可以根据具体的测量任务进行设置。
测量坐标系还可以包含其他附加参数，如旋转和缩放因子，以便准确地描述目标物体的形状和位置。
数学坐标系数学坐标系是用于描述和研究数学问题的坐标系统。
它用于解决几何、代数、分析等数学领域的问题。
数学坐标系通常是抽象和理想化的，没有直接和具体物理测量设备相关联。
数学坐标系通常也基于直角坐标系，由三个坐标轴（x、y、z）组成。
这些坐标轴通常与空间中的固定方向对应，例如地理坐标系中的x轴对应东西方向。
数学坐标系的坐标原点通常是固定的，并且通常与特定位置或参考点无关。
数学坐标系的坐标轴通常以单位长度刻度进行划分，用于测量和计算距离、角度等数学问题。
区别测量坐标系与数学坐标系之间存在以下区别：1.目的不同：测量坐标系旨在实际测量和定位物体，以满足特定测量任务的需求；数学坐标系用于解决数学问题和研究数学领域。
2.关联不同：测量坐标系通常与特定测量设备或测量任务相关联，其坐标原点和轴向根据具体需求设置；数学坐标系通常是理想和抽象的，与具体物理测量设备无关。
3.精度要求不同：测量坐标系需要考虑精确度和可重复性，以提供测量结果的准确性；数学坐标系在数学问题中更侧重于理论推导和计算。
4.坐标原点不同：测量坐标系的坐标原点通常是用户定义的，根据具体测量任务进行设置；数学坐标系的坐标原点通常是固定的，与特定位置或参考点无关。
测量坐标系与数学坐标系有何区别和联系
测量坐标系与数学坐标系有何区别和联系引言在我们日常生活和学习中，我们经常会听到测量坐标系和数学坐标系这两个概念。
这两个概念与坐标有关，但具体来说又有什么区别和联系呢？本文将就测量坐标系和数学坐标系进行详细解释，以帮助读者更好地理解这两个概念。
测量坐标系测量坐标系是一种用于测量物理空间位置的体系，它是测量中使用的一种坐标系。
测量坐标系中的坐标用于描述物体的位置、方向和形状等属性。
通常，测量坐标系是通过使用测量仪器和设备来创建的。
测量坐标系的特点如下： - 三维性：测量坐标系是一个三维坐标系，通常包含X轴、Y轴和Z轴。
- 相对性：测量坐标系中的坐标是相对于某个基准点或基准面来进行测量的。
- 精确性：测量坐标系中的坐标是通过测量仪器和设备进行测量得到的，具有一定的精确性。
测量坐标系常用于工程测量、地理测量和建筑测量等领域。
通过测量坐标系，我们可以准确地描述和记录物体在空间中的位置，从而实现测量和定位等目的。
数学坐标系数学坐标系是一种抽象的、理论的坐标系，它是数学中用于描述几何图形和方程的一种工具。
数学坐标系中的坐标用于表示点和向量在空间中的位置和方向。
数学坐标系的特点如下： - 抽象性：数学坐标系是一种抽象的概念，不依赖于具体的测量仪器和设备。
- 理论性：数学坐标系是数学理论中的一种概念，用于研究和解决几何和代数等问题。
- 理想性：数学坐标系通常假设空间是连续的，不存在测量误差或不确定性。
数学坐标系常用于数学、物理、计算机图形学等领域。
通过数学坐标系，我们可以利用数学理论进行几何分析和计算，从而研究和解决各种数学和科学问题。
区别和联系测量坐标系和数学坐标系虽然有一些区别，但也存在一定的联系。
区别1.特点不同：测量坐标系是一个实际应用的工具，具有三维性、相对性和精确性等特点；而数学坐标系是一个理论概念，具有抽象性、理论性和理想性等特点。
2.应用不同：测量坐标系主要应用于测量和定位等实际应用领域；而数学坐标系主要应用于几何分析和数学计算等理论研究领域。
测量坐标系和数学坐标系区别是什么
测量坐标系和数学坐标系区别是什么测量坐标系和数学坐标系是两种常用于表示物体位置的坐标系。
它们在表示方式、用途和精度方面存在一些区别。
本文将重点讨论测量坐标系和数学坐标系的区别。
1. 测量坐标系测量坐标系是一种用于实际测量和测绘物体位置的坐标系。
它是一种相对于参考点或参考物体的局部坐标系。
测量坐标系通常使用直角坐标系表示，包括水平、垂直和高程三个方向。
具体来说，水平方向通常是平面上的x和y轴，而垂直方向是由地面向上的z轴。
测量坐标系的原点通常是由参考点或标志物确定的，它与测量仪器的位置和方向有关。
测量坐标系中的坐标值表示了物体相对于原点的位置，通常以米或英尺为单位。
测量坐标系常用于地理信息系统（GIS）、测绘工程、建筑工程和地理空间分析等领域。
它可以精确地描述和测量地球表面上的点、线和面的位置。
2. 数学坐标系数学坐标系是一种用于描述和分析几何对象的抽象数学模型。
它是一个理想的坐标系，可以用来表示点、向量和方程等数学对象。
数学坐标系通常是一个无限的笛卡尔坐标系，包括水平的x轴和垂直的y轴。
数学坐标系的原点通常是在空间中的某个固定点上，它与实际测量和测绘过程无关。
数学坐标系中的坐标值是连续的实数，可以表示无限精度的位置。
数学坐标系广泛应用于几何学、物理学、计算机图形学、机器人学和仿真等领域。
它提供了一套严密的数学工具，用于分析和解决几何问题，如距离计算、角度计算、线性变换和透视投影等。
3. 测量坐标系和数学坐标系的区别尽管测量坐标系和数学坐标系都是用于描述物体位置的坐标系，但它们存在一些主要区别。
首先，测量坐标系是一个局部的、有限的坐标系，通常用于描述特定区域内的物体位置。
而数学坐标系是一个全局的、无限的坐标系，可以描述整个空间范围内的物体位置。
其次，测量坐标系的原点和坐标轴方向通常与参考点或参考物体相关，可能因实际测量的需求而不断变化。
而数学坐标系的原点和坐标轴方向是固定不变的，仅用于数学分析和计算。
测量坐标系与施工坐标系的区别
测量坐标系与施工坐标系的区别引言在建筑和工程领域，测量坐标系和施工坐标系是常用的概念。
它们虽然在测量和施工中都扮演着重要的角色，但在定义、应用和表达方式上存在着一些区别。
本文将介绍测量坐标系和施工坐标系的基本概念，并对它们之间的差异进行详细说明。
测量坐标系测量坐标系是一种用于描述地球表面上的点位置的框架。
它基于数学和地球测量学的原理，通常使用经纬度或平面坐标系来表示。
测量坐标系的主要作用是定位和测量地球上各个点的坐标信息。
在测量中，使用全球定位系统（GPS）等技术，可以实时获取点的坐标，并将其与测量基准进行比较。
测量坐标系以一个基准点为原点，然后定义输入坐标轴的方向和单位。
例如，水平方向通常用东西方向和单位长度表示，垂直方向通常用南北方向和单位长度表示。
测量坐标系的坐标点可以通过测量仪器进行测量获得，这些测量仪器具有高度精度和准确性。
施工坐标系施工坐标系是在测量坐标系的基础上建立的一种坐标系统，用于在施工现场中准确定位和安装建筑物或工程项目的各个部件。
施工坐标系通常使用平面坐标系，以方便进行实际测量和施工操作。
与测量坐标系不同的是，施工坐标系更注重实际的建设过程和施工效果。
它主要用于测量和标记建筑物的定位，以便准确放置各个构件和部件。
施工坐标系通常以施工现场的某个固定点为基准，然后根据实际施工需求确定坐标轴的方向和单位。
施工坐标系的坐标点可以通过使用测量仪器对实际建筑物或工程项目进行测量获得。
在施工过程中，工程师和施工人员可以借助施工坐标系，根据建筑图纸上的标记，精确地定位和布置建筑物的各个构件和部件。
差异比较测量坐标系和施工坐标系在概念和应用上存在一些明显的差异。
主要的差别包括：1.目的不同：测量坐标系主要用于测量和定位地球上的各个点，而施工坐标系则用于在建筑或工程项目上定位和布置构件和部件。
2.基准点选择不同：测量坐标系的基准点通常是地球上某个确定的点，而施工坐标系的基准点通常是施工现场的某个固定点。
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13.3 基本测设工作
——精确测设方法
当测设水平角精度要求较高时,采用精确方法 精确测设水平角的步骤: 1）用一般方法测设水平角β； 2）精测∠BAC，观测结果为β＇； 3）计算观测角β ＇与待测设水平角β之差，进而计 算出改正数CC1；
Δβ ＝ β－ β＇ CC1＝AC•tanΔβ＝ Δβ／ρ ４）根据CC1，现场将C改正至C1。
已知点 已知方向
已知水平距离
13.3 基本测设工作
精确测设方法 步骤：
１）利用一般方法，测设出已知水平距离Ｄ,定出终点； ２）利用水准仪测得起终点之间的高差； ３）利用下式计算出实地应测设的距离；
Ｌ＝Ｄ－（ΔＬd+ ΔＬt+ ΔＬh)
ΔＬd：尺长改正数 ΔＬt：温度改正数 ΔＬh：高差改正数
４）利用经纬仪定向，使用检定过的钢尺，根据 计算出Ｌ，实地标定出已知水平距离Ｄ．
平面位置和高程是否符合设计要求； （４）随着施工的进展，对一些大型、高层或特殊建
构）物进行变形观测。
13.2 施工测量的主要内容及特点
◆施工测量的准备工作
（1）建立健全组织和制度； （2）了解设计意图；熟悉设计图纸；核对图纸、检查数据； （3）实地踏勘，选择测设方法； （4）编制测设详图，计算测设数据； （5）测量仪器的选择、检验和校正。
数字测图原理及方法
Principle and Methods of Digital Mapping
第十三章 测设
13.1 概述 13.2 施工测量的主要内容及特点 13.3 基本测设工作 13.4 平面点位的测设 13.5 已知坡度的测设 13.6 圆曲线的测设 13.7 建筑坐标与施工坐标的换算
已有：测站A、后视方向B 已知：水平角数据(设计已知) 定：C方向
——一般测设方法
(正倒镜分中法) ◆在A安置经纬仪； ◆盘左瞄准B，平盘读数b； ◆转动照准部至读数(b+)，定 C′； ◆盘右瞄准B，平盘读数b1； ◆转动照准部至读数(b1+)，
Ｂ
β Ａ
Ｃ＇ Ｃ Ｂ Ｃ＂
β＇ β Ａ
Ｃ Ｃ１
(6) 做出放样计划；编制施工放样图。 准备放样数据
(1) 图解法:用量角器和比例尺在图上直接量取放样数据。 (2) 解析法:根据工程建筑物轴线点或角点的设计坐标及控制 点的坐标，利用坐标反算的方法，算出放样数据。 做出放样计划，编制施工放样图。
13.2 施工测量的主要内容及特点
4 、 特点 （1）准确性；（2）整体性； （3）安全性；（4）长期性。
13.3 基本测设工作
例：已知AC1=85.00米，设计值=36°， 设测得1=35°59′42″， 计算修正值C1C 。
解：=-1=18″ C1C=85×tan0°0′18″ =0.0074m ＝7.4mmLeabharlann 得：点位修正值为7.4mm(向外)
13.3 基本测设工作
3、测设已知高程
——地面上点的高程测设
返回
13.3 基本测设工作
13.3 基本测设工作
距离、角度、高程测设
1、测设已知水平距离
已有：起点A、和AB方向 已知：水平距离DAB(设计已知) 测设：终点B ——钢尺一般方法 在给定的方向，根据给定的距离值，从起点用钢尺丈量的一般方法 ，量得线段的另一端点。为了检核起见，应往返丈量测设的距离， 往返丈量的较差，若在限差之内，取其平均值作为最后结果。
要求，以一定的精度标定到实地，作为施工的依据．并在施 工过程中进行一系列的测量工作.
（1）施工控制网的建立；（2）施工放样； （3）竣工测量
13.2 施工测量的主要内容及特点
3、主要内容： （１）建立施工控制网； （２）依据设计图纸要求进行建（构）筑物的放样； （３）每道施工工序完成后，通过测量检查各部位的
13.1 概述
各项工程建筑物在施工阶
段所进行的测量工作，
工程建设的三大阶段
统称为施工测量
（1）勘测设计阶段——测图、用图
（2）施工阶段——测设、施工放样、竣工 测量
（3）运营管理阶段——变形监测
13.2 施工测量的主要内容及特点
1、施工测量 在施工阶段进行的测量工作。
2、主要任务 将图纸上设计建筑物的平面位置和高程，按设计与施工
13.1 概述
确定地表点在某坐标系中坐标的工作称为测定，其特点是先 在地表设定点的实际位置，然后确定它的坐标。
而与之相反的任务，即已知某点在某坐标系中的坐标而要 在地表找到它的实际位置，则称为测设，其特点是先知道地表 点的坐标，后找到它的实际位置。
测设，又称放样，是测绘的逆过程。 根据待建建、构筑物各特征点与控制 点之间的距离、角度、高差等测设数 据，以控制点为根据，将各特征点在 实地桩定出来。 即按照设计图纸的 样子将建筑物放置到实地，施工人员 则依据放样所得的位置进行修建。
13.3 基本测设工作
测距仪法测设:
◆在A安置测距仪(或全站仪)； 在B附近安置反光棱镜；
◆观测AB距离、调整棱镜位 置，直至与设计距离相等， 定B标志。
●测距仪观测斜距时，应读 竖直角，改正成平距；
●全站仪直接读取平距。
反
光
棱
B镜
L
测
α
距
CC＇
仪
AA
DD ＇
13.3 基本测设工作
2、测设已知水平角
13.1 概述
13.1 概述
13.1 概述
盾构
英吉利海峡隧道英吉利海峡海底隧道于１９８７ 年正式开工。海底隧道由英、法两国共同开发。 工程由三条隧道组成，两条直径为７．６米的火 车隧道，和一条直径为４．８米的服务隧道，全 长５３千米，其中有３８千米隧道要在海底４０ 米深的岩层中穿过。英法两国采用两岸同时掘进 的办法，并使用激光导向，确保施工方向准确无 偏差。
——施工测量虽与地形测量相反，但它同样遵循“从整体到局 部，先控制后细部”的原则；
——施工测量精度取决于建筑物的用途、大小、性质、材料、 结构形式和施工方法；
施工测量控制网的精度、建筑物轴 线测设精度、建筑物细部放样 精度等。
13.2 施工测量的主要内容及特点
——施工测量是工程建设的一部分，必须做好一系列准备工作. ——施工测量的质量将直接影响工程建设的质量，故施工测量应建立健 全检查制度； ——施工现场交通频繁，地面震动大；各种测量标志应埋设稳固，一旦 被毁，应及时恢复。 ——施工现场工种多，交叉作业，干扰大，易发生差错和安全事故．