国家基础坐标系知识
我国四大常用坐标系及高程坐标系
For personal use only in study and research; not forcommercial useFor personal use only in study and research; not forcommercial use我国四大常用坐标系及高程坐标系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。
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IAG75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（WorldGeodeticSystem）是一种国际上采用的地心坐标系。
我国四大常用坐标系及高程坐标系
我国四大常用坐标系及高程坐标系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。
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/；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IAG75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6378140m3、WGS－84坐标系WGS－84坐标系（WorldGeodeticSystem）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）定义的协议地极（CTP）方向，X轴指向的协议子午面和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。
这是一个国际协议地球参考系统（ITRS），是目前国际上统一采用的大地坐标系。
我国四大常用坐标系及高程坐标系
我国四大常用坐标系及高程坐标系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。
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IAG75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、W G-84坐标系WG—84坐标系（WorldGeodeticSystem ）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，丫轴与Z轴、X轴垂直构成右手坐标系，称为1984年世界大地坐标系。
国家基础坐标系知识
国家基础坐标系知识北京54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，其坐标详细定义可参见参考文献[朱华统1990]。
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。
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。
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坐标系与北京54坐标系其实是一种椭球参数的转换作为这种转换在同一个椭球里的转换都是严密的，而在不同的椭球之间的转换是不严密，因此不存在一套转换参数可以全国通用的，在每个地方会不一样，因为它们是两个不同的椭球基准。
那么，两个椭球间的坐标转换，一般而言比较严密的是用七参数布尔莎模型，即 X 平移， Y 平移， Z 平移， X 旋转（WX）， Y 旋转（WY）， Z 旋转（WZ），尺度变化（DM ）。
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，尺度变化面DM视为0 。
坐标系
•
我国位于北半球，全部
X值都是正值，Y坐标在中央
经线以西为负值，运用起来
很不方便。为了保证Y值为正
值，将各带的坐标纵轴西移
500公里，即将所有Y值都加
500公里。
高斯-克吕格直角坐标
yA = 245 863.7 m yB = - 168 474.8 m
即（B、L、H） 高斯投影 （X、Y、Z）
我国常用的坐标系有北京54，西安80等，不同的坐标系对应 的椭球体是不一样的。北京54坐标系采用的是克拉索夫斯基 椭球体，而西安80采用的是IAG 75地球椭球体。
高斯-克吕格投影
• 由于这个投影是由德国数学家、物理学家、天文学家高斯于19世纪 20年代拟定，后经德国大地测量学家克吕格于1912年对投影公式加 以补充，故称为高斯—克吕格投影岛 观 象 山
水
大地坐标系与空间直角坐标系 • 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。地面点的位置 用大地经度（B）、大地纬度（L）和大地高度（H）表示。
• 空间直角坐标系
过空间定点O作三条互相垂直的数轴，它们都以O为原点，具有相同的单 位长度·这三条数轴分别称为X轴（横轴）.Y轴（纵轴）.Z轴（竖轴）, 统称为坐标轴。
特点;
（1）是综合GDZ80和BJ54旧 建立起来的参心坐标系。 （2）采用多点定位。但椭球面与大地水准面在我国境内不是最佳拟合。 （4）定向明确。 （5）大地原点与GDZ80相同，但大地起算数据不同。 （6）与BJ54旧 相比，所采用的椭球参数相同，其定位相近，但定向不同。 （7） BJ54旧 与BJ54新 无全国统一的转换参数，只能进行局部转换。
我国四大常用坐标系及高程坐标系
我国四大常用坐标系及高程坐标系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。
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IAG75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（WorldGeodeticSystem）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。
我国四大常用坐标系及高程坐标系
我国四大常用坐标系及高程坐标系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。
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IAG75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1/298.25722101 3、WGS－84坐标系WGS－84坐标系（WorldGeodeticSystem）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。
我国四大常用坐标系及高程坐标系
我国四大常用坐标系及高程坐标系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。
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IAG75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6378140m3、WGS－84坐标系WGS－84坐标系（WorldGeodeticSystem）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。
这是一个国际协议地球参考系统（ITRS），是目前国际上统一采用的大地坐标系。
我国四大常用坐标系及高程坐标系
我国四大常用坐标系及高程坐标系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。
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IAG75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6378140m3、WGS－84坐标系WGS－84坐标系（WorldGeodeticSystem）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。
这是一个国际协议地球参考系统（ITRS），是目前国际上统一采用的大地坐标系。
坐标系的基础知识大全
坐标系的基础知识大全1. 什么是坐标系？在数学和几何学中，坐标系是用来描述空间中的点的工具。
通过坐标系，我们可以用数学方式精确地表示点的位置和方向。
坐标系是研究空间中几何问题的基础，也是解决实际问题中定位和导航的基本工具。
坐标系主要分为直角坐标系和极坐标系两种形式。
直角坐标系是最常见的坐标系，由水平轴和垂直轴构成，点的位置通过两个数值（横坐标和纵坐标）来表示。
而极坐标系则通过点到原点的距离和点与参考方向的夹角来表示点的位置。
2. 直角坐标系的基本概念在直角坐标系中，通常将水平轴标记为x轴，垂直轴标记为y轴。
任何一个点都可以用一个有序对(x, y)来表示，其中x表示横坐标，y表示纵坐标。
在直角坐标系中，常见的概念包括：•原点：直角坐标系的交点，坐标为(0, 0)。
•x轴和y轴：分别对应水平方向和垂直方向的轴线。
•象限：将坐标系分成四个部分，分别标记为第一象限、第二象限、第三象限和第四象限。
•点到原点的距离：利用勾股定理计算，即$\\sqrt{(x^2 + y^2)}$。
3. 极坐标系的基本概念极坐标系是另一种常见的坐标系，用来描述平面上的点。
在极坐标系中，点的位置通常用一个有序对(r, θ)来表示，其中r表示点到原点的距离，θ表示点与参考方向的夹角。
极坐标系中的概念包括：•原点：极坐标系的起点。
•极轴：作为参考方向的射线。
•正极轴：与极轴正方向相同的射线。
•距离r：点到原点的距离。
•角度θ：点与正极轴的夹角。
4. 坐标系的转换在实际问题中，有时需要在直角坐标系和极坐标系之间进行转换。
这种转换可以通过一定的数学关系实现。
•从直角坐标系到极坐标系的转换：$ r = \sqrt{(x^2 + y^2)} $, $ \theta = \arctan(\frac{y}{x}) $。
•从极坐标系到直角坐标系的转换：$ x = r\cos(\theta) $, $ y = r\sin(\theta) $。
通过这些转换关系，我们可以在不同的坐标系中方便地描述点的位置和方向。
我国四大常用坐标系及高程坐标系
我国四大常用坐标系及高程坐标系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。
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/；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IAG75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1/298.3、WGS－84坐标系WGS－84坐标系（WorldGeodeticSystem）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）定义的协议地极（CTP）方向，X轴指向的协议子午面和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。
这是一个国际协议地球参考系统（ITRS），是目前国际上统一采用的大地坐标系。
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。
国家2000大地坐标系的相关知识
用大地经度和大地纬度表示地面点投影到地球椭球面
的位置。大地经、纬度是根据起始大地点（又称为大
地原点）的大地坐标，按大地测量所得的数据推算而
得。
N
P
起始子午线
轴地 H
赤道面
大
O
L
地
B
纬 度
大地经度
赤道
P点坐标：(L，B，H大地高） S
空间直角坐标系：
起始子午面
NZ P
Z
O Y
Y
X
X
P点坐标（X,Y,Z）
)
四参数法 需已知两个点在两个坐标系中的坐标。
大地原点
地面上选一点P，由P点投影到大地水准面P0点,使P0上的参考椭球面与大地水准面相切， 此时过P0点的铅垂线与P0点的参考椭球面法线重合，切点P0称为大地原点。同时要使参考椭 球短轴与地球短轴相平行（不要求重合），达到本国范围内的大地水准面与参考椭球面十分 接近。
椭球短轴与地球自转轴重合等条件。 要求椭球短轴与地球自转轴平行，使大地起始子午面与天
椭球定位
总地球椭球体中心与地球质心重合 文起始子午面平行，参使考椭椭球面 球与 体本 中国心大与地地水球准质面心充不分重接合近。
总用 地球途椭：球全面球与测全图球大地水准面差距的平方和最小 用参途考：椭国球家 面测 与区图域大地水准面差距的平方和最小
e——地球椭球第一偏心率； W=(1-e2sin2B)1/2;
R——地心向径，R=（X2+Y2+Z2）1/2。
高斯投影：
1 横轴椭圆柱面等角投影：
中央经线投影后为直线，长度不变形，纵 轴—x轴。两侧其他经线投影后呈向两极收敛的 曲线，与中央经线对称，距中央经线越远长度 变形越大。赤道投影后为直线横轴—y轴，长度 有变形。南北纬线投影后呈凹向两极的曲线， 与赤道投影对称。
我国四大常用坐标系及高程坐标系
For personal use only in study and research; not forcommercial useFor personal use only in study and research; not forcommercial use我国四大常用坐标系及高程坐标系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。
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IAG75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（WorldGeodeticSystem）是一种国际上采用的地心坐标系。
(整理)地图坐标系统的基本常识
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。
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。
以（32°，121°）的高斯-克吕格投影结果为例，北京54及WGS84基准面，两者投影结果在南北方向差距约63米(见下表)，对于几十或几百万的地图来说，这一误差无足轻重，但在工程地图中还是应该加以考虑的。
坐标系基础知识
笛卡儿坐标系笛卡儿坐标系又称为平面直角坐标系，由一个原点（坐标为(0,0)）和两个通过原点的、相互垂直的坐标轴构成（见图2-11）。
其中，水平方向的坐标轴为X轴，以向右为其正方向；垂直方向的坐标轴为Y轴，以向上为其正方向。
平面上任何一点P 都可以由X轴和Y轴的坐标所定义，即用一对有序实数对（x,y）来定义并定位一个点。
例如，图中P点的坐标为（3,4）。
大地坐标大地测量中以参考椭球面为基准面的坐标。
地面点P的位置用大地经度L、大地纬度B和大地高H表示。
当点在参考椭球面上时，仅用大地经度和大地纬度表示。
大地经度是通过该点的大地子午面与起始大地子午面之间的夹角，大地纬度是通过该点的法线与赤道面的夹角，大地高是地面点沿法线到参考椭球面的距离。
大地测量坐标系常用大地测量坐标系统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。
空间直角坐标系其为坐标原点位于总地球椭球质心，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。
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。
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。
归化纬度坐标系以一点的大地经度、归化纬度所组成的坐标系。
站心地平坐标系以测站法线和子午线方向为依据建立的坐标系。
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。
坐标系统概念1推荐一：需要用到的几个基本概念-------- 球面坐标系1. 几个常涉及到的名词的中英文对照：地形面（Topography）；大地水准面（Geoid）；参考椭球面（Reference Ellipsoid）；基准（Datum）；2. 基准：就是一组用于描述其他量的量，比如，描述空间位置的基准为位置基准；描述时间的基准为时间基准。
常用坐标系统的基础知识
常用坐标系统的基础知识《常用坐标系统的基础知识》因技术水平、历史机缘及国家保密原因，历史上形成了多套坐标基准体系。
每套基准体系又分别对应大地坐标系(以经纬度来标识各点)、空间直角坐标系、高斯平面直角坐标系(常说的公里网)。
空间直角坐标系常用于宇宙空间科研或参数中间转换，日常生活中使用较少；常规测量一般使用经纬度及公里网坐标。
公里网坐标又根据中央子午线及误差精度的不同，人为划分为六度带、三度带和一点五度带坐标。
我国有北京54、西安80、国家2000(参数最接近国际WGS84)等常规坐标系，都采用北方为上-X-正，东方为右-Y-正，上北下南左西右东的绘图方式。
这与平时的数学坐标系统右为X正、上为Y正不同，需要特别注意。
有些地方政府出于各种原因，使用地方坐标系，是在常规坐标系上进行平移与旋转形成的。
大地坐标系俗称为经纬度坐标系，采用地球中心作为参考中心进行投影。
经纬度---竖向为纬度X（B）、横向为经度Y（L），按经度把地球划成橘子瓣状分带。
纬度采用赤道为起始0度、北极为90度，向北增大，北半球记作北纬XX度。
经度采用英国伦敦的格林威治天文台作为起始0度，向东记作东经XX度。
经度按每15度划分时区，共24个时区，对应24小时，此与坐标分带无关。
我国首都处于东经117度、北纬40度附近，属于东8时区(105-120度)。
由于采用度分秒格式表示地理位置不利于日常使用，又引入公里网坐标。
北京54、西安80及国家2000公里网坐标系是平面高斯投影坐标系统，三者因为采用的地球参数不同，有少量差别。
原先一般都使用北京54坐标系；现在正向西安80坐标系过度；我国测绘局公布几年后将再过渡为国家2000坐标系。
公里网坐标使用公里、米作为测量及绘图单位，因球型影响都有少量投影误差。
为了减小球形投影误差，人为将地球按中央子午线经度划分为多个投影带。
为了方便，我们都以赤道作为 X=0 公里，向北增大；为避免横向Y值出现负数，以中央子午线处记作500公里=500,000米，前再加两位带号，eg:39,500,000米。
坐标系基础
2 基础知识2.1大地椭球体同大地体相近的可以用数学方法来表达的旋转椭球体。
（大地体是由大地水准面包围而成。
大地水准面是假定在重力作用下海水面静止时的平均水面，并设想此面穿过大陆与岛屿，连续扩展形成处处与铅垂线成正交的闭合曲面。
）2.2基准面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，用以对椭球体进行定位的。
2.3投影指按照一定的数学法则将地球面上的经纬网转换到平面上，使地面的地理坐标与平面直角坐标建立起函数关系。
实现由曲面向平面的转化。
常用的投影大概有二三十种，投影的选取要考虑地图的用途，投影的形变大小等众多因素。
2.4大地椭球体和基准面的关系基准面是在椭球体的基础上建立的，两者不能等同，同一个椭球体可以定义不同的基准面，两者是一对多的关系。
3.坐标系的分类3.1地理坐标系◆大地坐标系：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。
也叫经纬坐标系，地面点的位置用大地经度（L）、大地纬度(B)和大地高度(H)表示。
◆地心坐标系：用X、Y、Z表示的直角坐标系，其中，直角坐标系原点位于地心；Z轴为极轴，向北为正；X 轴穿过本初子午线与赤道的交点；Y轴穿过赤道与东经90°的交点。
3.2投影坐标系一种平面坐标系，依赖于地理坐标系和投影方式两个条件。
4.坐标系的转换4.1大地坐标与地心坐标的互换其实这两种坐标系都是描述地理坐标的，只是描述的方式不一样，其中大地坐标系的表述应该更常见些，依据不同的表示格式要求，可以对这两种表示方式进行相互转换。
在进行转换之前先引入一些变量：L 经度B 纬度H 相对于椭球体的高度，非重力高度X 地心坐标XY 地心坐标YZ 地心坐标Za 椭球体长半轴b 椭球体短半轴f 椭球体扁率e 椭球体第一偏心律e′椭球体第二偏心律N 纬度B处的卯酉圈曲率半径。
约定：大地坐标系中的零度经线为格林威治子午线。
如果定义不一致，需将本文中的各个公式中的零度经纬线转换到格林威治子午线，公式中的角度单位是弧度。
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国家基础坐标系知识北京54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，其坐标详细定义可参见参考文献[朱华统。
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。
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。
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坐标系与北京54坐标系其实是一种椭球参数的转换作为这种转换在同一个椭球里的转换都是严密的，而在不同的椭球之间的转换是不严密，因此不存在一套转换参数可以全国通用的，在每个地方会不一样，因为它们是两个不同的椭球基准。
那么，两个椭球间的坐标转换，一般而言比较严密的是用七参数布尔莎模型，即 X 平移， Y 平移， Z 平移， X 旋转（WX）， Y 旋转（WY）， Z 旋转（WZ），尺度变化（DM ）。
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，尺度变化面DM视为 0 。
方法如下（MAPGIS平台中）：第一步：向地方测绘局（或其它地方）找本区域三个公共点坐标对（即54坐标x，y，z和80坐标x，y，z）第二步：将三个点的坐标对全部转换以弧度为单位。
（菜单：投影转换/输入单点投影转换，计算出这三个点的弧度值并记录下来）第三步：求公共点求操作系数（菜单：投影转换/坐标系转换）。
如果求出转换系数后，记录下来。
第四步：编辑坐标转换系数。
（菜单：投影转换/编辑坐标转换系数。
）最后进行投影变换，“当前投影”输入80坐标系参数，“目的投影”输入54坐标系参数。
进行转换时系统会自动调用曾编辑过的坐标转换系数。
举个例子，野外采集GPS数据，数据是用大地坐标表示的，也就是用经纬度和高程表示。
而采集的数据要在地图上显示出来，就需要将经纬度转化为平面坐标，也就是通常说的x,y坐标。
因为我国地形图一般采用高斯投影，所以通常转化成高斯平面坐标显示到地图上。
而在经纬度向平面坐标转化的过程中，需要用到椭球参数，因此要考虑所选的坐标系，我国常用的坐标系有北京54，西安80，WGS-84坐标系，不同的坐标系对应的椭球体是不一样的，这里你可能会不明白根椭球体有啥关系，是这样的，我们所说的地理数据都是为了描述大地水准面上的某一个点，而大地水准面是不规则的，我们用一个规定的椭球面去拟合这个水准面，用椭球面上的点来近似表示地球上的点。
每个国家地理情况不同，采用的椭球体也不尽相同。
北京54坐标系采用的是克拉索夫斯基(Krassovsky)椭球体，而西安80采用的是IAG 75地球椭球体西安80坐标系与北京54坐标系其实是一种椭球参数的转换作为这种转换在同一个椭球里的转换都是严密的，而在不同的椭球之间的转换是不严密，因此不存在一套转换参数可以全国通用的，在每个地方会不一样，因为它们是两个不同的椭球基准。
那么，两个椭球间的坐标转换，一般而言比较严密的是用七参数布尔莎模型，即 X 平移， Y 平移， Z 平移， X 旋转（WX）， Y 旋转（WY）， Z 旋转（WZ），尺度变化（DM ）。
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，尺度变化面DM视为 0 。
西安80坐标系与北京54坐标系其实是一种椭球参数的转换作为这种转换在同一个椭球里的转换都是严密的，而在不同的椭球之间的转换是不严密，因此不存在一套转换参数可以全国通用的，在每个地方会不一样，因为它们是两个不同的椭球基准。
那么，两个椭球间的坐标转换，一般而言比较严密的是用七参数布尔莎模型，即 X 平移， Y 平移， Z 平移， X 旋转（WX）， Y 旋转（WY）， Z 旋转（WZ），尺度变化（DM ）。
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，尺度变化面DM视为 0 。
方法如下：第一步：向地方测绘局（或其它地方）找本区域三个公共点坐标对；第二步：求公共点求操作系数（菜单：投影转换/坐标系转换）。
如果求出转换系数后，记录下来。
第三步：编辑坐标转换系数。
（菜单：投影转换/编辑坐标转换系数。
）最后进行投影变换，“当前投影”输入80坐标系参数，“目的投影”输入54坐标系参数（长度单位选米角度单位选弧度）。
进行转换时系统会自动调用曾编辑过的坐标转换系数。
54国家坐标系：建国初期，为了迅速开展我国的测绘事业，鉴于当时的实际情况，将我国一等锁与原苏联远东一等锁相连接，然后以连接处呼玛、吉拉宁、东宁基线网扩大边端点的原苏联1942年普尔科沃坐标系的坐标为起算数据，平差我国东北及东部区一等锁，这样传算过来的坐标系就定名为1954年北京坐标系。
因此，P54可归结为：a．属参心大地坐标系；b．采用克拉索夫斯基椭球的两个几何参数；c.大地原点在原苏联的普尔科沃；d．采用多点定位法进行椭球定位；e．高程基准为 1956年青岛验潮站求出的黄海平均海水面；f．高程异常以原苏联 1955年大地水准面重新平差结果为起算数据。
按我国天文水准路线推算而得。
自 P54建立以来，在该坐标系内进行了许多地区的局部平差，其成果得到了广泛的应用。
1954北京坐标系参考椭球基本几何参数 :长半轴a＝6378245m短半轴b＝6356863.0188m扁率α＝1/298.3第一偏心率平方＝0.006693421622966第二偏心率平方＝0.00673852541468380国家坐标系：采用国际地理联合会（IGU）第十六届大会推荐的椭球参数，大地坐标原点在陕西省泾和县永乐镇的大地坐标系，又称西安坐标系。
C80是为了进行全国天文大地网整体平差而建立的。
根据椭球定位的基本原理，在建立C80坐标系时有以下先决条件：（1）大地原点在我国中部，具体地点是陕西省径阳县永乐镇；（2）C80坐标系是参心坐标系，椭球短轴Z轴平行于地球质心指向地极原点方向，大地起始子午面平行于格林尼治平均天文台子午面；X轴在大地起始子午面内与 Z轴垂直指向经度 0方向；Y轴与 Z、X轴成右手坐标系；（3）椭球参数采用IUG 1975年大会推荐的参数因而可得C80椭球两个最常用的几何参数为：长半轴a＝6378140±5（m）短半轴b＝6356755.2882m扁率α＝1/298.257第一偏心率平方＝0.00669438499959第二偏心率平方＝0.00673950181947椭球定位时按我国范围内高程异常值平方和最小为原则求解参数。
（4）多点定位；（5）大地高程以1956年青岛验潮站求出的黄海平均水面为基准。
WGS-84大地坐标系WGS－84（World Geodetic System，1984年）是美国国防部研制确定的大地坐标系，其坐标系的几何定义是：原点在地球质心,z轴指向 BIH 1984．0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、X轴构成右手坐标系（如图所示）。
WGs-84椭球及有关常数：对应于 WGS-8大地坐标系有一个WGS-84椭球，其常数采用 IUGG第 17届大会大地测量常数的推荐值。
下面给出WGS-84椭球两个最常用的几何常数：长半轴：6378137± 2（m）短半轴b＝6356752.3142m扁率α＝1/298.257223563第一偏心率平方＝0.00669437999013第二偏心率平方＝0.00673949674223常用的一些椭球及参数海福特椭球(1910)我国52年以前基准椭球a=6378388m b=6356911.9461279m a=0.33670033670北京54坐标系基准椭球a=6378245m b=6356863.018773m a=0.33523298692 1975年I.U.G.G推荐椭球(国际大地测量协会1975)西安80坐标系基准椭球a=6378140m b=6356755.2881575m a=0.0033528131778WGS-84椭球(GPS全球定位系统椭球、17届国际大地测量协会) WGS-84 GPS 基准椭球a=6378137m b=6356752.3142451m a=0.00335281006247.一般来讲，GPS直接提供的坐标（B,L,H）是1984年世界大地坐标系(Word Geodetic System 1984即WGS-84)的坐标，其中B为纬度，L为经度，H为大地高即是到WGS-84椭球面的高度。
而在实际应用中，我国地图采用的是1954北京坐标系或者1980西安坐标系下的高斯投影坐标（x,y,），不过也有一些电子地图采用1954北京坐标系或者1980西安坐标系下的经纬度坐标（B,L），高程一般为海拔高度h。
GPS的测量结果与我国的54系或80系坐标相差几十米至一百多米，随区域不同，差别也不同，经粗落统计，我国西部相差70米左右，东北部140米左右，南部75米左右，中部45米左右。
现就上述几种坐标系进行简单介绍，供大家参阅，并提供各坐标系的基本参数，以便大家在使用过程中自定义坐标系。
1、1984世界大地坐标系WGS-84坐标系是美国国防部研制确定的大地坐标系，是一种协议地球坐标系。
WGS-84坐标系的定义是：原点是地球的质心，空间直角坐标系的Z轴指向BIH（1984.0）定义的地极（CTP）方向，即国际协议原点CIO，它由IAU和IUGG 共同推荐。