大地坐标系
07第七讲 大地测量常用坐标系统
WGS-84坐标系
WGS-84坐标系是目前GPS所采用的坐标系统，GPS所发布的星历参数 就是基于此坐标系统的。
WGS-84坐标系统的全称是World Geodical System-84（世界大地坐标系84），它是一个地心地固坐标系统。
WGS-84坐标系统由美国国防部制图局建立，于1987年取代了当时GPS 所采用的坐标系统―WGS-72坐标系统而成为GPS的所使用的坐标系统。
e.g. UTM Eastings = 587,310m; Northings = 4,513,410m East of central meridian about four tenths of the way up from equator to the north pole grid north is to the east of true north
WGS-84坐标系的坐标原点位于地球的质心，Z轴指向BIH1984.0定义的 协议地球极方向，X轴指向BIH1984.0的启始子午面和赤道的交点，Y轴与X 轴和Z轴构成右手系。
WGS-84系所采用椭球参数为：
a＝6378137米， α=1:298.257223563
新华网北京2001年２月２３日电（记者张继民）覆盖我国全部国土，其分 辨率东部为３０公里见方格网、西部为６０公里见方格网，精度为３０厘 米至６０厘米的２０００中国似大地水准面，近日通过国家验收。这表明， 新一代分米级精度大地水准面已在我国建立。
3 平面直角坐标系
平面直角坐标系是利用投影变换，将空间坐标 （空间直角坐标或空间大地坐标）通过某种数 学变换映射到平面上，这种变换又称为投影变 换。投影变换的方法有很多，如UTM投影、 Lambuda投影等，在我国采用的是高斯-克吕格 投影，也称为高斯投影。
大地坐标系定位原理
大地坐标系定位原理咱们先来说说大地坐标系是啥。
简单来讲，它就是一种给地球上每个点都安排一个独一无二“住址”的方法。
就像咱们住的房子都有个门牌号一样，地球上的每个地方也得有个标识，这样咱们才能准确地找到它。
大地坐标系是由很多复杂的数学知识构建起来的，但咱可以先不纠结那些复杂的数学公式，就把它当成是一种超厉害的定位魔法。
那这个定位原理是怎么玩的呢？你看啊，地球是个不规则的球体，这就有点麻烦了。
但是聪明的人类就想办法给地球建立了一个模型。
这个模型就像是地球的一个超级精确的替身。
在这个模型里，我们设定了一些基本的线和点。
比如说，有一条非常重要的线叫赤道，就像地球这个大球腰间的一条腰带，把地球分成了南北两个半球。
还有本初子午线，这条线就像地球上的一条起始线，从这条线开始，我们可以计算东西方向的位置。
当我们要确定一个点在地球上的位置时，就像是在这个大游乐场里找宝藏。
我们会用两个重要的数值，一个是经度，一个是纬度。
纬度呢，就像是在说这个宝藏是在赤道的上面还是下面，离赤道有多远。
如果是在赤道以北，纬度就是正数，要是在赤道以南呢，纬度就是负数。
就好比你在游乐场里，说宝藏在某个游乐设施的北边或者南边多少距离一样。
经度呢，就是在说这个宝藏是在本初子午线的东边还是西边，离本初子午线有多远。
东边的经度是正数，西边的就是负数。
这两个数值一确定，就像给宝藏画了一个超级精确的坐标图，咱们就能准确地找到这个地方啦。
你可能会想，这有啥用呢？用处可大了去了。
比如说，当你想去一个超级美丽的海边度假，你在地图上找这个海边的位置，其实就是在看这个地方的大地坐标。
飞机和轮船在航行的时候，也得靠着这个大地坐标系来确定自己的位置，不然就像在大游乐场里迷了路的小朋友，不知道该往哪儿走了。
而且啊，大地坐标系还能帮助科学家们研究地球的很多奥秘呢。
比如说研究板块运动，板块就像地球这个大拼图上的小碎片，它们在不断地移动。
科学家们通过精确的大地坐标系定位，就能知道这些板块是怎么动的，是慢慢靠近还是渐渐远离。
大地空间直角坐标系
大地空间直角坐标系一、概述大地空间直角坐标系是一种常用的地理坐标系，它以地球椭球体为基准面，以国际米制单位为长度单位，以某个参考点的经度、纬度和高程作为原点，建立起三维直角坐标系。
这种坐标系具有精度高、计算简便等特点，在测量和定位领域得到了广泛应用。
二、建立大地空间直角坐标系的建立需要以下步骤：1. 选择基准面：在大地测量学中，通常选用国际1924年椭球体或WGS-84椭球体作为基准面。
2. 选择参考点：参考点是指确定原点的位置。
通常选择一个高程较高、地势平缓的位置作为参考点。
3. 确定原点：根据参考点的经纬度和高程，确定三维直角坐标系的原点。
4. 建立坐标轴：根据原点确定三个相互垂直的轴线，并规定正方向。
5. 确定比例因子：比例因子是指长度单位与实际长度之间的比值。
通常选择国际米制单位，并根据实际情况确定比例因子。
6. 建立坐标系：根据以上步骤建立起大地空间直角坐标系。
三、参数大地空间直角坐标系的参数包括：1. 基准面参数：基准面的椭球体参数包括长半轴、扁率等，这些参数决定了整个坐标系的形状和大小。
2. 参考点参数：参考点的经度、纬度和高程是确定原点位置的关键因素。
3. 比例因子：比例因子是确定长度单位与实际长度之间比值的关键因素。
4. 坐标轴方向：坐标轴方向规定了正方向，通常选择东、北、天为正方向。
四、应用大地空间直角坐标系在测量和定位领域得到了广泛应用，包括：1. 测量工程中，如建筑测量、道路工程测量等。
2. 地图制作中，如地理信息系统（GIS）等。
3. 定位导航中，如全球卫星导航系统（GPS）等。
4. 科学研究中，如地球物理学、大气科学等。
五、总结大地空间直角坐标系是一种以地球椭球体为基准面建立起来的三维直角坐标系，具有精度高、计算简便等特点，在测量和定位领域得到了广泛应用。
建立大地空间直角坐标系需要选择基准面、参考点、确定原点、建立坐标轴、确定比例因子等步骤。
大地空间直角坐标系的参数包括基准面参数、参考点参数、比例因子和坐标轴方向。
大地坐标系
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§三、中国大地坐标系
2、1980 西安坐标系
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。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。
椭球面和地球肯定不是完全贴合的，因而，即使用同一 个椭球面，不同的地区由于关心的位置不同，需要最大 限度的贴合自己的那一部分，因而大地基准面就会不同
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§二、地球椭球体模型
以大地水准面为基准建立起来的地球椭球体模型 （1）平均椭球体——全球范围内贴合大地基准面
2000中国大地坐标系
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谢谢
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（2）参考椭球体——局部范围内贴合大地基准面
1954 北京坐标系——克拉索夫斯基椭球体 1980 西安坐标系
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§三、中国大地坐标系
1、1954北京坐标系——克拉索夫斯基椭球 体
新中国成立以后，我国大地测量进入了全面发展时期， 在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考大地坐标系，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。
§大地坐标系
一、水准面与基准面 二、地球椭球体模型 三、中国大地坐标系
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§一、水准面与基准面
1、大地水准面
大地坐标系
2. 平面直角坐标
由于经纬线在图上多是弧线，不便于图上作业，更不便于距离和角度的换算，因此，在大比例尺图上都绘有平面直角坐标网。
确定平面上某点位置的长度数值，就是该点的平面直角坐标。平面直角坐标会值是用公里和米表示的。
平面直角坐标的构成平面直角坐标，是在颊上由两条垂直相交的直线建立起来的坐标系统。纵线为纵轴，以X表示；横线为横轴，以Y表示；两直线的交点为坐标原点，以0表示。确定某点的位置时，以该点到横轴的垂直距离为纵坐标(X)，到纵轴的垂直距离为横坐标(Y)。并规定，X值在横轴以上的为正，以下的为负；Y值在纵轴以右的为正，以左的为负。如甲点的坐标：X=250，Y=300。用这种方法确定点位的，就叫平面直角坐标法。
反之，用同样的方法，知道了坐标值，也可以确定目标点在图上的位置，这里就不详细介绍了。
3. 邻带补充坐标网
地形图上的平面直角坐标网，是按投影带建立的各自独立的坐标系，纵、横坐标线都只平行于本带的纵、横坐标轴；所以，在两带相接的地方，图上的坐标线就拼接不起来。但是，在实战中，常会碰到这种情况：比如，我炮兵发射阵地位置在十九带而射击目标位置在二十带，因为不是一个投影带，坐标系统不一致，这就无法指示目标，不能计算炮目距离和方位角。
提起“坐标”这个词，有些读者可能有点陌生，其实，在我们生活中还是经常碰到的，只是不这么称呼罢了。比如我们到体育馆看球赛，去礼堂听报告，入场券上就有×排×号，按照这个排、号，就能找到自己的座位。这种用排和号两个数确定座位的方法，在数学上就叫做坐标法。为了使用地图的方便，制图人员就把这个坐标法搬到了地图上，成为确定地面点位的方法。因为地球比较大，坐标的起算点、计算的方法和表达的方式就必须有一系列的规定，这些规定，就是坐标系统。
大地测量坐标系
大地测量坐标系大地测量坐标系是在大地测量过程中，由于需要不同而建立的不同坐标系。
常用大地测量坐标系统∙o∙o∙o}-,Boo∙大地坐标系和子午面直角坐标系的关系o∙o式中，a为地球椭球的长半轴，e为地球椭球的第一偏心率}-,B为大地纬度。
o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。
∙子午面直角坐标系和大地坐标系的转换o∙o式中，a为地球椭球的长半轴，e为地球椭球的第一偏心率}-,B为大地纬度。
a、b为地球椭球的长、短半轴，u为归化纬度。
∙空间直角坐标系与子午面直角坐标系的转换o X = xcosL∙o Y = xsinL∙o Z = y∙o∙o∙o}-,B∙o X = acosucosL∙o Y = acosusinL∙o Z = bsinu成工程所需的坐标的过程。
关键词：GPS 坐标系统坐标系转换一、概述GPS及其应用GPS即全球定位系统（Global Positioning System）是美国从本世纪70年代开始研制，历时20年，耗资200亿美元，于1994年全面建成的卫星导航定位系统。
作为新一代的卫星导航定位系统经过二十多年的发展，已成为在航空、航天、军事、交通运输、资源勘探、通信气象等所有的领域中一种被广泛采用的系统。
我国测绘部门使用GPS也近十年了，它最初主要用于高精度大地测量和控制测量，建立各种类型和等级的测量控制网，现在它除了继续在这些领域发挥着重要作用外还在测量领域的其它方面得到充分的应用，如用于各种类型的工程测量、变形观测、航空摄影测量、海洋测量和地理信息系统中地理数据的采集等。
GPS以测量精度高；操作简便，仪器体积小，便于携带；全天候操作；观测点之间无须通视；测量结果统一在WGS84坐标下，信息自动接收、存储，减少繁琐的中间处理环节、高效益等显著特点，赢得广大测绘工作者的信赖。
二、GPS测量常用的坐标系统1.WGS-84坐标系WGS-84坐标系是目前GPS所采用的坐标系统，GPS所发布的星历参数就是基于此坐标系统的。
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。
大地测量坐标系统有几种
大地测量坐标系统有几种大地测量是测量地球表面形状和大小的学科，其主要目的是为了获取准确的地理位置信息。
为了方便地标识不同地方的位置，在大地测量中广泛使用了各种坐标系统。
大地测量坐标系统是用来表示地球上某个点的位置的系统，根据不同的需求和应用，可以使用多种不同的坐标系统。
本文将介绍大地测量中常用的三种坐标系统。
地理坐标系统地理坐标系统（Geographic Coordinate System，GCS）是大地测量中最常见的坐标系统之一。
它使用经度（Longitude）和纬度（Latitude）来表示地球上任意点的位置。
地理坐标系统以地球的赤道和本初子午线作为基准线，以度（Degree）为单位来测量。
经度表示东西方向上的位置，纬度表示南北方向上的位置。
经度的取值范围为-180到180度，纬度的取值范围为-90到90度。
地理坐标系统的优点是简单、易于理解和计算，被广泛应用于地图制作、位置定位、导航系统等领域。
但由于地理坐标系统没有考虑地球椭球体的形状，对于精确度要求较高的应用可能有一定的误差。
投影坐标系统投影坐标系统（Projected Coordinate System，PCS）基于地理坐标系统，通过将地球表面投影到二维平面上来表示地球上的位置。
由于地球是一个三维椭球体，为了在二维平面上进行地图制作等应用，需要将地球表面投影到平面上，这就是投影坐标系统的基本原理。
投影坐标系统中使用各种投影方法，如等距圆柱投影、等距圆锥投影、等面积平展投影等，将地球表面的经纬度坐标转换为二维平面坐标。
不同的投影方法在表示形状和面积时有着不同的特点和误差。
在实际应用中，可以根据不同的需求选择不同的投影坐标系统。
投影坐标系统的优点是能够直接在平面上进行测量和计算，精度相对较高。
它被广泛应用于地图制作、测量工程、GIS（地理信息系统）等领域。
然而，由于投影过程中的误差和变形，可能会引入一定程度的误差。
大地坐标系统大地坐标系统（Geocentric Coordinate System，GCS）是一种以地球的质心为基准的坐标系统。
大地测量的基本坐标系
大地测量的基本坐标系大地测量是一门应用数学和物理学原理的学科，用于测量和描述地球上的各种地理现象和地球表面形状。
在大地测量中，使用的基本坐标系是一种重要的工具，用于确定地球上各个点的位置和相对位置。
1. 地球坐标系地球坐标系是大地测量中最常用的基本坐标系之一，用于确定地球表面上任意点的位置。
该坐标系基于地球的球面几何形状，以地球上某个点为参考原点，通过经纬度来描述其他点的位置。
在地球坐标系中，经度和纬度是用来定位点的主要参数。
经度表示东西方向上的位置，以子午线作为参考线，以角度度量，范围从-180°到+180°。
纬度表示南北方向上的位置，以赤道为参考线，以角度度量，范围从-90°到+90°。
地球坐标系在导航、地图制作、地理信息系统等领域广泛应用。
例如，GPS定位系统就使用地球坐标系来确定用户所在的位置，并在地图上显示出来。
2. 平面坐标系除了地球坐标系，大地测量中还使用平面坐标系来描述地表上的局部区域。
平面坐标系是一个二维坐标系，用于在平面上确定各个点的位置。
平面坐标系的基本参数有两个：坐标原点和坐标轴。
坐标原点是任意选取的一个点，作为整个坐标系的参考点。
坐标轴是以坐标原点为中心的两条互相垂直的直线，用来确定点的位置。
在平面坐标系中，点的位置用坐标对来表示。
坐标对包括横坐标（X轴方向的位置）和纵坐标（Y轴方向的位置）。
通过测量和计算，可以确定地表上任意点的平面坐标。
平面坐标系在工程测量、土地管理、城市规划等领域有着广泛的应用。
例如，在建筑设计中，使用平面坐标系来描述建筑物的布局和位置。
3. 地心坐标系除了地球表面上的坐标系，大地测量还涉及到地球内部的坐标系，即地心坐标系。
地心坐标系是以地球质心为原点建立的，用来描述地球内部物理过程和地球的形状。
地心坐标系与地球表面上的坐标系存在一定的转换关系。
通过适当的坐标转换，可以将地表上的点的位置与地心坐标系中的点的位置相对应。
测绘技术中的大地坐标系与投影坐标系解释
测绘技术中的大地坐标系与投影坐标系解释测绘技术是一门应用广泛的学科，它涉及到测量、地理信息系统等众多领域。
在测绘中，我们常常会涉及到大地坐标系和投影坐标系这两个概念。
本文将解释这两个概念的含义以及它们在测绘中的应用。
一、大地坐标系的定义与应用大地坐标系是用来描述地球表面上点的位置的一种坐标系统。
地球是一个复杂的三维物体，因此需要一种能够准确描述地球上任意点的坐标系统。
大地坐标系使用经度和纬度来表示地球上的点的位置。
经度是指某个点与本初子午线之间的夹角，是从东向西方向计算的，范围为-180°到180°。
纬度是指某个点与地球赤道之间的夹角，是从南向北方向计算的，范围为-90°到90°。
通过经纬度，我们可以精确地定位地球上的任意一个点。
大地坐标系在测绘中有着重要的应用。
例如，在地图制作过程中，我们常常需要将实际世界中的地理位置准确地转化为平面上的点，这就需要用到大地坐标系。
另外，当我们进行地球表面的空间分析时，也需要使用大地坐标系来确定点的位置。
二、投影坐标系的定义与应用投影坐标系是将三维地球表面上的点映射到二维平面上的一种坐标系统。
由于地球是一个球体，无法完全展平，因此需要使用投影坐标系来在平面上表示地球上的点。
投影坐标系的选择是基于特定的地图投影方法的。
地图投影是指将地球表面上的点映射到平面上的过程。
地图投影有很多种方法，例如等经纬度投影、等角度投影、等面积投影等。
投影坐标系中的坐标表示了平面上的点的位置，与大地坐标系不同。
在投影坐标系中，通常会采用X轴和Y轴的坐标来表示点的位置。
这种坐标系统的好处是可以直接在平面上进行计算和测量。
投影坐标系在测绘中也有着广泛的应用。
在制作地图时，我们通常会使用投影坐标系来将地球表面上的点映射到纸张上。
此外，在航空摄影和遥感领域，也会用到投影坐标系来表示图像上的像素点的位置。
三、大地坐标系和投影坐标系的转换在实际的测绘工作中，我们常常需要将大地坐标系转换为投影坐标系，或者反过来。
国家大地坐标系
空间基准：2000国家大地坐标系CGCS2000一、2000国家大地坐标系2000坐标系采用的地球椭球参数：长半轴 a＝6378137m扁率f×1014m3s-2自转角速度ω＝×10-5rad s-1采用地心坐标系,有利于采用现代空间技术对坐标系进行维护和快速更新,测定高精度大地控制点三维坐标,并提高测图工作效率;优点：与对地观测数据结合紧密,使用方便,提供高精度、地心、动态、实用、统一的大地坐标系;1954年北京坐标系1980西安坐标系2000国家坐标系参考椭球体Krassovsky 1940 IAG 75 旋转椭球,几何中心与坐标系原点重合坐标系类型参心大地坐标系参心大地坐标系地心坐标系坐标原点原苏联的普尔科沃陕西省泾阳县包括海洋和大气的整个地球的质量中心长半轴6378245m 6378140m 6378137m扁率1/ 1/2000系：CGCS2000,,2000国家大地坐标系国务院批准,2008年7月1日起正式实施地心坐标系,原点为包括海洋和大气的整个地球的质量中心Z轴由原点指向历元的地球参考极的方向X轴由原点指向格林尼治参考子午线与地球赤道面历元的交点Y轴与Z轴、X轴构成右手正交坐标系;该历元的指向由国际时间局给定的历元2000国家大地坐标系采用的地球椭球的参数为：长半轴a=6378137m,扁率2000国家大地控制网2000国家大地控制网点是2000国家大地坐标系的框架点,是2000国家大地坐标系的具体实现;2000国家大地控制网构成：2000国家GPS大地控制网2000国家GPS大地控制网的基础上完成的天文大地网联合平差获得的在ITRF97框架下的近5万个一、二等天文大地网点ITRF97框架下平差后获得的近10万个三、四等天文大地网点;按精度不同可划分为三个层次：12000国家GPS大地控制网中的连续运行基准站,其坐标精度为毫米级;2 2000国家GPS大地控制网除了CORS站以外的所有站;2000国家GPS大地控制网提供的地心坐标的精度平均优于±3 cm;32000国家大地坐标系下天文大地网成果,地心坐标的精度平均为±10cm;2000国家GPS大地控制网共2542个点,包括:国家测绘局GPS A、B级网,总参测绘局GPS一、二级网中国地震局、总参测绘局、中国科学院、国家测绘局共建的中国地壳运动观测网还有其他地壳形变GPS监测网等由国内2542个GPS点其中CORS站25个参加了2000国家GPS大地控制网的数据处理参考框架为ITRF97,参考历元为处理后网点相对精度优于10-7地心坐标的精度平均优于±3 cm;国家测绘局GPS A、B级网GPS A级网,由30个主点和22个副点组成,点间距离平均约650km;从1992年7月25日至8月5日进行初测,从1996年5月8日至5月17日进行复测;GPS B级网于1991～1997年组织建立,由818个点组成;其中沿海经济发达地区平均点间距为50～70km,中部地区为l00km,西部地区为150km;A 、B级网平差中采用的坐标框架和历元分别为ITRF93和 ;A、B 级网平差后的点位地心坐标精度为10-7量级;中国地壳运动GPS观测网络工程中国地壳运动GPS观测网络工程包括基准网、基本网和区域网,共1222个点,于1998～2002年间布测;其中基准网点25个；基本网点56个采用的坐标框架和历元分别为ITRF96和;网络工程平差后的点位地心坐标精度总体优于10-8量级;GPS 一、二级网GPS一、二级网由总参测绘局于1991～1997年实测,共553个GPS站均匀地分布于全国除台湾省以外的陆地、海域和南沙重要岛礁,总体结构为全面连续网;其中一级网44个站,相邻点间距离最大为1667km,最小为86km,平均约680km;二级网由534个点组成,相邻点间距离全国平均为;采用的坐标框架和历元分别为ITRF96 和;一、二级网平差后的点位地心坐标精度为10-8量级海洋测量大地控制网由285个国家B 级GPS点组成,主要集中在沿岸200km的带宽内,包括多普勒点、水准点、形变点、海岛点和验潮站点等,其中海岛点21个;海洋测量大地控制网为海图所属坐标系的框架点,主要用于海图的测量,获得海上地物在2000国家大地坐标系下的坐标;由于海图所用的投影不同于陆地所用的高斯投影,所以地物在图上表示的平面位置与陆地有差异;各基准的参数比较坐标系统地球椭球1954年北京坐标系1980西安坐标系WGS 842000国家大地坐标系椭球名称克拉索夫斯基IUGG1975 WGS-84 CGCS2000建成年代50年代1979 1984 2008椭球类型参考椭球参考椭球总地球椭球总地球椭球am 6378245 6378140 6378137 6378137J2或C20 f －1：J2: ×10-31：C20：×10-61：×10-31：GMm3s-2 －×1014 ×1014 ×1014ωrad/s －×10-5 ×10-5 7.292l15×10-5实际应用利用GNSS进行气象预报,遥感地球大气,测定大气温度及水汽含量,监测气候变化等,由于现势性较强,无须进行转换,实测结果可认为是CGCS2000下的成果;GNSS用于陆海空定位导航,进行海上船位和平台的高精度定位,海洋测绘任务、飞机导航,要求精度一般在cm级甚至米级,因此无须顾及框架间的差的差异,WGS84下的成果可视作CGCS2000下的成果;地质、土地利用调查、精细农业和精细林业以及旅游考古、海事部门的成果都可直接利用WGS 84下的成果;平差的方法选择C级网基于的B级网点,获得这些B级网点在2000国家大地坐标系下的坐标固定B级网点的坐标或进行强约束,对C级网点原始观测数据用高精度数据处理软件如GAMIT或Bernese软件进行重新处理或对C级网点的基线向量用网平差软件进行处理,得到C级网点在2000国家大地坐标系下的坐标.如果有原始观测数据,建议采用这种方法相对独立的平面坐标系的建立地方独立坐标系都是在北京54或西安80及2000国家大地坐标系的基础上进行三项改化, 将统一编号的投影带中央子午线移至测区中央；将投影面由参考椭球面改为测区平均高程面；高斯投影后将独立坐标系原点的纵横坐标加一个常数;转换时,参考椭球参数除长半径加H+Δε外,其它参数均不改变;确定相对独立的平面坐标系的中央子午线一般有三种情况：①尽量取国家坐标系三度带的中央子午线作为它的中央子午线；②当测区离3°带中央子午线较远时,应取过测区中心的经线或取过某个起算点的经线作为中央子午线；③若已有的相对独立的平面坐标系没有明确给定中央子午线,则应该根据实际情况进行分析,找出该相对独立的平面坐标系的中央子午线;国家测绘局公告2008年第2号：根据中华人民共和国测绘法,经国务院批准,我国自2008年7月1日起,启用2000国家大地坐标系;2000国家大地坐标系与现行国家大地坐标系转换、衔接的过渡期为8～10年;现有各类测绘成果,过渡期内,可沿用现行国家大地坐标系；2008年7月1日后,新生产的应采用2000国家大地坐标系;现有地理信息系统,过渡期内,逐步转换到2000国家大地坐标系；2008年7月1日后,新建设的应采用2000国家大地坐标系;国家测绘局负责启用工作的统一领导；制定启用工作的实施方案；为地方、各部门现有测绘成果坐标系转换提供技术支持和服务；负责完成国家级基础测绘成果向2000国家大地坐标系转换,并向社会提供使用;国务院有关部门负责本部门启用工作的组织实施和本部门测绘成果的转换;县级以上地方人民政府测绘行政主管部门负责本地区启用工作的组织实施和监督管理,提供坐标系转换技术支持和服务；完成本级基础测绘成果向2000国家大地坐标系的转换,并向社会提供使用;启用2000国家大地坐标系的实施进程总体技术准备阶段2008年底前具体实施与成果验证阶段2009年1月～2010年12月成果推广应用与技术服务阶段2011年1月～过渡期结束2000国家大地坐标系与现行坐标系有何不同2000国家大地坐标系现行坐标系54北京系、西安80系坐标系类型地心坐标系参心坐标系椭球定位方式与全球大地水准面最密合局部大地水准面最吻合原点位置包括海洋和大气的整个地球的质量中心与地球质量中心有较大偏差坐标系维数三维坐标系统二维坐标系统相对精度10-7～10-8 10-6实现技术通过现代空间大地测量观测技术确定传统的大地测量方式确定采用2000国家大地坐标系后投影方式有无改变平面坐标投影仍采用高斯-克吕格投影海图仍采用横轴墨卡托投影UTM;。
我国常用的坐标系
我国常用的坐标系
摘要：
1.我国地理数据常用的坐标系
2.北京54 坐标系
3.西安80 坐标系
4.WGS84 坐标系
5.我国地理数据的坐标系选择
正文：
在我国，地理数据的常用坐标系主要有三种，分别是北京54 坐标系、西安80 坐标系和WGS84 坐标系。
北京54 坐标系，全称为“北京1954 坐标系”，是一种参心大地坐标系。
它的大地原点设在我国的北京市，是以克拉索夫斯基椭球为基础，经过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。
西安80 坐标系，全称为“西安1980 坐标系”，也是一种参心大地坐标系。
它的大地原点设在我国陕西省泾阳县永乐镇，位于西安市西北方向约60 公里。
这个坐标系是以克拉索夫斯基椭球为基础，经过局部平差后产生的。
WGS84 坐标系，全称为“世界大地坐标系1984”，是一种全球性的大地坐标系。
它的大地原点设在英国的格林威治天文台。
这个坐标系是以地球的自然形状——地球椭球为基础，经过全球范围内的测量和计算后建立的。
在我国，地理数据的坐标系选择主要取决于具体的应用场景。
地心大地坐标系的定义
GNSS坐标系统及转换
二、参考椭球面和参心坐标系
参考椭球面
地球表面 陆地
海洋 大地水准面 参考椭球
GNSS坐标系统及转换
二、参考椭球面和参心坐标系
1、椭球定位和定向概念 • 椭球的类型:
参考椭球: 具有确定参数(长半径 a和扁率α)，
经过局部定位和定向，同某一地区大地水准面最 佳拟合的地球椭球.
GNSS坐标系统及转换
一、地心坐标系统
定义
• 国家大地坐标系的定义包括坐标系的原点、三个坐标轴的 指向、尺度以及地球椭球的4个基本参数的定义。
• 2000国家大地坐标系的原点为包括海洋和大气的整个地球 的质量中心；
• 2000国家大地坐标系的Z轴由原点指向历元2000.0的地球 参考极的方向（该历元的指向由国际时间局（BIH）给定 的历元为1984.0的初始指向推算）
GNSS坐标系统及转换
二、参考椭球面和参心坐标系
1980年国家大地坐标系 类型：：参心坐标系 建立：：进行了我国的天文大地网整体平差，采用新
的椭球元素，进行了定位和定向 大地原点：陕西省泾阳县永乐镇 椭球：1975年国际大地测量与地球物理联合会第16届年会
GNSS坐标系统及转换
二、参考椭球面和参心坐标系
二、参考椭球面和参心坐标系
❖ 地心坐标系和参心坐标系的特点 – 地心坐标系适合于全球用途的应用 – 参心坐标系适合于局部用途的应用 • 有利于使局部大地水准面与参考椭球面符合更好 • 保持国家坐标系的稳定 • 有利于地心坐标的保密
GNSS坐标系统及转换
二、参考椭球面和参心坐标系
3、 我国的大地坐标系
一、地心坐标系统
2、大地空间直角坐标系（space rectangular coordinate system）
MAPGIS中的大地坐标系解释
MAPGIS中的大地坐标系解释MAPGIS中的大地坐标系其实是投影平面直角坐标系高斯克吕格投影类型中的一个情况，比例尺分母为1，单位为米。
因为此时的图形坐标和实际测量的大地坐标是一致的，所以成为大地坐标系。
测量学中的大地坐标系并不是上述的含义，它是大地地理坐标系的简称。
地球椭球面上任一点的位置，可由该点的纬度(B)和经度(L)确定，即地面点的地理坐标值，由经线和纬线构成两组互相正交的曲线坐标网叫地理坐标网。
由经纬度构成的地理坐标系统又叫地理坐标系。
地理坐标分为天文地理坐标和大地地理坐标，天文地理坐标是用天文测量方法确定的，大地地理坐标是用大地测量方法确定的。
我们在地球椭球面上所用的地理坐标系属于大地地理坐标系，简称大地坐标系。
mapgis如何知道它是什么坐标系的1、经纬网的形状（矩形表示是地理坐标，梯形表示平面真角坐标）；2、公里网的形状（水平垂直表示原图已几何变换，有可能是老的地图（北京54坐标的图常这样））；3、看左下角的坐标与标出来的理论坐标（经纬度或是大地坐标）的关系。
4、试图寻找出中央垂直经线。
5、试图寻找出图的比例尺。
（可以在工程输出版面编排得出图的大概大小）。
根据经验，1:25万、1：20万、1：10万、1：5万、1：2.5万的图大多是平面直角坐标系高斯投影；1：50万大多是等角割圆锥投影，地形图分幅与编号（中国）我国基本比例尺地形图分幅与编号，以1：100万地形图为基础，延伸出1：50万、1：25万、1：10万; 再以1：10万为基础，延伸出1：5万、1：2.5万、1：1万三种比例尺。
1：100万从赤道起向两极每纬差4°为一行，至88°，南北半球各分为22横列，依次编号A、B、... V；由经度180°西向东每6°一列，全球60列，以1-60表示。
如北京所在1：100万图在第10行，第50列，其编号为J-50。
在1：100万图上按经差3°纬差2°分成四幅1：50万地形图，编为A、B、C、D，如J-50-A。
大地测量坐标系有哪些方法
大地测量坐标系有哪些方法在大地测量中，坐标系是描述地球表面上各个点位置的重要工具。
大地测量坐标系是一种用来确定地球上点的位置和计算其坐标的数学模型。
它是测量地球上各个点的基础，在测绘、航空、导航等领域都有重要的应用。
下面将介绍几种常用的大地测量坐标系的方法。
地心大地测量坐标系地心大地测量坐标系是建立在地球参考椭球面上的。
这种坐标系的原点位于地球质心，坐标轴与地球自转轴相交。
在地心大地测量坐标系中，点的位置是通过指定球心距离、经度和纬度来表示的。
这种方法适用于大范围的测量，如全球导航系统（GPS）和卫星测量。
传统大地测量坐标系传统大地测量坐标系采用地球参考椭球面上一点作为其原点。
以该原点为中心，在参考椭球面上建立一个局部平面坐标系，通过坐标轴上的线性单位和角度单位来表示点的位置。
这种坐标系适用于局部测量任务，如城市建筑测量、工程测量等。
区域大地测量坐标系区域大地测量坐标系是一种介于地心大地测量坐标系和传统大地测量坐标系之间的坐标系。
它将地球划分为若干个区域，并在每个区域内建立一个局部坐标系。
这样，每个区域内的测量可以采用传统大地测量坐标系，而不会受到大地球的影响。
这种方法在大范围测量的同时，保留了局部精度。
三维大地测量坐标系3D大地测量坐标系用于描述地球上点的三维位置。
除了地心距离、经度和纬度外，它还需要添加一个额外的高度参数，以表示点的垂直位置。
这种坐标系广泛应用于空中和地下导航、航空测量和地形建模等领域。
投影大地测量坐标系投影大地测量坐标系是将地球表面的三维地理坐标投影到一个平面上的坐标系。
这样可以将地球表面上广大区域的测量结果呈现在一个平面上，方便展示和计算。
投影大地测量坐标系有许多不同的投影方法，如墨卡托投影、兰伯特投影等。
每种投影方法都有其特定的用途和适用范围。
总结起来，大地测量坐标系有地心大地测量坐标系、传统大地测量坐标系、区域大地测量坐标系、三维大地测量坐标系和投影大地测量坐标系等方法。
测绘技术中常见的大地坐标系介绍
测绘技术中常见的大地坐标系介绍大地坐标系是测绘技术中常见且重要的概念之一。
它是地球表面上所有点的地理位置和空间关系的统一表示方法，为地表地理信息的收集、处理和分析提供了坚实的基础。
一、大地坐标系的概念与分类大地坐标系是一种以地球椭球体作为基准的坐标系。
它将地球表面上的点通过纬度和经度表示，并以相对于椭球体的形状和尺寸的不同所分类。
1. 大地坐标系的概念大地坐标系是地理学和测绘学中常用的一种坐标系。
它基于地球的形状与尺寸，用经线和纬线的交角以及经度、纬度值来表示地球上的点。
2. 大地坐标系的分类大地坐标系根据采用的基准椭球的不同可以分为国际1924年椭球、WGS84椭球等。
其中，国际1924年椭球适用于大部分国家的测绘工作，而WGS84椭球则被广泛应用于GPS定位等领域。
二、大地坐标系的基本原理与常用表示方法大地坐标系是在大地测量学的基础上实现的，它考虑了地球的曲率、地心引力场和地球自转等因素的影响。
1. 大地坐标系的基本原理大地坐标系采用椭球体作为基准，通过在地球表面上测量点的经度、纬度和高程，确定每个点的地理位置。
2. 大地坐标系的常用表示方法大地坐标系的常用表示方法包括经纬度表示、平面坐标表示和空间直角坐标表示。
其中，经纬度表示方法是最直观也是最常用的方法，通过度、分、秒的方式表示某一点的纬度和经度值。
三、大地坐标系在测绘技术中的应用大地坐标系在测绘技术中有着广泛的应用，特别是在地理信息系统领域。
1. 地图绘制与定位大地坐标系被广泛应用于地图绘制和定位。
通过将地球表面上的点表示为经纬度值，可以准确地在地图上标注和定位不同的地理要素，如地名、河流、山脉等。
2. GPS定位与导航大地坐标系在GPS定位和导航系统中发挥着重要作用。
GPS设备通过接收卫星信号，测量接收站点与其所在位置的距离，并利用大地坐标系将接收站点的位置转换为经纬度值，从而实现准确定位和导航。
3. 地理信息系统分析与处理大地坐标系为地理信息系统提供了基本的坐标表示方法。
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大地坐标系
geodetic coordinate system
大地坐标系[1]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。大地坐标系为右手系。
椭球面上一点的位置，通常用大地经度和大地纬度来[3]表示，某点的大地经纬度称为该点的大地坐标。如图示，NS为椭球旋转轴，S称南极，N称北极。包括旋转轴NS的平面称为子午面，子午面与椭球面的交线称为子午线，也称为经线。垂直于旋转轴NS的平面与椭球面的交线称为纬线
地图
。圆心为பைடு நூலகம்球中心O的平行圈称为赤道。
建立大地坐标系，规定以椭球的赤道为基圈，以起始子午线（经过英国格林威治天文台的子午线）为主圈。对于图中椭球面上任一点而言，其大地坐标为：
大地经度L－－－过P点的子午面与起始子午面间的夹角。由格林威治子午线起算，向东为正，向西为负。
大地纬度B－－－在P点的子午面上，P点的法线PK与赤道面的夹角。由赤道起算，向北为正，向南为负。
大地坐标系和子午面直角坐标系的关系 式中，a为地球椭球的长半轴，e为地球椭球的第一偏心率 ，B为大地纬度。
大地坐标系和空间直角坐标系的关系 e'为椭圆的第二偏心率 ，B为大地纬度，L为大地经度，a、b为地球椭球的长、短半轴。
编辑本段大地坐标系
我国采用1975年在法国召开的国际大地测量与地球物理联合会会议推荐的地球椭球体。
在大地坐标系中，两点间的方位是用大地方位角来表示 。例如P点至R点的大地方位角A，就是P点的子午面与过P点法线及R点所作平面间的夹角，由子午面顺时针方向量起。
大地坐标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。