坐标及高程系统
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。
常用坐标系与高程系简介
常用坐标系与高程系简介2009-09-27 10:06:45| 分类：GIS技术| 标签：|字号大中小订阅坐标系的概念1.坐标系的定义：P的位置，可以用一组基于某一时间系统时刻t的空间结构的数学描述来确定，则这个空间结构可以称为坐标系，数学描述称为P点在该坐标系中的坐标。
牛顿运动学原理要求坐标系是惯性的，惯性是每个物体所固有的当没有外力作用时保持静止或匀速直线运动的属性，基于这个特性，惯性坐标系的定义需与时间无关，通常这样的坐标系需要三个属性来描述(这应该是三维空间的本性吧)，首先一个是原点(O)，就是坐标系的中心点，第二个是过原点的任意直线(这里称为Z轴)，第三个是过原点且与Z轴不重合的任意直线(这里称为X轴)，如果X轴与Z轴垂直，会带来较优美的数学描述，我们称这样的坐标系是笛卡尔坐标系。
P点的位置可以用P到原点的距离r，OP与Z轴的夹角，OP与X 轴的夹角来描述(当然也可以有其它等价描述)，可以证明这个描述确定的P点是唯一的。
2.GPS领域常用坐标系模型：GPS测量中，最常用的坐标系模型是协议地球坐标系，该坐标系随同地球一起旋转，讨论随地球一起自转的目标位置，用这类坐标系方便；另外一类是协议天球坐标系，这个坐标系随同太阳系一同旋转，与地球自转无关，讨论卫星轨道运动时，用这类坐标系方便。
的，原点是地球质心(O)，Z轴指向地球自转轴(天极，向北为正)，X轴指向春分点，根据春分点的定义可以证明X轴与Z轴互相垂直，且X轴在赤道面上，同时为数学描述方便，引入与XOZ成右手旋转关系的Y轴。
因为地球自转轴受其它天体影响(日、月)在空间产生进动，使得春分点变化(章动和岁差)，导致用“瞬时天极”定义的坐标系不断旋转，而旋转的坐标系表现出非惯性的特性，不能直接应用牛顿定律。
我们可以用某一历元时刻的天极和春分点(协议天极和协议春分点)定义一个三轴指向不变的天球坐标系，称为固定极天球坐标系。
(O)，Z轴为地球自转轴，X轴指向地球上赤道的某一固定“刚性”点，所谓“刚性”是指其自转速度与地球一致，同时也为数学描述方便，引入与XOZ成右手旋转关系的Y轴。
大地坐标系统和高程系统
大地坐标系统和高程系统常用坐标系与高程系简介(2012-05-08 08:48:14)转载?标签: 分类: 设计资料克拉索夫斯基北京宋体大地坐标系高程基准杂谈常用坐标系1、北京54坐标系北京54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、2000国家大地坐标系的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给定的历元为1984.0的初始指向推算，定向的时间演化保证相对于地壳不产生残余的全球旋转，X轴由原点指向格林尼治参考子午线与地球赤道面(历元2000.0)的交点，Y轴与Z轴、X轴构成右手正交坐标系。
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6378140m，短轴6356755，扁率1/298.257221013、WGS－84坐标系WGS－84坐标系（WorldGe odetic 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。
第五章坐标系统转换和高程系统转换程序设计
式中，下标1和2分别代表两种坐标系统。
当然,也可以不借助空间直角坐标系,而直接通过 大地坐标系进行换算,其过程为：
(x1, y1) (B1, L1) (B2, L2 ) (x2, y2 )
9
f
2t
f
2)y4
tf 720M
f
N
f
5
(61
90t
f
2
45t
f
4)y6
l Nf
1 c os B f
y
6
N
f
3
1 c
os
B
f
(1 2t f 2 2 f ) y3
120N
f
1 5c
os
B
f
(5 28t f 2
24t f 4 6 f 2 8 2 f t f 2 ) y5
式中, Bf 为横坐标值等于零时对应的纬度，也就是将x
系数矩阵L()的生成（直接生成）
For i = 1 To List2.ListCount L(i, 1) = szg (i) - gpsg (i)
二、高斯投影
高斯投影又称为横轴等角切椭圆柱投影。高斯 投影是正形投影的一种，它除了满足正形投影的 一般条件（长度比和方向无关）外，还应该满足 高斯投影本身的特殊条件。即必须满足以下3个 条件：
（1）中央子午线和地球赤道投影后成为相互垂 直的直线，且为投影的对称轴；
（2）中央子午线投影后长度不变；
（3）投影具有正形条件，即等角投影。
式（3）
基于最小二乘法求得系数K：
K QT Q 1QT 式（4）
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。
四大常用坐标系及高程坐标系
四大常用坐标系及高程坐标系Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT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。
最新我国四大常用坐标系及高程坐标系精选
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,DOC
我国四大常用坐标系及高程坐标系,DOC地理信息系统（Geographic Information System，简称 GIS）是指将地理空间数据与属性数据相结合，进行数据存储、管理、分析、查询、显示和制图的一种信息系统。
在GIS 中，坐标系是非常重要的概念之一，因为它是将地理数据按照位置信息进行组织和存储的方式之一。
在中国，根据不同的地理位置和地理数据需求，通常使用四大常用坐标系及高程坐标系，下面进行详细介绍：1. 北京坐标系北京坐标系又称 1954 年国家大地坐标基准系统，是我国现行基准坐标系之一。
该坐标系是以北京为基准点，以北京观象台南大门上的测量点为坐标原点，参考椭球体是克拉索夫斯基椭球。
该坐标系适用于北京及其周边地区。
北京坐标系的坐标单位是米，通常使用三维直角坐标系表示。
3. WGS84 坐标系WGS84 坐标系是国际上通用的坐标系之一，也是 GPS（全球卫星定位系统）所采用的坐标系，其椭球体是 WGS84 椭球体，参考点是美国国家海洋和大气气象局（National Oceanic and Atmospheric Administration，简称 NOAA）的测量点，通常使用经纬度表达。
WGS84 坐标系适用于全球范围内的数据处理和空间分析，但在我国内地有时不是最合适的坐标系。
4. 国家 2000 坐标系高程坐标系高程坐标系通常用于测量一个点相对于地球的高度，其原点通常设置在海平面上。
在我国常用的高程坐标系有两种：一种是起算点设在北京天文台的北京高程系统，另一种是以珠江中心站为起点的香港高程或大地高等精度天文水准面系统。
总结四大常用坐标系和高程坐标系是 GIS 中非常重要的概念和组成部分，不同的坐标系适用于不同的数据需求和地理位置。
了解和熟悉这些坐标系有助于我们更加精准地处理和分析地理信息数据。
常用坐标系与高程系简介
常用坐标系与高程系简介2009-09-27 10:06:45| 分类：GIS技术| 标签：|字号大中小订阅坐标系的概念1.坐标系的定义：如果空间上任意一点P的位置，可以用一组基于某一时间系统时刻t的空间结构的数学描述来确定，则这个空间结构可以称为坐标系，数学描述称为P点在该坐标系中的坐标。
牛顿运动学原理要求坐标系是惯性的，惯性是每个物体所固有的当没有外力作用时保持静止或匀速直线运动的属性，基于这个特性，惯性坐标系的定义需与时间无关，通常这样的坐标系需要三个属性来描述(这应该是三维空间的本性吧)，首先一个是原点(O)，就是坐标系的中心点，第二个是过原点的任意直线(这里称为Z轴)，第三个是过原点且与Z轴不重合的任意直线(这里称为X轴)，如果X轴与Z轴垂直，会带来较优美的数学描述，我们称这样的坐标系是笛卡尔坐标系。
P点的位置可以用P到原点的距离r，OP与Z轴的夹角，OP与X 轴的夹角来描述(当然也可以有其它等价描述)，可以证明这个描述确定的P点是唯一的。
领域常用坐标系模型：在GPS测量中，最常用的坐标系模型是协议地球坐标系，该坐标系随同地球一起旋转，讨论随地球一起自转的目标位置，用这类坐标系方便；另外一类是协议天球坐标系，这个坐标系随同太阳系一同旋转，与地球自转无关，讨论卫星轨道运动时，用这类坐标系方便。
天球坐标系的定义是这样的，原点是地球质心(O)，Z轴指向地球自转轴(天极，向北为正)，X轴指向春分点，根据春分点的定义可以证明X轴与Z轴互相垂直，且X轴在赤道面上，同时为数学描述方便，引入与XOZ成右手旋转关系的Y轴。
因为地球自转轴受其它天体影响(日、月)在空间产生进动，使得春分点变化(章动和岁差)，导致用“瞬时天极”定义的坐标系不断旋转，而旋转的坐标系表现出非惯性的特性，不能直接应用牛顿定律。
我们可以用某一历元时刻的天极和春分点(协议天极和协议春分点)定义一个三轴指向不变的天球坐标系，称为固定极天球坐标系。
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，属三心坐标系，长轴6378140m
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。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。GPS广播星历是以WGS-84坐标系为根据的。
WGS84坐标系，长轴6378137.000m
由于采用的椭球基准不一样，并且由于投影的局限性，使的全国各地并不存在一至的转换参数。对于这种转换由于量较大，有条件的话，一般都采用GPS联测已知点，应用GPS软件自动完成坐标的转换。当然若条件不许可，且有足够的重合点，也可以进行人工解算。
4、2000国家大地坐标系
英文缩写为CGCS2000。2000国家大地坐标系是全球地心坐标系在我国的具体体现，其原点为包括海洋和大气的整个地球的质量中心。2000国家大地坐标系采用的地球椭球参数如下：
国外测量使用说明坐标系和高程
国外测量使用说明坐标系和高程在国外，测量使用说明通常涉及到坐标系和高程的定义和使用方法。
本文将详细介绍国外常用的坐标系和高程系统，并说明其使用方法。
一、坐标系在国外测量中，常用的几种坐标系如下：1. 地理坐标系统（Geographic Coordinate System，GCS）地理坐标系统是一种基于球体或椭球体，以经度和纬度来表示地球上点位置的坐标系统。
地理坐标系统在国际上广泛应用，例如WGS84（World Geodetic System 1984），是GPS定位系统所用的坐标系。
在地理坐标系统中，经度表示点与本初子午线之间的角度，纬度表示点与赤道之间的角度。
这种坐标系统适用于大范围的测量和地图制作，但对于小范围的工程测量来说，误差较大。
2. 地方坐标系统（Local Coordinate System）地方坐标系统是根据具体地区的需要建立的坐标系统，通常使用投影坐标转换地理坐标为平面坐标。
在国外，最常用的地方坐标系统是UTM （Universal Transverse Mercator）投影坐标。
UTM将地理坐标划分为60个纵向带和6个横向带，分别称为带号和带字母。
UTM坐标使用东北坐标系，单位为米。
使用UTM坐标可以有效解决地球曲率和区域误差对测量精度的影响，适用于小范围高精度的测量工作。
除UTM坐标外，还有其他一些地方坐标系统，如国际TM（Transverse Mercator）和州面坐标系统，根据具体情况选择合适的坐标系。
3. 工程坐标系统（Engineering Coordinate System）工程坐标系统通常是在地方坐标系统的基础上建立的，用于在工程项目中测量和定位使用。
工程坐标系统通常以一些已知基准点为原点，建立平面坐标系，适合小范围的局部工程测量。
在工程测量中，常使用工程坐标系统来确定各个测量点的坐标位置。
二、高程系统在国外，测量高程常使用以下几种高程系统：1. 大地水准面（Geoid）大地水准面是描述地球上等势面的模型，通常近似于平均海平面。
我国四大常用坐标系及高程坐标系演示教学
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。
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时间系统：世界时：太阳两次经过“0度经线”所需的时间，就是地球自转一周要一天。
但是，地球自转在变慢，以自转为标准的时间就会变长。
世界时要各种改正，确保精度。
原子时：目前最精密的时间，基准是：在零磁场下，位于海平面的铯原子基态两个超精细能级间跃迁辐射192631770周所持续的时间为一个原子时秒（反正和原子有关，很精密）。
目前世界通用的时间系统(生活中运用的)是：协调世界时，其=世界时+原子时，前者是基础，后者是确保精度用，因为世界时在变慢，但时间长度已经固定，所以隔几年需要调整（看累计情况，大于0.9秒就要调整），一般在12月31日或者6月30日，到时候会出现23:59:60的现象，一般情况下23:59:59过后就是0点（00:00:00）。
GPS采用的时间系统是他自己的原子时（美国制造），与协调世界时有误差，可以改正。
椭球的概念：一般认为地球是个球形，但在测绘中，这个球形的垂直方向（即南北极方向）比水平方向略短，类似于一个椭圆形的球，简称椭球。
之所以要椭球，一是方便大规模计算，二是椭球较符合地球实际。
椭球分为参考椭球和总地球椭球，前者是根据自己国家的情况，确定椭球长短半轴，确定椭球原点和方向。
后者就是以整个地球为参考（包括大气层）确定椭球的各个参数。
坐标系：大地坐标系，空间坐标系，平面坐标系。
坐标系都是要建立在椭球的基础上，就是为了大范围，精确的计算坐标。
大地坐标系：即经常用的经纬度+高程，如某地大地坐标：东经114°,北纬23°,高程20米。
空间坐标系：一般是以地球的球心为原点，0度经线为X轴，东经90度为Y轴，北极方向为Z轴，建立三维坐标。
平面坐标我们一般用高斯-克吕格平面坐标系，原因：球面上的坐标，要原封不动的移动到平面上，同时角度和距离都不变，这是不可能的。
高斯投影保证了角度，牺牲了距离。
为了保证距离没有太大的变化，高斯投影要分带，常见的是6°和3°分带。
6°是这样[0,6][6,12][12,18][18,24]……，即0度经度开始，每6度向东拓展，每个分带的中央经度就是3,9,15,21……3度带是[-1.5,1.5][1.5,4.5][4.5,7.5]就是中央经度从0度开始，每3度向东扩展。
分带之后，以中央经度为X轴，赤道向东为Y轴，建立平面坐标。
（测绘的XY轴和数学的相反）。
在中国，为了使Y轴没有负数，Y坐标一律加上500km。
（测绘中，负数是个很讨厌的东西，平时应尽量避免）
表现形式：P(24,38514366)，意思是X坐标24，Y坐标前两位38代表其带号（即第几个中央经线,在中国，6度带在13-23之间，3度带在25-45之间，因此可区分是几度带），514366是加上500km后的坐标，其原始坐标应是14366。
空间坐标系：主要有北京54、国家80、WGS-84坐标系、2000国家大地坐标系（少用）。
北京54（1954年）是沿用苏联的椭球，和我国实际不符，误差大，不过目前仍有应用。
国家80最常用，他是我国第一次根据国情于1980年设定的，椭球是与我国符合的参考椭球，椭球参数只需记住一个：长半轴a=6378140m，高程用的是1956高程系统（不是我们常用的1985系统），大地原点在陕西省西安市泾阳县永乐镇石际寺村，因原点在西安，也可以叫西安80，之所以选择西安，是因为他距离中国东南西北都差不多，便于控制整个系统的精度。
WGS-84，目前GPS采用的坐标系，接触多，这是地心坐标系，因为他考虑的是全球范围内，其定位定向和原点很讲究。
长半轴a=6378137米（精密坐标多用此值，相当于赤道半
a≈6371000.790，也就是6371千米）。
径，南北极半径b=6356752.3142，地球半径R=32b
2000国家大地坐标系是我国建立的地心坐标系，a=6378137m，但应用很少，北斗系统采用的这一系统，因为卫星导航涉及到全球，要有个地心坐标系相配。
此外，还有种世界上最精确的坐标系--ITRF系列，他利用全球的高等级点（中国也有
几十个点参与），精密计算，每隔几年会推出最新版本，但施工中不用，主要用于科研领域。
坐标系的转换，以上所提到的坐标系均可转换，公式复杂，但目前软件都具备转换功能，直接用就是了。
但涉及到冷门的坐标系转换，一般用七参数转换，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)。
他需要已知至少3个点的坐标（两个坐标系的坐标均要知道），但在小范围内(30km)，可以只要X,Y,Z平移。
这是因为：所有坐标系纵坐标轴都是指向北方的（当然指向会有少许偏差），其距离也相差不大（如国家80和WGS-84的长半轴只差3m，在6300km范围内差3m）。
高程系统：一个点有三维坐标，即平面的X、Y还有高度值Z。
因为高程特殊，需要脱离于平面单独确定。
高程涉及到重力，而重力是复杂多变的，所以高程系统目前无法用数学公式表达，也就无法快速方便获得。
高程起算面是大地水准面，也就是高程为0的一个面。
此面与重力密切相关，非常复杂，无法确定，可理解为一个弯弯曲曲的平面，数学公式无法表达。
我国是用与之相差不大的“似大地水准面”为起算面。
高程有三种：大地高（以椭球表面起算），正高（大地水准面起算），正常高（似大地水准面起算）。
正高是严格意义的高程，但无法获得，我们用正常高作为高程。
大地高与选用椭球有关，GPS的高程就是大地高，一般不能直接用，因为差异大，少则几厘米，多则几米。
我国高程原点在青岛观象山，因为大地水准面的起始选择通常用海水面确定（整个中国的大地水准面，是计算出来的，这是科研人士的事情），观象山上就有验潮站，每天记录海水面位置，取多年平均值。
如国家80坐标系采用的1956高程系就是1956年统计的海水面。
目前我国用1985高程系，也就是1985年统计的。
与1956有2.89cm偏差。
高程的获得，目前仍用水准测量，精度高，作业量大，效率低，尤其是一等水准测量涉及到重力、潮汐、天气、风向、阳光等多种因素。
高等级的高程是测绘局测量，目前已经建立了全国范围内的高等级网络，其他的高程均是用这些高等级水准点引出来的。
一般说来，高等级的控制网络，如一等水准网、一等GPS网、一等平面控制网、国家重力基本网等，均由国家测绘局负责布设、维护与更新，若有单位需要用到某些点，须向省市级测绘局提交申请并缴纳费用，且不得泄密！
地球参数：半径大约是6371km，1纬度大约110km，换算成1秒大约是30米。
我国全部位于北半球（北纬4-55度），东半球（东经72-135度）。