坐标的基本概念
平面坐标系的基本概念和性质
平面坐标系的基本概念和性质平面坐标系是数学中常用的一种表示平面位置的工具,它以坐标轴和原点为基础来描述点在平面上的位置。
平面坐标系的基本概念和性质对于数学研究和实际应用具有重要意义。
本文将介绍平面坐标系的基本概念和性质,并探讨它们在几何、物理等领域中的应用。
一、平面坐标系的基本概念1. 坐标轴:平面坐标系中的坐标轴是两条互相垂直的线段,通常表示为x轴和y轴。
x轴和y轴的交点称为原点,表示为O。
2. 坐标:在平面坐标系中,每一个点都有唯一的坐标来表示其位置。
坐标通常用有序数对(x, y)表示,其中x表示点在x轴上的位置,y表示点在y 轴上的位置。
3. 笛卡尔坐标系:笛卡尔坐标系是平面坐标系最常用的形式,也称为直角坐标系。
它以x轴和y轴为基准,由这两条轴组成直角。
二、平面坐标系的性质1. 唯一性:在平面坐标系中,每一个点都有唯一的坐标表示,且任意两个点的坐标不同。
2. 距离计算:平面坐标系可以用来计算两点之间的距离。
根据勾股定理,设点A的坐标为(x1, y1),点B的坐标为(x2, y2),则点A和点B之间的距离为:d = √((x2 - x1)² + (y2 - y1)²)3. 中点坐标:在平面坐标系中,两点的中点坐标可以通过取两点坐标的平均值来得到。
设点A的坐标为(x1, y1),点B的坐标为(x2, y2),则两点的中点坐标为:((x1 + x2)/2, (y1 + y2)/2)4. 坐标轴对称性:平面坐标系具有坐标轴对称性,即原点O对称于坐标轴。
例如,点A的坐标为(x, y),则点A关于x轴对称的点为(x, -y),关于y轴对称的点为(-x, y),关于原点对称的点为(-x, -y)。
三、平面坐标系的应用1. 几何图形:平面坐标系在几何中具有广泛的应用。
通过坐标系,我们可以方便地描述和计算线段、直线、面积、角度等几何图形的属性和关系。
2. 物理运动:在物理学中,平面坐标系也被广泛应用于描述物体的运动。
平面直角坐标系的基本概念
平面直角坐标系的基本概念在数学中,平面直角坐标系是用来描述平面上点的位置的一种方法。
它由两条互相垂直的直线组成,称为x轴和y轴,它们的交点被定义为原点O。
下面将介绍平面直角坐标系的基本概念和相关术语。
1. 坐标轴和原点:平面直角坐标系由两条相交于原点的直线组成,水平的直线称为x 轴,垂直的直线称为y轴。
原点O表示坐标轴的交点,同时也是平面上所有坐标的起点。
2. 坐标和有序对:在平面直角坐标系中,每个点都可以用一个有序对(x, y)表示。
其中,x是该点在x轴上的投影距离,y是该点在y轴上的投影距离。
有序对(x, y)的x称为横坐标或x坐标,y称为纵坐标或y坐标。
通过横纵坐标的组合,可以唯一确定平面直角坐标系上的每个点。
3. 象限:平面直角坐标系将平面分为四个象限,分别记作第一象限、第二象限、第三象限和第四象限。
第一象限位于x轴和y轴的正半轴部分,第二象限位于y轴的正半轴和x轴的负半轴部分,第三象限位于x轴和y轴的负半轴部分,第四象限位于x轴的正半轴和y轴的负半轴部分。
4. 距离公式:在平面直角坐标系中,两点之间的距离可以使用距离公式来计算。
设两点的坐标分别为(x1, y1)和(x2, y2),则两点之间的距离d可以通过以下公式计算:d = √[(x2 - x1)² + (y2 - y1)²]5. 中点公式:中点公式用于计算连接两点的线段的中点坐标。
设两点的坐标分别为(x1, y1)和(x2, y2),则中点的坐标为:(x, y) = [(x1 + x2) / 2, (y1 + y2) / 2]6. 斜率公式:斜率公式用于计算两点之间连线的斜率。
设两点的坐标分别为(x1, y1)和(x2, y2),则连线的斜率k可以通过以下公式计算:k = (y2 - y1) / (x2 - x1)7. 图形的方程:在平面直角坐标系中,各种图形(如直线、曲线、抛物线等)可以通过方程来表示。
例如,一条直线的方程可表示为y = mx + b,其中m 为斜率,b为y轴截距。
坐标规律知识点归纳总结
坐标规律知识点归纳总结一、坐标系的基本概念1. 坐标系的定义坐标系是用来描述位置的一种数学工具,它由一组垂直的线和一组水平的线组成,用来表示平面上点的位置。
2. 直角坐标系直角坐标系是最常见的坐标系,由x轴和y轴组成,它把平面分成四个象限,分别用罗马数字I、II、III、IV来表示。
点的位置由其与x轴和y轴的交点,即坐标来表示。
3. 极坐标系极坐标系是由极轴和极径组成的坐标系,其中极轴是固定的,极径的长度和方向来描述点的位置。
二、坐标的表示和转化1. 点的坐标表示在直角坐标系中,点的坐标用一个有序对(x, y)表示,其中x是横坐标,y是纵坐标。
在极坐标系中,点的坐标用一个有序对(r, θ)表示,其中r是极径,θ是极角。
2. 坐标的转化在直角坐标系和极坐标系之间可以相互转化,利用三角函数可以实现坐标的转化。
三、坐标系中的位置关系1. 同一直线上的点的坐标关系若在直角坐标系中两点的坐标分别为(x₁, y₁)和(x₂, y₂),则这两点在同一直线上,当且仅当$\frac{{y - y₁}}{{x₂ - x₁}} = \frac{{y₂ - y₁}}{{x₂ - x₁}}$成立。
2. 点的对称性点关于x轴对称的点的坐标为(x, -y),关于y轴对称的点的坐标为(-x, y),关于原点对称的点的坐标为(-x, -y)。
3. 点到直线的距离点(x, y)到直线Ax + By + C = 0的距离为$\frac{{|Ax + By + C|}}{{\sqrt{A^2 + B^2}}}$。
四、坐标系中的图形1. 直线的方程在直角坐标系中,一般式直线方程为Ax + By + C = 0;斜截式直线方程为y = kx + b,其中k为斜率,b为截距。
2. 圆的方程圆的方程为$(x - h)^2 + (y - k)^2 = r^2$,其中(h, k)为圆心坐标,r为半径。
3. 椭圆、双曲线、抛物线的方程椭圆的方程为$\frac{{(x - h)^2}}{{a^2}} + \frac{{(y - k)^2}}{{b^2}} = 1$,双曲线的方程为$\frac{{(x - h)^2}}{{a^2}} - \frac{{(y - k)^2}}{{b^2}} = 1$,抛物线的方程为$y = ax^2 + bx+ c$。
空间坐标系的基本概念与运用
空间坐标系的基本概念与运用空间坐标系是一种用于确定物体或点在三维空间中位置的系统。
它是现代科学和工程领域中不可或缺的重要工具,广泛应用于测绘、地理信息系统、航空航天等领域。
本文将介绍空间坐标系的基本概念和运用,并探讨其在实际应用中的重要性。
一、基本概念1.1 笛卡尔坐标系笛卡尔坐标系是最常见的空间坐标系之一,也是最基本的坐标系。
它由三个相互垂直的坐标轴构成,分别为X轴、Y轴和Z轴。
其中X 轴和Y轴在水平方向,Z轴垂直于水平面。
通过给定点在三个轴上的坐标值,就能确定该点在三维空间中的位置。
1.2 极坐标系极坐标系是一种用极径和极角来表示点的坐标位置的坐标系。
它由一个原点、一个极径轴和一个极角轴组成,极径轴表示点到原点的距离,极角轴表示与某个固定方向之间的夹角。
1.3 球坐标系球坐标系是一种用半径、极角和方位角来表示点的坐标位置的坐标系。
它以球心为原点,以Z轴为极轴,定义点到球心的距离为半径,与Z轴的夹角为极角,与X轴的夹角为方位角。
二、运用2.1 测绘和地理信息系统空间坐标系在测绘和地理信息系统中有广泛的应用。
通过建立统一的坐标系,可以准确测量地球表面上各点的经纬度和海拔高度,并将这些数据整合到地理信息系统中进行分析、管理和展示。
地理信息系统的应用范围涵盖了土地利用规划、城市规划、环境保护等方面。
2.2 航空航天航空航天领域对空间坐标系的运用尤为重要。
在航空飞行中,飞行器需要准确确定和控制自身的空间位置,以确保航行的安全和顺利。
同时,航空航天领域还利用空间坐标系进行导航、地球观测等相关工作。
2.3 三维建模与设计在计算机图形学和计算机辅助设计领域,空间坐标系被广泛用于三维建模和设计。
通过使用空间坐标系,可以精确地定位和渲染图形对象,使得虚拟世界与现实世界之间的交互更加紧密。
2.4 机器人技术随着机器人技术的飞速发展,空间坐标系在机器人定位、导航和路径规划中起着重要的作用。
机器人需要通过感知和计算来确定自身在三维空间中的位置,并利用空间坐标系来规划和执行任务。
空间坐标知识点总结
空间坐标知识点总结一、空间坐标的基本概念1.1 经度、纬度和高度经度是指地球表面上一点与子午线的角度差,用来表示地球表面东西方向的位置。
纬度是指地球表面上一点与赤道的角度差,用来表示地球表面南北方向的位置。
高度是指地球表面上一点距离地球椭球体的高度,用来表示该点的海拔高度。
1.2 笛卡尔坐标系笛卡尔坐标系是三维空间中的直角坐标系,由X、Y和Z轴构成。
地球空间坐标也可以用笛卡尔坐标系进行表示,其中X轴指向地球赤道,Y轴指向东方,Z轴指向地球北极。
1.3 大地坐标系大地坐标系是用经度、纬度和高度来表示地球表面上的位置坐标,它更贴近实际地球表面的形状,具有更高的精度和准确性。
二、空间坐标的坐标系统2.1 地心惯性坐标系地心惯性坐标系是将地球看做一个质点,以地球质心为原点建立的坐标系,由于地球的自转、公转和地壳运动等因素的影响,地心惯性坐标系并不是一个固定的坐标系。
2.2 地球固连坐标系地球固连坐标系是以地球为参照物,通过确定地球上的一些固定点来建立坐标系统,该坐标系在地球自转和地壳运动的影响下保持相对稳定。
2.3 WGS84坐标系WGS84坐标系是一种常用的地理坐标系统,它是为了卫星导航系统而建立的全球定位系统坐标系统,由于其高精度和全球范围内的适用性,广泛应用于地图制图、卫星导航、地理信息系统等领域。
2.4 其他坐标系除了上述坐标系外,还有UTM坐标系、国家大地坐标系、局部坐标系等各种不同的坐标系统,它们在不同的地理空间数据处理和分析中具有各自的优势和适用范围。
三、空间坐标的转换方法3.1 大地坐标转笛卡尔坐标大地坐标转笛卡尔坐标的过程是将经纬度坐标进行三维投影转换,将地球表面上的点投影到笛卡尔坐标系中,常用的方法有球面三角法、椭球面投影法等。
3.2 笛卡尔坐标转大地坐标笛卡尔坐标转大地坐标的过程是将三维空间中的点投影到地球表面上,得到经度、纬度和高度的坐标值,常用的方法有大地水准面法、地心坐标法等。
平面直角坐标系的基本性质和应用
平面直角坐标系的基本性质和应用平面直角坐标系是研究平面几何问题中不可或缺的工具。
它是由两条相互垂直的直线组成的坐标轴所确定的。
通过坐标系,我们可以更加直观地理解二维空间中的关系,便于进行计算和推导。
一、基本概念1.坐标轴坐标轴是由无数个点组成的直线,是平面直角坐标系的基础。
2.坐标系由两个相互垂直的坐标轴组成的平面直角坐标系称为笛卡尔坐标系。
其中,水平方向的轴称为x轴,竖直方向的轴称为y轴。
x轴和y轴的交点为原点O。
3.坐标在平面直角坐标系中,每个点都可以用一个有序数对$(x,y)$表示,其中,x表示该点在x轴上的投影,y表示该点在y轴上的投影。
这个有序数对就叫做该点的坐标。
二、基本性质1.坐标差两个点的横坐标之差称为x坐标差,纵坐标之差称为y坐标差。
即,设点A的坐标为$(x_1,y_1)$,点B的坐标为$(x_2,y_2)$,则有:$$x_2-x_1=\Delta x,y_2-y_1=\Delta y$$2.距离公式设点A的坐标为$(x_1,y_1)$,点B的坐标为$(x_2,y_2)$,则A点和B点之间的距离d为:$$d=\sqrt{(x_2-x_1)^2+(y_2-y_1)^2}$$3.中点公式设线段AB的两个端点的坐标分别为$(x_1,y_1)$和$(x_2,y_2)$,则线段AB的中点的坐标为:$$\left(\frac{x_1+x_2}{2},\frac{y_1+y_2}{2}\right)$$三、应用1.坐标系图形的方程用坐标系描述平面图形的方法是在平面上引入一个坐标系,将图形上的点与相应的坐标对应起来,将图形的性质转化为坐标的性质。
比如,方程$x^2+y^2=4$表示平面上所有满足条件的点的集合,也就是半径为2的圆。
2.坐标系问题的解法在坐标系中,通过研究几何图形的坐标特点及其关系,结合一些基本的数学知识,可以解决很多几何问题,如线段垂直、平行判定、点到直线的距离等。
3.向量的坐标表示向量可以表示为一个有序的数对$(a,b)$,其中,a、b分别是向量在x轴和y轴上的投影。
平面直角坐标系的基本概念
平面直角坐标系的基本概念平面直角坐标系是数学中描述平面上点位置的一种方法。
它由一个水平的x轴和一个垂直的y轴组成,它们相交于原点O。
通过这两条坐标轴,我们可以确定平面上任何一点的位置。
1. 坐标轴在平面直角坐标系中,x轴和y轴是两条互相垂直的线段,它们共同构成了一个网格。
x轴表示水平方向,y轴表示垂直方向。
两个轴线的交点O被称为原点。
2. 坐标在平面直角坐标系中,每个点都可以表示为一个有序数字对(x, y),其中x是点在x轴上的水平距离,y是点在y轴上的垂直距离。
x和y被称为该点的横坐标和纵坐标。
3. 坐标轴的方向在平面直角坐标系中,x轴向右延伸为正方向,向左延伸为负方向;y轴向上延伸为正方向,向下延伸为负方向。
根据这个规定,可以通过坐标的正负值来确定点在坐标系中的位置。
4. 直角与距离在平面直角坐标系中,两个轴线的交点O即为原点,此处的角为直角。
直角是一个度量角,它的度数为90度。
我们可以利用直角来测量两点之间的距离。
4.1 点到原点的距离在平面直角坐标系中,点P(x, y)到原点O的距离可以使用勾股定理计算:d = √(x² + y²)。
其中,d表示距离,x和y分别是点P的横坐标和纵坐标。
4.2 两点之间的距离在平面直角坐标系中,可以利用两点间的坐标差值计算它们之间的距离。
若点A的坐标为A(x₁, y₁),点B的坐标为B(x₂, y₂),则点A到点B的距离可以使用以下公式计算:d = √((x₂ - x₁)² + (y₂ - y₁)²)。
总结:平面直角坐标系是一种描述平面上点位置的方法,由水平的x轴和垂直的y轴组成。
点在坐标系中的位置可以用坐标表示,每个点的坐标是一个有序数字对(x, y)。
通过坐标轴的方向、勾股定理以及坐标差值,我们可以计算点到原点以及两点之间的距离。
平面直角坐标系在数学和几何学中具有广泛的应用。
坐标系与平面几何的基本概念
坐标系与平面几何的基本概念在数学中,坐标系与平面几何是研究空间中点、直线和曲线等几何对象的工具和方法。
坐标系是描述点的位置的体系,而平面几何则是研究平面内点、线和图形的性质和关系的分支学科。
一、坐标系的概念与分类坐标系是用来描述点的位置的一种体系,包括直角坐标系、极坐标系等多种类型。
直角坐标系是最为常用的一种坐标系,它由x轴和y轴组成,通过设定原点和单位长度来确定点的位置。
根据不同的需求,还可以有三维直角坐标系和多维直角坐标系等。
二、直角坐标系的基本概念与性质直角坐标系中,点的位置由二维或三维的坐标表示。
对于二维直角坐标系,点的坐标通常表示为(x, y),其中x代表横坐标,y代表纵坐标。
在三维直角坐标系中,点的坐标表示为(x, y, z)。
在直角坐标系中,还有重要的概念是原点、x轴、y轴、z轴,它们互相垂直,并共同构成了坐标系的基础。
三、平面几何的基本概念与性质平面几何是研究平面内点、线和图形的性质和关系的学科。
在平面几何中,点、线和图形是基本的几何对象。
点是几何学的基本概念,不占据空间,没有大小和形状。
线是由一系列无限多个点组成,其长度无限延伸。
线段是两个点之间的部分,具有长度。
图形则是由多个点和线组成的集合,包括有限多边形、圆、椭圆等。
四、坐标系与平面几何的应用坐标系和平面几何的概念与方法被广泛应用于各个领域,尤其是在数学、物理学和工程学等学科中。
在数学中,坐标系和平面几何是许多高阶数学概念的基础,如解析几何、微积分等。
在物理学中,坐标系和平面几何常用于描述运动、力学等问题。
在工程学中,坐标系和平面几何被用于建模和测量等方面。
总结:坐标系与平面几何的基本概念是数学中非常重要的一部分,它们提供了描述点、直线和曲线等几何对象的工具和方法。
通过坐标系,我们可以准确地表示和计算点的位置,而平面几何则帮助我们研究和理解平面内点、线和图形的性质和关系。
这些概念与方法在数学、物理学和工程学等领域中有着广泛的应用,为我们解决问题提供了有效的工具与思路。
高一物理坐标系知识点
高一物理坐标系知识点一、引言高一物理课程中的坐标系是非常重要的一个知识点。
坐标系是研究物体位置、运动以及相互作用的基础工具,具有广泛的应用领域。
本文将介绍高一物理坐标系的基本概念、类型以及应用,帮助学生更好地理解和运用这一知识点。
二、基本概念1. 坐标系的定义坐标系是用于描述物体位置的一种数学工具,通常由坐标原点、坐标轴和单位确定。
2. 坐标原点和坐标轴坐标原点是整个坐标系的起点,通常用O表示。
坐标轴是从坐标原点出发的直线,通常用x和y表示。
3. 单位坐标系中的单位用于测量长度或距离,例如,米(m)、厘米(cm)、千米(km)等。
单位的选择取决于所研究问题的具体情况。
三、坐标系的类型1. 直角坐标系直角坐标系是最常见的一种坐标系,通常用于平面或空间中描述物体位置。
它由两个垂直的坐标轴构成,分别称为x轴和y轴。
2. 极坐标系极坐标系是用一个原点和一个角度来确定平面上某点的位置。
极坐标系由极径(距离原点的距离)和极角(与参考方向之间的夹角)组成。
3. 三维坐标系三维坐标系是用来描述物体在三维空间中的位置。
它由三条垂直的坐标轴组成,分别称为x轴、y轴和z轴。
四、坐标系的应用1. 描述物体位置和运动坐标系可以用来描述物体在空间中的位置和运动。
通过在坐标系中标记物体的位置,我们可以定量地描述它的移动和速度。
2. 研究物体的相互作用坐标系可以用来研究物体之间的相互作用,例如,力的作用和力的合成。
通过在坐标系中标记不同物体的位置和力的大小,我们可以准确地计算物体之间的相互作用力。
3. 解决实际问题坐标系不仅在物理学中有广泛应用,还被应用于其他领域。
例如,在地理学中,我们可以使用经纬度作为坐标系来描述地球上不同地点的位置。
五、总结高一物理中的坐标系是非常重要的一个知识点,它为我们研究物体的位置、运动以及相互作用提供了有力的工具。
本文介绍了坐标系的基本概念、类型以及应用,并阐述了它在物理学和其他领域中的重要性。
希望通过本文的介绍,学生们能够更好地理解和运用坐标系知识,提升物理学习的效果。
坐标的认识和运用
坐标的认识和运用坐标是数学中一种常用的工具,用于描述和定位点在平面或空间中的位置。
它在各个学科领域中都有广泛的应用,如数学、物理、工程等。
本文将详细介绍坐标的基本概念、表示方法以及在实际问题中的运用。
一、坐标的基本概念坐标是数学中用来表示点在平面或空间中位置的一对(或三个)有序数。
在平面直角坐标系中,通常用两个有序数(x,y)表示点的位置。
其中,x代表点在x轴上的投影,y代表点在y轴上的投影。
在三维空间中,则需要用三个有序数(x,y,z)表示点的位置,其中x、y、z分别代表点在x轴、y轴和z轴上的投影。
二、坐标的表示方法坐标可以用数字或字母来表示。
在平面直角坐标系中,通常选择原点(0,0)作为参考点,建立一对垂直的坐标轴x和y。
x轴是水平的,正方向为向右;y轴是垂直的,正方向为向上。
点的位置可以通过在x、y轴上的投影来确定。
例如,点A在坐标系中的位置可以表示为(x,y)。
其中,x为横坐标,y为纵坐标。
三、平面坐标的运用在数学中,平面坐标常常用于图形的绘制、方程的表示以及距离的计算等。
1. 图形的绘制:平面坐标系的使用使得我们可以准确地描述和绘制各种图形。
例如,通过坐标系上的点,我们可以绘制出直线、曲线、多边形等几何图形,以及函数的图像。
2. 方程的表示:平面坐标系还可以用于表示方程。
一般来说,一元一次方程可以表示为y = kx + b的形式。
其中,k为斜率,b为截距。
我们可以通过斜率和截距的值来确定直线在坐标系中的位置和走向。
3. 距离的计算:在坐标系中,我们可以利用勾股定理来计算两点之间的距离。
例如,点A(x1,y1)和点B(x2,y2)之间的距离可以通过以下公式来计算:d = √[(x2 - x1)² + (y2 - y1)²]。
四、三维坐标的运用三维坐标系统广泛应用于几何、物理、工程等领域,用于描述和定位空间中的点、直线、平面等。
1. 物体的位置:在物理学中,三维坐标可以用来描述物体在空间中的位置。
小学数学知识归纳坐标的认识与运用
小学数学知识归纳坐标的认识与运用小学数学知识归纳:坐标的认识与运用数学是一门重要且基础的学科,而小学数学是建立学生数学知识体系的关键时期。
在小学阶段,学生需要逐渐掌握并深入理解不同的数学概念和技巧。
本文将归纳和探讨小学数学中关于坐标的认识与运用。
一、坐标的基本概念坐标是描述一个点在平面上位置的方法。
在二维直角坐标系中,我们可以用两个数轴表示平面上的点,一个是水平方向的x轴,另一个是垂直方向的y轴。
坐标由两个数,通常是(x, y),表示一个点在水平和垂直方向上的距离。
二、坐标的表示方法1. 点的位置为了准确描述一个点在平面上的位置,我们需要用到两个数值,即x坐标和y坐标。
以直角坐标系的原点为基准,我们可以通过测量距离得到一个点的具体坐标。
2. 坐标轴坐标轴是指用于表示位置的两条直线,x轴是平行于地面的水平线,y轴是与x轴垂直的垂直线。
两条轴的交点被称为原点(0, 0),其中x轴上的正方向是向右,y轴上的正方向是向上。
三、坐标的运用1. 图形的绘制通过坐标,我们可以方便地绘制出各种图形。
例如,对于一个点(2, 3),我们可以在坐标系中定位出该点,并使用点来标记它的位置。
2. 点的运算在坐标中,我们可以对点进行简单的运算。
例如,可以通过两个点的坐标计算出它们之间的距离或中点的坐标。
这些运算对于解决实际问题和理解数学概念非常有帮助。
3. 直线的方程坐标还可以帮助我们表示和解析直线的方程。
例如,通过两点之间的坐标,我们可以得到直线的斜率以及截距,从而得到直线的方程。
4. 几何问题的解决在几何学中,坐标可以用来解决各种问题。
例如,我们可以使用坐标来计算两点之间的距离、判断点是否在某个区域内、计算多边形的面积等。
四、坐标的重要性1. 培养空间想象力通过学习和掌握坐标的知识,学生能够培养和提升他们的空间想象能力。
坐标可以通过直观的图形来表示一个点的位置,帮助学生更好地理解和想象数学概念。
2. 进一步发展数学能力掌握坐标的知识将为学生在数学领域的更深入学习奠定基础。
常用坐标系定义(3篇)
第1篇一、坐标系的基本概念1. 坐标系定义:坐标系是一种用于描述和表示空间中点的位置的系统。
它由一个或多个坐标轴组成,每个坐标轴对应一个坐标值。
2. 坐标:坐标是表示点在坐标系中位置的有序数。
在二维坐标系中,一个点通常用一对有序实数(x,y)表示;在三维坐标系中,一个点通常用一对有序实数(x,y,z)表示。
3. 坐标轴:坐标轴是坐标系中的直线,用于表示坐标值。
坐标轴上的点对应坐标轴上的坐标值。
二、坐标系的分类1. 二维坐标系:二维坐标系是用于描述平面内点的位置的系统。
常见的二维坐标系有直角坐标系、极坐标系和笛卡尔坐标系。
(1)直角坐标系:直角坐标系是由两条相互垂直的坐标轴组成的坐标系。
通常,水平方向的坐标轴称为x轴,垂直方向的坐标轴称为y轴。
直角坐标系中,一个点的坐标表示为(x,y)。
(2)极坐标系:极坐标系是由一个原点和一个极轴组成的坐标系。
极轴是过原点的直线,极轴上的点对应角度值。
极坐标系中,一个点的坐标表示为(r,θ),其中r表示点到原点的距离,θ表示点与极轴的夹角。
(3)笛卡尔坐标系:笛卡尔坐标系是一种特殊的直角坐标系,其坐标轴相互垂直,并且单位长度相等。
2. 三维坐标系:三维坐标系是用于描述空间内点的位置的系统。
常见的三维坐标系有直角坐标系、球坐标系和柱坐标系。
(1)直角坐标系:三维直角坐标系是由三个相互垂直的坐标轴组成的坐标系。
通常,x轴、y轴和z轴分别代表水平、垂直和深度方向。
三维直角坐标系中,一个点的坐标表示为(x,y,z)。
(2)球坐标系:球坐标系是由一个原点和一个球面组成的坐标系。
球坐标系中,一个点的坐标表示为(r,θ,φ),其中r表示点到原点的距离,θ表示点与z轴的夹角,φ表示点在xy平面上的投影与x轴的夹角。
(3)柱坐标系:柱坐标系是由一个原点、一个极轴和一个圆柱面组成的坐标系。
柱坐标系中,一个点的坐标表示为(r,θ,z),其中r表示点到极轴的距离,θ表示点与极轴的夹角,z表示点在z轴上的投影。
讲解平面直角坐标系的基本概念例如x轴y轴原点等
讲解平面直角坐标系的基本概念例如x轴y轴原点等平面直角坐标系是数学中的一个基本概念,用于描述平面上的点和其对应的坐标。
它由一组相互垂直的两条轴组成,分别是x轴和y轴,并且还包括一个原点。
1. 基本概念平面直角坐标系是由数学家笛卡尔于17世纪提出的,它是研究平面几何和代数的重要工具。
在平面直角坐标系中,x轴和y轴是相互垂直的,并且通过原点O。
x轴水平延伸,从左向右标记为正方向;y轴垂直延伸,从下向上标记为正方向。
2. 坐标表示平面直角坐标系中,每个点都可以用一个有序数对(x, y)来表示,其中x表示该点在x轴上的坐标,y表示该点在y轴上的坐标。
坐标表示的顺序通常为先(x, y)表示横坐标,再表示纵坐标。
3. 原点原点O是平面直角坐标系的起点,它位于x轴和y轴的交点处。
原点的坐标表示为(0, 0),其中横坐标为0,纵坐标也为0。
所有其他点的坐标都是相对于原点来表示。
4. x轴和y轴x轴和y轴是平面直角坐标系的两条互相垂直的直线。
x轴是水平的,从左向右延伸,与y轴相交于原点O,用来表示横坐标。
y轴是垂直的,从下向上延伸,与x轴相交于原点O,用来表示纵坐标。
5. 象限根据坐标的正负关系,平面直角坐标系被分为四个象限。
第一象限为x轴和y轴的正方向所在的区域;第二象限为x轴负方向和y轴正方向所在的区域;第三象限为x轴和y轴的负方向所在的区域;第四象限为x轴正方向和y轴负方向所在的区域。
6. 距离和斜率在平面直角坐标系中,可以通过坐标计算两点之间的距离和斜率。
两点之间的距离可以使用勾股定理进行计算,而斜率可以通过两点之间的纵坐标差除以横坐标差得到。
7. 应用领域平面直角坐标系广泛应用于几何、代数和物理等学科中。
在几何学中,通过坐标可以描述和分析点、线、圆等几何图形的性质。
在代数学中,坐标可以用于表示方程和函数的图像。
在物理学中,平面直角坐标系可以用于描述物体的位置、速度和加速度等物理量。
总结:平面直角坐标系是一种用于描述平面上点的位置的工具,它由x轴、y轴和原点组成。
小学数学坐标系知识点总结
小学数学坐标系知识点总结数学坐标系知识点总结数学中的坐标系是一种用于描述和表示平面上点位置的方法。
它由横轴和纵轴组成,通常被称为x轴和y轴。
在小学阶段,学生会接触到一些基础的数学坐标系知识,本文将对这些知识点进行总结。
一、坐标系的基本概念1. 坐标轴:坐标轴是指数学坐标系中的横轴和纵轴,通常用于表示平面上的点。
横轴被称为x轴,纵轴被称为y轴。
2. 原点:坐标系的原点是坐标轴上的交点,通常用O表示。
3. 坐标:坐标是指用有序数对表示点在坐标系中的位置。
在二维坐标系中,坐标通常表示为(x, y),其中x表示横轴上的位置,y表示纵轴上的位置。
二、第一象限坐标系第一象限坐标系是指横轴为正方向,纵轴也为正方向的坐标系。
在第一象限坐标系中,x轴向右延伸,y轴向上延伸。
坐标的取值范围为正数。
小学生通常在第一象限坐标系中学习最基本的坐标知识。
三、坐标系中的点与图形1. 点:点是一个无大小、无形状的几何基本概念。
在坐标系中,点用坐标表示。
2. 直线:直线是由无数个点连成的轨迹。
在坐标系中,直线通常由一个点和一个斜率确定。
3. 线段:线段是直线上的两个端点和它们之间的部分。
线段的长度可以用坐标计算。
4. 图形:图形是由一系列的点、线段和曲线组成的,例如矩形、三角形等。
在坐标系中,我们可以通过坐标来描述和绘制图形。
四、坐标系中的运算1. 坐标的加法:在坐标系中,可以对两个坐标进行加法运算。
对于坐标(x1, y1)和坐标(x2, y2),它们的和为(x1 + x2, y1 + y2)。
2. 坐标的减法:在坐标系中,可以对两个坐标进行减法运算。
对于坐标(x1, y1)和坐标(x2, y2),它们的差为(x1 - x2, y1 - y2)。
3. 坐标的乘法:在坐标系中,可以对一个坐标进行乘法运算。
对于坐标(x, y)和一个实数k,它们的积为(kx, ky)。
4. 坐标的除法:在坐标系中,可以对一个坐标进行除法运算。
对于坐标(x, y)和一个非零实数k,它们的商为(x/k, y/k)。
坐标的认识与运用
坐标的认识与运用坐标是数学中一个重要的概念,广泛应用于各个领域。
它可以用于描述点、图形和运动的位置,是解决问题和进行分析的有力工具。
在本文中,我们将深入探讨坐标的认识与运用。
一、坐标的基本概念坐标有两个主要的组成部分:横坐标和纵坐标。
横坐标通常表示点或物体在水平方向上的位置,而纵坐标则表示垂直方向上的位置。
这两个坐标轴的交点被称为原点,通常表示为(0,0)。
在直角坐标系中,横轴为x轴,纵轴为y轴。
二、坐标系的种类在数学中,常见的坐标系有直角坐标系、极坐标系和球坐标系等。
直角坐标系是最为常用的一种坐标系,通过两条相互垂直的坐标轴来定位点的位置。
极坐标系使用角度和距离来描述点的位置,适用于圆形和对称图形的测量。
球坐标系则是使用角度、极角和距离来确定点的位置,主要用于三维空间的研究。
三、坐标的运用坐标的运用非常广泛,不仅在数学中有重要应用,还在物理、工程、地理等领域中发挥着重要作用。
1. 数学领域在数学中,坐标被广泛应用于解析几何、代数学和微积分等课程中。
在解析几何中,通过坐标可以描述点、直线、曲线和多边形等图形的位置和性质。
在代数学中,坐标可以用于表示向量和矩阵,在线性代数和向量分析中具有重要作用。
微积分中的导数和积分运算也可以通过坐标的概念来进行理解和推导。
2. 物理领域在物理学中,坐标用于描述物体的运动轨迹和空间位置。
通过物体在不同时刻的位置坐标,可以计算出速度、加速度和位移等物理量。
在相对论中,坐标还被用于描述时间和空间的关系,揭示了时间和空间的本质。
3. 工程领域工程中常常需要使用坐标进行测量和定位。
例如,在建筑工程中,使用坐标可以确定建筑物的位置和形状,保证施工的准确性。
在航空航天领域,坐标被用于飞机和卫星的导航和控制。
利用坐标系统,可以精确计算出航行的轨迹和飞行的方向。
4. 地理领域地理学是研究地球表面的科学,而坐标则是描述地理位置的主要工具之一。
利用经纬度坐标可以确定地球上任意一点的位置,帮助我们导航和探索地理空间。
位置与坐标知识点
位置与坐标知识点位置和坐标是数学中的基本概念,也是日常生活中经常使用的概念。
通过位置和坐标的概念,我们可以准确地描述和定位物体或者事件发生的位置。
本文将介绍与位置和坐标相关的知识点,包括基本概念、坐标系、坐标轴以及坐标的表示方法。
一、基本概念1. 位置:位置是指物体所在的地方或者位置。
在二维空间中,位置通常可以用一个点来表示。
2. 坐标:坐标是表示位置的一组数值。
通常来说,二维坐标由两个数值组成,表示一个点在水平和垂直方向上的位置。
三维坐标则需要三个数值来表示。
3. 坐标系:坐标系是一种用来表示和定位位置的系统。
常见的坐标系包括直角坐标系和极坐标系。
二、坐标系1. 直角坐标系:直角坐标系是最常用的坐标系之一。
它由两条相互垂直的直线构成,其中一条称为x轴,另一条称为y轴。
二维平面上的每个点可以通过其在x轴和y轴上的位置来表示。
2. 极坐标系:极坐标系是另一种常用的坐标系。
它由一个原点和一个角度和距离来表示一个点的位置。
其中,角度表示该点与参考线的夹角,距离表示该点与原点的距离。
三、坐标轴1. x轴:x轴是直角坐标系中与y轴垂直的直线。
在平面直角坐标系中,x轴通常水平放置,从左向右延伸。
2. y轴:y轴是直角坐标系中与x轴垂直的直线。
在平面直角坐标系中,y轴通常垂直放置,从下向上延伸。
四、坐标的表示方法1. 笛卡尔坐标:笛卡尔坐标是直角坐标系中常用的表示方法。
在笛卡尔坐标系中,一个点的位置可以通过它在x轴和y轴上的坐标值来表示,例如(x, y)。
2. 极坐标:极坐标是极坐标系中常用的表示方法。
在极坐标中,一个点的位置可以通过它与参考线的夹角和与原点的距离来表示,例如(r, θ)。
总结:位置和坐标是数学中的重要概念,可以用于描述和定位物体或者事件的位置。
通过基本概念、坐标系、坐标轴和坐标的表示方法的介绍,我们可以更好地理解和应用位置与坐标的知识点。
在实际应用中,掌握这些知识点可以帮助我们进行准确的定位和描述,提高工作和学习的效率。
小学数学认识向量和坐标的基本概念
小学数学认识向量和坐标的基本概念向量和坐标的基本概念数学是一门既有逻辑性又有实践性的学科,它在我们日常生活中扮演着重要的角色。
而小学数学作为数学学习的起点,为培养学生的数学基本素养和逻辑思维能力起着重要的作用。
在小学数学中,向量和坐标是重要的概念之一。
本文将介绍向量和坐标的基本概念,以帮助小学生更好地理解和运用这些概念。
一、向量的基本概念向量是指既有大小又有方向的量,通常用箭头来表示。
在平面几何中,向量通常用有序数对表示,即(a, b)。
其中,a表示向量在x轴上的分量,b表示向量在y轴上的分量。
例如,向量(2, 3)表示从原点出发,沿着x轴方向移动2个单位,再沿着y轴方向移动3个单位。
向量既有大小又有方向,因此向量的加法和减法都是基于向量的大小和方向进行的。
向量的加法就是将两个向量的分量对应相加,而向量的减法则是将第二个向量的分量取相反数,再进行加法运算。
二、坐标的基本概念坐标是用来表示点在平面上位置的方式。
在平面直角坐标系中,我们通常采用x轴和y轴来表示平面上的点的位置。
点的位置由其在坐标系中对应的坐标值来确定。
比如,点A在x轴上的坐标为3,在y轴上的坐标为4,则点A的坐标表示为(3,4)。
坐标系中,原点通常表示为O(0,0),它是x轴和y轴的交点。
我们可以根据坐标系中两个点的坐标值计算它们之间的距离,也可以根据距离计算两个点的坐标值。
三、向量和坐标的关系向量和坐标之间有密切的联系。
根据向量的定义,我们可以将向量看作是两个坐标之间的差值。
例如,向量AB可以表示为(4,3) - (1,2)。
这样,我们就可以利用坐标的概念来描述向量和进行向量运算。
在向量的加法中,我们可以将两个向量的坐标相应相加,得到新的向量的坐标。
例如,向量(1,2)和向量(2,3)的和为(3,5)。
同样,在向量的减法中,我们可以将第二个向量的坐标取相反数,再进行加法运算。
在坐标系中,我们可以利用向量的概念来计算两个点之间的距离。
坐标的基本概念
坐标的基本概念坐标系的由来传说中有这么一个故事:有一天,笛卡尔(1596—1650,法国哲学家、数学家、物理学家)生病卧床,但他头脑一直没有休息,在反复思考一个问题:几何图形是直观的,而代数方程则比较抽象,能不能用几何图形来表示方程呢?这里,关键是如何把组成几何的图形的点和满足方程的每一组“数”挂上钩。
他就拼命琢磨。
通过什么样的办法、才能把“点”和“数”联系起来。
突然,他看见屋顶角上的一只蜘蛛,拉着丝垂了下来,一会儿,蜘蛛又顺着丝爬上去,在上边左右拉丝。
蜘蛛的“表演”,使笛卡尔思路豁然开朗。
他想,可以把蜘蛛看做一个点,它在屋子里可以上、下、左、右运动,能不能把蜘蛛的每个位置用一组数确定下来呢?他又想,屋子里相邻的两面墙与地面交出了三条线,如果把地面上的墙角作为起点,把交出来的三条线作为三根数轴,那么空间中任意一点的位置,不是都可以用这三根数轴上找到的有顺序的三个数来表示吗?反过来,任意给一组三个有顺序的数,例如3、2、1,也可以用空间中的一个点P来表示它们。
同样,用一组数(a,b)可以表示平面上的一个点,平面上的一个点也可以用一组二个有顺序的数来表示。
于是在蜘蛛的启示下,笛卡尔创建了直角坐标系。
一、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。
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。
大地坐标系是以地球椭球赤道面和大地起始子午面为起算面并依地球椭球面为参考面而建立的地球椭球面坐标系。
它是大地测量的基本坐标系,其大地经度L、大地纬度B和大地高H为此坐标系的3个坐标分量。
它包括地心大地坐标系和参心大地坐标系。
二、我国三大常用坐标系1、北京54坐标系北京54坐标系为参心大地坐标系(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),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,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心大地坐标系。
基本坐标概念
基本坐标概念在空间几何学中,坐标是描述点、线、面、体或其他几何要素位置的一个概念。
基本坐标概念是空间几何学的基石,它为我们在空间中定位和描述任何物体提供了重要的工具。
本文将介绍基本坐标概念,包括点、直线、坐标系、坐标轴以及常见的坐标表示方法。
点点是空间中最基本的几何元素,通常用一个字母或其他符号表示,如A、B。
点没有大小和方向,只有位置,用坐标表示。
在二维空间中,一个点可以由两个坐标值来确定,分别是横坐标和纵坐标。
在三维空间中,还需要加上高度坐标。
直线直线是由无数点组成的集合,通过两个不重合的点就可以确定一条直线。
在坐标系中,一般用直线的方程来描述直线的位置和方向,最常见的是点斜式和斜截式方程。
坐标系坐标系是由两条垂直的线段(坐标轴)组成的框架,用来描述空间中的几何要素的位置。
一个坐标系可以分为二维坐标系和三维坐标系。
在二维坐标系中,由两条互相垂直的坐标轴构成,分别为x轴和y轴;在三维坐标系中,则需要加上z轴。
坐标轴坐标轴是坐标系中的横轴和纵轴,用来表示坐标值的方向。
横轴通常代表x轴,纵轴代表y轴。
在三维空间中还会有z轴。
坐标轴的正方向一般分别是向右、向上和向外。
常见坐标表示方法•点的坐标表示:用一组有序数组表示点在坐标系中的位置,如(x,y)或(x,y,z)。
•直线的坐标表示:可以用点斜式或斜截式方程表示直线的位置和方向。
•坐标系的表示:一般用坐标轴的交点作为坐标系的原点,确定坐标轴的正方向后,就可以构建坐标系了。
通过了解基本坐标概念,我们可以更好地理解空间中几何要素的位置关系和方向。
坐标系不仅在几何学中有重要作用,在物理学、工程学等领域也有着广泛的应用。
掌握基本坐标概念,对理解和解决各种问题都具有重要意义。
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坐标的基本概念坐标系的由来传说中有这么一个故事:有一天,笛卡尔(1596—1650,法国哲学家、数学家、物理学家)生病卧床,但他头脑一直没有休息,在反复思考一个问题:几何图形是直观的,而代数方程则比较抽象,能不能用几何图形来表示方程呢?这里,关键是如何把组成几何的图形的点和满足方程的每一组“数”挂上钩。
他就拼命琢磨。
通过什么样的办法、才能把“点”和“数”联系起来。
突然,他看见屋顶角上的一只蜘蛛,拉着丝垂了下来,一会儿,蜘蛛又顺着丝爬上去,在上边左右拉丝。
蜘蛛的“表演”,使笛卡尔思路豁然开朗。
他想,可以把蜘蛛看做一个点,它在屋子里可以上、下、左、右运动,能不能把蜘蛛的每个位置用一组数确定下来呢?他又想,屋子里相邻的两面墙与地面交出了三条线,如果把地面上的墙角作为起点,把交出来的三条线作为三根数轴,那么空间中任意一点的位置,不是都可以用这三根数轴上找到的有顺序的三个数来表示吗?反过来,任意给一组三个有顺序的数,例如3、2、1,也可以用空间中的一个点P来表示它们。
同样,用一组数(a,b)可以表示平面上的一个点,平面上的一个点也可以用一组二个有顺序的数来表示。
于是在蜘蛛的启示下,笛卡尔创建了直角坐标系。
一、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。
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。
大地坐标系是以地球椭球赤道面和大地起始子午面为起算面并依地球椭球面为参考面而建立的地球椭球面坐标系。
它是大地测量的基本坐标系,其大地经度L、大地纬度B和大地高H为此坐标系的3个坐标分量。
它包括地心大地坐标系和参心大地坐标系。
二、我国三大常用坐标系1、北京54坐标系北京54坐标系为参心大地坐标系(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),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,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195 4年北京坐标系。
因此,1954年北京坐标系可以认为是前苏联1 942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。
它是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,北京54坐标系可归结为: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.高程通常以原苏联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。
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1952-1 979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,长半轴6378140m,短半轴6356755,扁率(扁率是长短半轴的差值,再与长半轴的比值,其值介于0和1之间,扁率反映了椭球体的扁平程度)1/298.25 7221013、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(CT P)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,长半轴6378137.000m,短半轴6356752. 314,扁率1/298.257223563。
三、我国常用高程系“1956年黄海高程系”,是在1956年确定的。
它是根据青岛验潮站1950年到1956年的黄海验潮资料,求出该站验潮井里横按铜丝的高度为3.61米,所以就确定这个钢丝以下3.61米处为黄海平均海水面。
从这个平均海水面起,于1956年推算出青岛水准原点的高程为72.289米。
国家85高程基准其实也是黄海高程基准,只不过老的叫“1 956年黄海高程系统”,新的叫“1985国家高程基准”,新的比旧的低0.029m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,为中国第一个国家高程系统,从而结束了过去高程系统繁杂的局面。
但由于计算这个基面所依据的青岛验潮站的资料系列(1950年~1956年)较短等原因,中国测绘主管部门决定重新计算黄海平均海面,以青岛验潮站1952年~1979年的潮汐观测资料为计算依据,并用精密水准测量接测位于青岛的中华人民共和国水准原点,得出1985年国家高程基准高程和1956年黄海高程的关系为:1985年国家高程基准高程=1956年黄海高程-0. 029m。
1985年国家高程基准已于1987年5月开始启用,1956年黄海高程系同时废止。
我国目前通用的高程基准是:85高程基准四、高斯投影要得到投影坐标就必须得有一个“拿来”投影的球面坐标,然后才能使用算法去投影!即每一个投影坐标系统都必须要求有Geographic Coordinate System参数。
北京54和西安80是我们使用最多的坐标系。
先简单介绍高斯-克吕格投影的基本知识,我国大中比例尺地图均采用高斯-克吕格投影,其通常是按6度和3度分带投影,1: 2.5万-1:50万比例尺地形图采用经差6度分带,1:1万比例尺的地形图采用经差3度分带。
具体分带法是:6度分带从本初子午线开始,按经差6度为一个投影带自西向东划分,全球共分60个投影带,带号分别为1-60;3度投影带是从东经1度30分经线开始,按经差3度为一个投影带自西向东划分,全球共分1 20个投影带。
为了便于地形图的测量作业,在高斯-克吕格投影带内布置了平面直角坐标系统,具体方法是,规定中央经线为X轴,赤道为Y轴,中央经线与赤道交点为坐标原点,x值在北半球为正,南半球为负,y值在中央经线以东为正,中央经线以西为负。
由于我国疆域均在北半球,x值均为正值,为了避免y 值出现负值,规定各投影带的坐标纵轴均西移500km,中央经线上原横坐标值由0变为500km。
为了方便带间点位的区分,可以在每个点位横坐标y值的百千米位数前加上所在带号,如20带内A点的坐标可以表示为YA=20745921.8m。
(1)高斯-克吕格投影高斯-克吕格(Gauss-Kruger)投影简称“高斯投影”,又名“等角横切椭圆柱投影”,地球椭球面和平面间正形投影的一种。
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。
投影后,除中央子午线和赤道为直线外,其他子午线均为对称于中央子午线的曲线。
设想用一个椭圆柱横切于椭球面上投影带的中央子午线,按上述投影条件,将中央子午线两侧一定经差范围内的椭球面正形投影于椭圆柱面。
将椭圆柱面沿过南北极的母线剪开展平,即为高斯投影平面。
取中央子午线与赤道交点的投影为原点,中央子午线的投影为纵坐标x轴,赤道的投影为横坐标y轴,构成高斯-克吕格平面直角坐标系。
高斯-克吕格投影在长度和面积上变形很小,中央经线无变形,自中央经线向投影带边缘,变形逐渐增加,变形最大之处在投影带内赤道的两端。
由于其投影精度高,变形小,而且计算简便(各投影带坐标一致,只要算出一个带的数据,其他各带都能应用),因此在大比例尺地形图中应用,可以满足军事上各种需要,能在图上进行精确的量测计算。
(2)高斯-克吕格投影分带按一定经差将地球椭球面划分成若干投影带,这是高斯投影中限制长度变形的最有效方法。
分带时既要控制长度变形使其不大于测图误差,又要使带数不致过多以减少换带计算工作,据此原则将地球椭球面沿子午线划分成经差相等的瓜瓣形地带,以便分带投影。
通常按经差6度或3度分为六度带或三度带。
六度带自0度子午线起每隔经差6度自西向东分带,带号依次编为第1、2...60带。
三度带是在六度带的基础上分成的,它的中央子午线与六度带的中央子午线和分带子午线重合,即自 1.5度子午线起每隔经差3度自西向东分带,带号依次编为三度带第1、2 (120)带。
我国的经度范围西起73°东至135°,可分成六度带十一个,各带中央经线依次为75°、81°、87°、……、117°、123°、129°、135°,或三度带二十二个。
六度带可用于中小比例尺(如1:25 0000)测图,三度带可用于大比例尺(如1:10000)测图,城建坐标多采用三度带的高斯投影。
(3)高斯-克吕格投影坐标高斯-克吕格投影是按分带方法各自进行投影,故各带坐标成独立系统。
以中央经线投影为纵轴(x),赤道投影为横轴(y),两轴交点即为各带的坐标原点。
纵坐标以赤道为零起算,赤道以北为正,以南为负。
我国位于北半球,纵坐标均为正值。
横坐标如以中央经线为零起算,中央经线以东为正,以西为负,横坐标出现负值,使用不便,故规定将坐标纵轴西移500公里当作起始轴,凡是带内的横坐标值均加500公里。
由于高斯-克吕格投影每一个投影带的坐标都是对本带坐标原点的相对值,所以各带的坐标完全相同,为了区别某一坐标系统属于哪一带,在横轴坐标前加上带号,如(4231898m,21655933m),其中21即为带号。
(4)高斯-克吕格投影与UTM投影某些国外的软件如ARC/INFO或国外仪器的配套软件如多波束的数据处理软件等,往往不支持高斯-克吕格投影,但支持U TM投影,因此常有把UTM投影坐标当作高斯-克吕格投影坐标提交的现象。