测量坐标系
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在测量领域中，常用的坐标系包括直角坐标系、极坐标系和球坐标系。
不同的坐标系适用于不同的测量任务和数据处理需求，而坐标转换则是将不同坐标系下的测量数据相互转换的方法。
本文将对常用坐标系及坐标转换进行概述。
1.直角坐标系直角坐标系是最常见的坐标系之一，通常用于描述二维或三维空间中的点的位置。
在二维直角坐标系中，一个点的位置可以由两个坐标值(x,y)表示。
而在三维直角坐标系中，一个点的位置可以由三个坐标值(x,y,z)表示。
直角坐标系中的坐标轴是相互垂直的，可以方便地描述点的位置和进行测量。
2.极坐标系极坐标系是另一种常用的坐标系，通常用于描述平面上的点的位置。
极坐标系由一个极径和一个极角组成。
极径表示点到原点的距离，极角表示点与正x轴的夹角。
在极坐标系中，一个点的位置可以由(r,θ)表示。
极坐标系在一些特定情况下对测量任务更加方便，例如描述圆形或对称物体的位置。
3.球坐标系球坐标系用于描述三维空间中的点的位置。
球坐标系由一个极径、一个极角和一个方位角组成。
极径表示点到原点的距离，极角表示点与正z轴的夹角，方位角表示点在xy平面上的投影与正x轴的夹角。
在球坐标系中，一个点的位置可以由(r, θ, φ)表示。
球坐标系在描述球体或对称物体的位置时非常有用。
在测量中，常常需要在不同的坐标系之间进行转换以满足不同的需求。
以下是常见的坐标转换方法：1.直角坐标系到极坐标系的转换从直角坐标系到极坐标系的转换可以通过以下公式实现：极径 r = sqrt(x^2 + y^2)极角θ = atan2(y, x)其中，sqrt表示平方根，atan2表示求反正切值。
2.极坐标系到直角坐标系的转换从极坐标系到直角坐标系的转换可以通过以下公式实现：x = r * cos(θ)y = r * sin(θ)3.直角坐标系到球坐标系的转换从直角坐标系到球坐标系的转换可以通过以下公式实现：极径 r = sqrt(x^2 + y^2 + z^2)极角θ = acos(z / r)方位角φ = atan2(y, x)4.球坐标系到直角坐标系的转换从球坐标系到直角坐标系的转换可以通过以下公式实现：x = r * sin(θ) * cos(φ)y = r * sin(θ) * sin(φ)z = r * cos(θ)需要注意的是，在进行坐标转换时，要确保所使用的公式和单位系统是一致的，否则会导致转换结果错误。
测量中的坐标系有哪些
测量中的坐标系有哪些在测量领域中，坐标系是用来描述和定位物体、点或空间位置的重要工具。
不同的测量任务和应用需要使用不同类型的坐标系。
本文将介绍测量中常见的几种坐标系。
1. 直角坐标系直角坐标系是最常见和最基本的坐标系之一。
它使用直角坐标来描述一个点在平面或空间中的位置。
在二维情况下，直角坐标系由水平的 x 轴和垂直的 y 轴组成；在三维情况下，直角坐标系由 x、y 和 z 轴组成。
每个轴上的刻度表示该方向上的距离。
直角坐标系以原点为起始点，通过坐标轴上的正负方向来确定一个点的位置。
例如，在二维直角坐标系中，一个点的位置可以由两个坐标值(x, y)表示，其中 x表示点与 y 轴的距离，y 表示点与 y 轴的距离。
2. 柱坐标系柱坐标系是一种用极坐标来描述点位置的坐标系。
它通常用于描述平面上的点。
柱坐标系由一个极径和一个极角组成。
极径表示点到原点的距离，极角表示点到极轴（一条从原点引出的射线）的角度，一般使用弧度作为单位。
在柱坐标系中，点的坐标表示为(r, θ)。
其中，r 表示极径，θ 表示极角。
例如，一个点的坐标为(2, π/4)，表示该点到原点的距离为 2，与极轴的夹角为π/4。
3. 球坐标系球坐标系是一种在三维空间中描述点位置的坐标系。
与柱坐标系类似，球坐标系也使用极径和极角来表示点的坐标。
但是，球坐标系添加了一个与垂直轴的角度。
球坐标系中，点的坐标表示为(r, θ, φ)。
其中，r 表示点到原点的距离，θ 表示与正 x 轴的夹角，φ 表示与垂直轴的夹角。
例如，一个点的坐标为(3, π/4, π/2)，表示该点到原点的距离为 3，与正 x 轴的夹角为π/4，与垂直轴的夹角为π/2。
4. 区域坐标系区域坐标系是一种二维坐标系，通常用于描述一个区域或区域中的点的位置。
在区域坐标系中，通常会选择一个特定的参考点作为坐标原点，并定义一个规则来测量点与原点的位置。
区域坐标系常用于地理测量和地图制作。
在地理测量中，经纬度就是一种区域坐标系。
测量坐标系有哪三种
测量坐标系有哪三种背景简介在测量领域，坐标系是一种非常重要的概念，用于描述和测量物体位置和方向。
使用坐标系可以方便地捕捉和记录物体的几何形态和位置信息。
在实际应用中，有不同的方式来定义和表示坐标系，本文将介绍三种常见的测量坐标系。
1. 直角坐标系（笛卡尔坐标系）直角坐标系，也称为笛卡尔坐标系，是最为常见的一种坐标系表示方法。
它使用两个相互垂直的坐标轴（通常称为X轴和Y轴），以及一个原点来定义平面上的点的位置。
通过在X轴上测量水平距离和在Y轴上测量垂直距离，可以以数值的方式准确描述任意点的位置。
在直角坐标系中，点的位置由其X轴和Y轴上的坐标值表示。
例如，一个点的坐标为(3, 4)，意味着它在X轴上的坐标为3，在Y轴上的坐标为4。
通过计算两个点之间的距离和角度，可以进行物体的测量和分析。
直角坐标系在地图绘制、三维建模、物体定位等领域得到广泛应用。
它的优点是简单直观，易于理解和计算。
2. 极坐标系极坐标系是一种使用距离（称为极径）和角度来描述点位置的坐标系。
与直角坐标系不同，极坐标系使用一个原点和一根固定的极轴来表示点的位置。
点的位置由距离极轴的距离和与极轴的夹角表示。
在极坐标系中，距离起点最近的点通常称为极点，该点的坐标为(0, 0)。
距离极轴特定距离的点在极坐标系中有固定的极径值，该值表示该点与极点之间的距离。
而点与极轴之间的夹角则用正角度表示。
极坐标系在天文学、雷达测距、音频处理等领域中得到广泛应用。
它能够更直观地表示环形和旋转的物体特征，但在计算和测量直线距离时可能不够方便。
3. 三维坐标系三维坐标系是在直角坐标系基础上扩展而来的一种坐标系，用于描述三维空间中的点的位置。
与直角坐标系类似，三维坐标系使用三个相互垂直的坐标轴（通常称为X轴、Y轴和Z轴），以及一个原点来定义点的位置。
在三维坐标系中，点的位置由其X轴、Y轴和Z轴上的坐标值表示。
例如，一个点的坐标为(3, 4, 2)，意味着它在X轴上的坐标为3，在Y轴上的坐标为4，在Z 轴上的坐标为2。
测量的坐标系有哪些
测量的坐标系有哪些1. 相对坐标系相对坐标系是一种以某一参考点为基准确定其他点位置的坐标系。
在相对坐标系中，位置坐标是相对于参考点的位置表示。
常见的相对坐标系有极坐标系和二维平面直角坐标系。
- 极坐标系极坐标系由极径和极角两个参数来确定一个点的位置，极径表示点到原点的距离，极角表示点与参考方向的夹角。
极坐标系在极地导航、雷达测距等领域被广泛应用。
- 平面直角坐标系平面直角坐标系由两个相互垂直的轴线确定，一般称为X轴和Y轴。
点的位置由X轴和Y轴上的坐标值确定，常用于平面几何、图像处理等领域。
2. 绝对坐标系绝对坐标系是一种以确定的坐标轴为基准确定点的位置的坐标系。
在绝对坐标系中，点的位置是相对于坐标轴原点的绝对位置表示。
常见的绝对坐标系有笛卡尔坐标系和球坐标系。
- 笛卡尔坐标系笛卡尔坐标系由三个相互垂直的轴线确定，分别称为X轴、Y轴和Z轴。
点的位置由X轴、Y轴和Z轴上的坐标值确定。
笛卡尔坐标系广泛应用于三维几何、计算机图形学等领域。
- 球坐标系球坐标系由球坐标半径、极角和方位角三个参数确定一个点的位置。
球坐标半径表示点到原点的距离，极角表示与半径的夹角，方位角表示点与参考方向的夹角。
球坐标系常用于球面上的测量，如天文学、地理学等领域。
3. 相对坐标系和绝对坐标系的比较相对坐标系和绝对坐标系在表示点的位置时具有不同的特点和应用场景。
- 相对坐标系的优势和应用场景相对坐标系基于参考点确定点的位置，具有以下优势： - 相对坐标系在描述位置时更加直观，可以更容易表达点与参考点之间的相对关系。
- 相对坐标系在一些测量场景中更加方便，如极坐标系可以直接表示距离和角度。
相对坐标系在以下场景中被广泛应用： - 极地导航系统中使用极坐标系表示导航目标的方位角和距离。
- 绘制图形和进行图像处理时，使用平面直角坐标系表示图形上的点位置。
- 绝对坐标系的优势和应用场景绝对坐标系根据确定的坐标轴确定点的位置，具有以下优势： - 绝对坐标系提供了固定的参考点，可以准确确定点的位置，具有较高的精度和稳定性。
测量坐标系有哪些
测量坐标系有哪些测量是一种获取实际物体位置、形状和尺寸等信息的过程。
而坐标系是用来描述一个物体的位置的系统。
在测量领域中，为了准确描述和记录物体的位置，使用了多种不同的坐标系。
本文将介绍常见的测量坐标系，包括直角坐标系、极坐标系和三维坐标系。
直角坐标系直角坐标系是最常用的一种测量坐标系。
在直角坐标系中，一个物体的位置可以由x、y和z三个坐标值来确定。
其中，x表示物体在水平方向上的位置，y表示物体在垂直方向上的位置，z表示物体在垂直于水平面的方向上的位置。
在直角坐标系中，物体的位置可以用一个三维坐标点(x, y, z)来表示。
这种坐标系常用于建筑、机械制图、地理测量等领域。
极坐标系极坐标系是一种用极径和极角来定位物体位置的坐标系。
在极坐标系中，一个物体的位置通过距离原点的极径和与参考方向的极角来确定。
极径表示物体与原点的距离，极角表示物体与参考方向的夹角。
通常极坐标点的表示形式为(r, θ)，其中r表示极径，θ表示极角。
极坐标系常用于天文学、雷达测量等领域。
三维坐标系除了直角坐标系和极坐标系外，还存在一种更加复杂的坐标系，即三维坐标系。
三维坐标系在直角坐标系的基础上增加了一个坐标轴，用于描述物体的位置。
在三维坐标系中，一个物体的位置可以通过x、y和z三个坐标值来确定。
其中，x、y和z分别表示物体与三个垂直于彼此的平面的距离。
三维坐标系常用于计算机图形学、航空航天等领域。
小结测量坐标系是用来描述物体位置的系统。
常见的测量坐标系包括直角坐标系、极坐标系和三维坐标系。
直角坐标系使用x、y和z三个坐标值来确定物体位置，极坐标系使用极径和极角来定位物体位置，三维坐标系在直角坐标系的基础上增加了一个坐标轴。
不同的测量坐标系适用于不同的测量任务，选择适当的坐标系可以更准确地描述和记录物体位置信息。
测量坐标系定义
测量坐标系定义1. 引言在测量学中，坐标系是非常重要的概念。
测量坐标系是用来描述和表示对象位置和方向的方法。
通过定义一个适当的坐标系，可以实现对对象的准确测量和定位。
本文将介绍测量坐标系的定义及其主要特征。
2. 坐标系的概念坐标系是由坐标轴和原点组成的空间结构。
在二维坐标系中，通常有两个坐标轴，分别是水平的x轴和垂直的y轴。
在三维坐标系中，除了水平的x轴和垂直的y轴外，还有一个竖直的z轴。
坐标轴上的每个点都有一个唯一的坐标值，用于表示该点在各轴上的位置。
3. 测量坐标系的定义测量坐标系是一种特殊的坐标系，用于测量和描述物体的位置和方向。
其定义如下：1.原点：测量坐标系的原点是一个固定的参考点，用作坐标轴的交汇点。
通常选取物体的某个特定点作为原点。
2.坐标轴：测量坐标系至少有两个坐标轴，分别是水平的x轴和垂直的y轴。
在三维空间中，还会有一个竖直的z轴。
坐标轴的方向和单位需要根据实际情况进行定义。
3.坐标系方向：坐标系方向通常遵循右手法则。
在二维坐标系中，x轴正方向指向右侧，y轴正方向指向上方。
在三维坐标系中，x轴正方向指向前方，y轴正方向指向右方，z轴正方向指向上方。
4.坐标值：坐标值用于表示物体在各轴上的位置。
在二维坐标系中，坐标值为一个二元组(x, y)。
在三维坐标系中，坐标值为一个三元组(x, y, z)。
4. 测量坐标系的特征测量坐标系具有以下几个特征：1.唯一性：每个对象在测量坐标系中都有唯一的坐标值，能够准确描述其位置和方向。
2.相对性：测量坐标系是相对于测量对象而言的。
不同的对象可以采用不同的测量坐标系，以便更好地描述各自的位置和方向。
3.转换性：测量坐标系之间可以进行转换。
通过合适的坐标转换公式，可以将一个坐标系的坐标值转换为另一个坐标系中的坐标值。
4.精度和误差：测量坐标系的精度取决于测量设备和方法。
测量误差会对坐标的准确性产生影响，因此需要采取适当的措施来减小误差。
5. 总结测量坐标系是用来描述和表示物体位置和方向的方法。
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。
测量坐标系统分为哪三种方法
测量坐标系统分为哪三种方法在测量学中，坐标系统是一种重要的测量工具，用于描述和定位物体在空间中的位置。
随着测量技术的发展，出现了多种测量坐标系统的方法。
本文将介绍测量坐标系统的三种常见方法，分别是直角坐标系、极坐标系和球坐标系。
一、直角坐标系直角坐标系是最常用的坐标系统之一，它是通过将空间划分为三个相互垂直的坐标轴来描述物体的位置。
这三个坐标轴分别是X轴、Y轴和Z轴。
在直角坐标系中，位置可以通过一个三元组(x, y, z)来表示，其中x表示物体在X轴上的位置，y表示物体在Y轴上的位置，z表示物体在Z轴上的位置。
通过三个坐标轴的正负方向的组合，可以描述物体在空间中的位置和方向。
直角坐标系的优点是简单易懂，适用于大多数测量任务。
二、极坐标系极坐标系是一种通过距离和角度来描述物体位置的坐标系统。
在极坐标系中，物体的位置由两个参数确定，一个是极径，表示物体到原点的距离，另一个是极角，表示物体与某一固定方向的夹角。
极坐标系常用于极坐标系下的测量任务，例如测量扇叶的长度和角度等。
极坐标系的优点是能够简洁地描述圆形或径向对称的物体，但不适用于描述空间中的物体位置。
三、球坐标系球坐标系是一种通过半径、极角和仰角来描述物体位置的坐标系统。
在球坐标系中，物体的位置由三个参数确定。
半径表示物体到原点的距离，极角表示物体与某一固定方向的夹角，仰角表示物体与参考平面的夹角。
球坐标系常用于描述对象在球面上的位置，例如天体测量和地理测量等。
球坐标系能够方便地描述在球面上的位置，但在平面上的测量不常用。
总结本文介绍了测量坐标系统的三种常见方法：直角坐标系、极坐标系和球坐标系。
直角坐标系是最常用的坐标系统，通过三个相互垂直的坐标轴来描述物体的位置。
极坐标系通过距离和角度来描述物体位置，适用于圆形或径向对称的测量任务。
球坐标系通过半径、极角和仰角来描述物体位置，适用于球面上的测量任务。
不同的测量任务需要选择适合的坐标系统来描述物体的位置和方向，以便更准确地进行测量和定位。
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。
测量常用的坐标系有哪些各有何特点
测量常用的坐标系有哪些各有何特点坐标系是用来描述和定位空间中物体位置的一种方式。
在测量领域，常用的坐标系有直角坐标系、极坐标系和球坐标系。
每种坐标系都有其独特的特点和适用场景。
直角坐标系直角坐标系是最常见和最简单的坐标系。
它由两个相互垂直的轴组成，通常表示为X轴和Y轴。
在直角坐标系中，每个点的位置由其在X轴和Y轴上的坐标表示。
X轴和Y轴的交点称为原点，用(0,0)表示。
特点： 1. 简单直观：直角坐标系以直线和直角为基础，易于理解和使用。
2.坐标计算方便：通过简单的几何关系，可以通过坐标计算两个点之间的距离和角度。
3. 适用于平面测量：直角坐标系主要用于平面测量，如地图绘制、建筑布局等。
4. 不适用于曲面测量：直角坐标系无法准确描述曲面上的点的位置，因此在某些测量场景下不适用。
极坐标系极坐标系使用角度和距离来描述点的位置。
它以一个固定点为极点，以一条规定方向为极轴。
极坐标系中，点的位置由极径（距离）和极角（与极轴的夹角）来表示。
特点： 1. 独特的表示方式：相比直角坐标系，极坐标系通过角度和距离的组合来表示点的位置，具有其独特的表达方式。
2. 适用于圆形测量：极坐标系在测量圆形或呈放射状分布的物体时很有优势，如计算轮胎的直径、孔洞的位置等。
3.不适用于直线测量：极坐标系不适用于描述直线上的点的位置，精准度较低。
4.笛卡尔坐标的转换：极坐标系可以与直角坐标系进行转换，相互之间可以转化表达点的位置。
球坐标系球坐标系是一种用于描述三维空间中点的位置的坐标系。
它由两个角度和一个距离组成。
球坐标系的极点位于球心，其中一个角度是与一个确认的轴之间的角度，其他则是与这个确定的轴之间的角度。
特点： 1. 适用于球面测量：球坐标系特别适用于描述球面上物体的位置，如天体测量、机器人定位等。
2. 三维空间表达能力强：球坐标系不仅可以表示平面上的点，还可以表示三维空间中的点的位置。
3. 计算复杂度较高：由于球坐标系需要通过角度和距离来表示点的位置，所以计算复杂度较高，不够直观简单。
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。
测量中常用的坐标系
测量中常用的坐标系在测量领域中，坐标系是非常重要的概念。
坐标系有助于描述和测量物体或位置在空间中的相对位置和方向关系。
在测量中常用的坐标系主要有直角坐标系、极坐标系和地理坐标系。
直角坐标系直角坐标系是最常见的坐标系之一，也称为笛卡尔坐标系。
它由两条垂直于彼此的直线（通常为x轴和y轴）组成，这两条直线的交点作为坐标原点。
直角坐标系常用于测量平面上的位置。
在直角坐标系中，每个点可以用一对有序实数(x,y)来表示，其中x表示点到y轴的有向距离，y表示点到x轴的有向距离。
例如，点A在直角坐标系中的坐标为(3,4)，表示点A在x轴上的距离为3，而在y轴上的距离为4。
直角坐标系的优点是易于使用和计算，而且可以方便地进行几何运算和数据处理。
因此，直角坐标系被广泛应用于测量、工程学和其他科学领域中。
极坐标系极坐标系是另一种常用的坐标系，它与直角坐标系有所不同。
极坐标系是通过点到原点的距离和点与正向x轴的角度来描述点的位置。
在极坐标系中，坐标由一个有序实数对(r,θ)表示，其中r表示点到原点的距离，θ表示点与正向x轴的夹角。
与直角坐标系相比，极坐标系更适用于描述圆形、旋转和对称的物体。
极坐标系在测量中的应用广泛，特别适用于天文学、物理学和工程领域中的极坐标测量。
地理坐标系地理坐标系是一种用于描述地球表面上位置的坐标系。
地理坐标系是基于经度和纬度的，它可以提供地球上任何一个点的准确位置。
地理坐标系的经度以子午线为基准，纬度以赤道为基准。
经度是从本初子午线（通常是格林威治子午线）起算的角度，表示东西方向；纬度是从赤道起算的角度，表示南北方向。
地理坐标系在地理信息系统（GIS）和导航系统中广泛使用，如谷歌地图和GPS。
地理坐标系的应用使得人们可以准确地定位地球上的任何一个点，方便了地理和测量工作。
小结测量中使用的坐标系包括直角坐标系、极坐标系和地理坐标系。
直角坐标系适用于测量平面上的位置，极坐标系适用于描述圆形和旋转对称物体的位置，地理坐标系可用于描述地球上点的位置。
测量坐标系有几种表示方法
测量坐标系有几种表示方法引言在测量领域，坐标系是一种常用的表示方法，用于确定和描述物体在空间中的位置和方向。
坐标系的表示方法可以有多种，不同的表示方法适用于不同的应用和场景。
本文将介绍测量坐标系的几种常见表示方法。
绝对坐标系绝对坐标系是最常见和常用的一种坐标系表示方法。
它以一个固定的原点和一组固定的坐标轴来表示空间中的位置。
在二维平面上，绝对坐标系通常由x轴和y轴组成；在三维空间中，绝对坐标系通常由x轴、y轴和z轴组成。
通过给定物体相对于原点的坐标值，可以准确地确定物体在绝对坐标系中的位置。
绝对坐标系的优点是简单易懂，计算方便。
它是很多测量和定位系统的基础，如全球卫星定位系统（GPS）和机械臂控制系统。
然而，绝对坐标系的缺点是不适用于描述相对位置和方向的变化，只能表示物体在空间中的固定位置。
相对坐标系相对坐标系是以一个参考物体或位置作为原点，描述其他物体相对于该原点的位置和方向。
相对坐标系不依赖于绝对坐标系，而是基于相对运动或位置关系求得，因此在一些特定场景下应用广泛。
一种常见的相对坐标系是基于相对运动的表示方法。
例如，使用一个移动物体的坐标系来表示其他物体相对于该移动物体的位置和方向。
这种坐标系将移动物体的位置和方向设为原点，其他物体的位置和方向通过相对于原点的偏移量表示。
相对坐标系可以有效地描述物体在相对运动中的位置和方向变化。
另一种常见的相对坐标系是基于参考物体的固定位置的表示方法。
例如，在建筑工程中，我们常常使用基准点作为原点，描述其他物体相对于基准点的位置和方向。
这种坐标系可以方便地表示建筑物的内部和外部结构，以及各个区域和设备的相对位置和方向。
相对坐标系的优点是可以灵活地描述物体的相对位置和方向，适用于一些动态或相对运动的场景。
然而，相对坐标系的缺点是对于绝对位置和方向的计算和表示不够准确，且需要明确的参考物体或位置。
极坐标系极坐标系是一种基于极坐标表示的坐标系。
在极坐标系中，位置由一个半径和一个角度确定，而不是由直角坐标系中的x轴和y轴确定。
测量坐标系的定义
测量坐标系的定义1. 引言在测量学中，坐标系是用来描述和定位物体在空间中位置的工具。
坐标系的定义和使用对于各种测量工作都至关重要，不管是进行地理测绘、机械零件加工还是进行建筑设计。
本文将介绍测量坐标系的定义、常见的坐标系类型以及其在测量中的应用。
2. 坐标系的定义坐标系是一种用来描述和定位空间中点、线、平面或者其他物体的参考系统。
通常，一个坐标系由固定的原点、坐标轴、单位长度等要素组成。
原点位于坐标系的中心，坐标轴则用来表示空间中不同的方向。
在二维空间中，常见的坐标系有直角坐标系和极坐标系。
直角坐标系由两条互相垂直的线段组成，其中一条表示水平方向，称为x轴，另一条表示垂直方向，称为y轴。
点在直角坐标系中的位置可以由其在x轴和y轴上的坐标值确定。
而极坐标系则由原点、极径和极角组成，点在极坐标系中的位置可以由其相对于原点的极径和极角确定。
在三维空间中，常见的坐标系有笛卡尔坐标系和球坐标系。
笛卡尔坐标系以三个相互垂直的坐标轴为基础，分别标记为x轴、y轴和z轴。
点在笛卡尔坐标系中的位置可以由其在x轴、y轴和z轴上的坐标值确定。
而球坐标系则由一个原点、一个极径、一个极角和一个方位角组成，点在球坐标系中的位置可以由其相对于原点的极径、极角和方位角确定。
3. 坐标系的应用坐标系在测量学中具有广泛的应用。
以下是一些常见的应用场景：地理测绘在地理测绘中，使用地理坐标系来描述地球表面上的点的位置。
地理坐标系采用经度和纬度来表示点在地球上的位置。
经度表示点相对于本初子午线的偏移角度，纬度表示点相对于赤道的偏移角度。
地理坐标系的标准是WGS84，其坐标单位为度。
机械零件加工在机械零件加工中，使用机械坐标系来描述零件上不同特征点的位置。
机械坐标系通常是一个三维直角坐标系，其原点位于零件的某个基准面上。
通过测量零件上特定点相对于机械坐标系原点的偏移量，可以确定不同特征的位置，从而实现加工的精度控制。
建筑设计在建筑设计中，使用本地坐标系来描述建筑物在三维空间中的位置。
测量中坐标系
测量中坐标系引言在测量学中，测量中坐标系是一种用于描述空间位置和方向的系统。
它是测量工作的基础，能够帮助我们准确地记录和表示测量结果。
本文将介绍测量中坐标系的概念、组成以及在测量过程中的作用。
什么是测量中坐标系测量中坐标系是一个三维空间参考系统。
它是由三个坐标轴和一个原点组成的，用来确定点和物体在空间中的位置和方向。
一般来说，我们用笛卡尔坐标系作为测量中坐标系，其中有一个主轴作为基准轴，并与其他两个轴相互垂直。
组成测量中坐标系主要由以下几个组成部分：1.坐标轴：测量中坐标系中的三个坐标轴分别是X轴、Y轴和Z轴。
它们是相互垂直的，构成了一个空间直角坐标系。
2.原点：测量中坐标系的原点是空间中的一个点，通常被定义为坐标轴的交点。
所有的测量都是相对于原点进行的。
3.坐标系方向：在测量中坐标系中，坐标轴有正负方向。
一般来说，我们可以通过定义正负方向来确定坐标系的朝向。
作用测量中坐标系在测量工作中起到了至关重要的作用。
它具有以下几个主要作用：1.确定位置：通过测量中坐标系，我们可以准确地确定点和物体在空间中的位置。
测量结果可以用坐标值来表示，使得位置信息得以记录和传递。
2.定位方向：测量中坐标系可以帮助我们准确地描述空间方向。
通过指定坐标轴和正负方向，我们可以确定物体的朝向和方向。
3.比较和分析：测量中坐标系提供了一个统一的标准，使得不同地点和时间的测量结果可以进行比较和分析。
通过将测量结果转化到相同的坐标系中，我们可以消除坐标系的差异，得到更加准确的比较和分析结果。
4.网格与坐标：测量中坐标系还可以用来构建网格和坐标系线。
这些网格和线可以作为辅助工具，帮助我们更好地观察和分析测量结果。
总结测量中坐标系是测量学中一种用于描述空间位置和方向的系统。
它由三个相互垂直的坐标轴和一个原点组成，并具有确定位置、定位方向、比较和分析以及构建辅助工具的功能。
测量中坐标系在测量过程中扮演着重要的角色，并有助于提高测量的准确性和可重复性。
测量的坐标系有哪几类
测量的坐标系有哪几类在各种工程领域中，测量坐标系是一种重要的工具，用于确定和描述空间中点的位置。
在测量中，不同的坐标系适用于不同的情况和需求。
本文将介绍几种常见的测量坐标系。
1. 直角坐标系直角坐标系，也称为笛卡尔坐标系，是最常见和最基本的坐标系之一。
它由两条相互垂直的坐标轴组成，通常表示为X轴和Y轴。
在直角坐标系中，任何点都可以使用两个数值表示，分别为X坐标和Y坐标。
这种坐标系适合描述平面上的点的位置和方向。
使用直角坐标系进行测量时，可以通过在X轴和Y轴上测量距离来确定点的位置。
例如，在建筑工程中，可以使用直角坐标系确定建筑物的平面布局和尺寸。
2. 极坐标系极坐标系是一种描述点在平面上位置的坐标系统，相比于直角坐标系，它更适用于描述点相对于特定起点的距离和角度。
极坐标系由两个值组成：极径和极角。
极径表示点与坐标原点之间的距离，以正数表示。
极角表示点相对于参考方向（通常为正X轴）的顺时针方向的角度。
对于极坐标系，同一个点可以有多种不同的表示方法。
极坐标系在测量中常用于描述点的极坐标位置，特别适用于圆形、螺旋等几何形状和极坐标转换问题。
例如，在航海中，可以使用极坐标系表示船只相对于固定起点的方位。
3. 球坐标系球坐标系是一种三维坐标系，用于描述点在球体上的位置。
它由三个值组成：极径、极角和方位角。
极径表示点与坐标原点之间的距离，以正数表示。
极角表示点相对于参考方向（通常为正Z轴）的角度，范围为0到180度。
方位角表示点在水平面上与参考方向（通常为正X轴）之间的角度，范围为0到360度。
球坐标系在测量中常用于描述球体上的点的位置，特别适用于球面几何和球面坐标转换问题。
例如，在天文学中，球坐标系被广泛用于描述星体的位置和方向。
4. 柱坐标系柱坐标系是一种三维坐标系，用于描述点在柱面上的位置。
它由三个值组成：极径、极角和高度。
极径表示点与柱面轴线之间的距离，以正数表示。
极角表示点相对于起始方向（通常为正X轴）的角度，范围为0到360度。
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。
测量坐标系是什么
测量坐标系是什么在各种测量任务中，测量坐标系是一个非常重要的概念。
它提供了一个有序的参考框架，用于测量物体的位置、方向和大小。
测量坐标系是基于某个基准点（原点）和一组坐标轴来定义的。
坐标系统的基本概念坐标系统是一个空间中的参考框架，它通过一系列坐标轴定义了一个点在空间中的位置。
在二维坐标系统中，通常有两个坐标轴：水平轴称为x轴，垂直轴称为y轴。
在三维坐标系统中，还有一个垂直于x轴和y轴的轴，称为z轴。
在坐标系统中，每个点都可以用一组坐标值表示。
对于二维坐标系统来说，一个点的坐标由它在x轴和y轴上的位置决定。
在三维坐标系统中，一个点的坐标由它在x、y和z轴上的位置决定。
测量坐标系的重要性测量坐标系在各种实际应用中起着至关重要的作用。
它提供了一种标准的、一致的方式来描述和测量物体的位置和形状。
通过确定一个共同的起点和一组参考轴，可以实现不同测量任务的比较和分析。
例如，在制造业中，测量坐标系用于测量和检验产品的尺寸和形状。
在地理学和地图制作中，测量坐标系用于确定地球上任何地点的位置和空间分布。
在建筑和土木工程领域，测量坐标系用于设计和测量建筑物的尺寸和位置。
常见的测量坐标系在测量学中，有许多常见的测量坐标系。
下面介绍一些常见的坐标系：直角坐标系直角坐标系是最常见的坐标系之一，也被称为笛卡尔坐标系。
它由垂直于彼此的两条直线（轴）组成，通常表示为x轴和y轴。
这种坐标系使用直角坐标来描述点的位置。
极坐标系极坐标系是另一种常用的坐标系，用于描述点相对于原点的位置。
它使用极径和极角来表示一个点的坐标。
极径是从原点到点的距离，而极角是从一个参考方向（通常是x轴）逆时针旋转到点的方向。
地理坐标系地理坐标系是用于描述地球上地点的坐标系统。
它使用经度和纬度来表示一个地点的位置。
经度是沿着赤道的角度，纬度是从地球中心到一个点的角度。
地理坐标系提供了一种标准的方式来描述地球上任何地点的位置。
总结测量坐标系是一个重要的概念，它提供了一个有序的参考框架，用于测量物体的位置、方向和大小。
测量中常用的坐标系有哪几种
测量中常用的坐标系有哪几种在测量领域中，坐标系是一个非常重要的概念，用于描述和定位物体在空间中的位置和方向。
不同的测量任务和应用需要使用不同的坐标系。
下面将介绍一些测量中常用的坐标系。
直角坐标系（笛卡尔坐标系）直角坐标系，也称为笛卡尔坐标系，是最常见和最基本的坐标系形式。
它由三个相互垂直的轴组成，通常用于描述平面或三维空间中的位置。
在二维平面上，直角坐标系由X轴和Y轴组成，原点为(0, 0)。
在三维空间中，直角坐标系由X轴、Y轴和Z轴组成，原点为(0, 0, 0)。
直角坐标系通过给定一个点的X、Y和Z坐标值来表示一个位置。
例如，一个点的坐标可以表示为(2, 3)或(2, 3, 4)，其中2表示X轴上的位置，3表示Y轴上的位置，4表示Z轴上的位置。
极坐标系极坐标系是另一种描述平面上位置的坐标系。
它以原点为中心，使用角度和半径两个参数来定位一个点。
极坐标系中，角度通常用弧度表示，表示一个点与X轴正方向之间的旋转角度。
半径表示一个点到原点的距离。
使用极坐标系可以方便地描述某些特定形状的物体，比如圆形。
在某些测量任务中，例如雷达和声纳测量，极坐标系也常常被使用。
地理坐标系地理坐标系是用于在地球表面定位位置的坐标系。
地理坐标系使用经度和纬度两个参数来描述一个位置。
经度表示一个点在东西方向上的位置，以本初子午线（通常为格林尼治子午线）为参考。
经度的取值范围从-180°到180°，东经为正，西经为负。
纬度表示一个点在南北方向上的位置，以赤道为参考。
纬度的取值范围从-90°到90°，北纬为正，南纬为负。
地理坐标系在全球定位系统（GPS）和地图绘制中广泛应用，用于确定地球上任何一个点的精确位置。
本地坐标系本地坐标系是指相对于特定物体或参考物体而言的坐标系。
相对于一个参考物体建立的本地坐标系可以使测量更加精确和方便。
例如，航空航天和汽车工业中常用的局部坐标系是以飞机或汽车为参考，将其位置和方向与自身的坐标系相关联。
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教案首页课程名称：测量坐标系本课时间：主要内容：大地坐标系、平面直角坐标系、高程、空间直角坐标系。
本课重点：大地坐标概念、我国采用的大地坐标系、高程的概念。
已学课程：测量学概述、地球的形状和大小、大地水准面、参考椭球概念。
后续内容：高斯投影概念及高斯平面直角坐标系。
测量坐标系Coordinate Systems of Survey上次课我们学习了测量学的一些基本知识，通过学习我们知道测量的任务之一就是确定点的空间位置；哪么如何来表示点的空间位置呢？在数学上，为了表示点的位置，我们先建立某种坐标系，如平面直角坐标系或极坐标系，然后用一组坐标来表示点在坐标系中的位置；测量上要表示点的空间位置，也要建立坐标系。
由于建立坐标系所依据的基准面和基准线的不同，坐标原点及坐标轴等参数选取的不同，测量中使用的坐标系有很多种。
今天我们就来介绍几个我们测量学中常用的坐标系。
一、地理坐标系Geographic Coordinate System地理坐标系是指用经度、纬度表示地面点位置的球面坐标系，根据建立球面坐标系时采用的基准面与基准线的不同，地理坐标系分为大地坐标系与天文坐标系。
1、大地坐标系Geodetic Coordinate System大地坐标系是以参考椭球面为基准面，以其法线为基准线建立的坐标系，是测量上最重要的坐标系统之一，我们已经有了参考椭球的概念，下面我们再来了解一下与建立大地坐标系有关的参考椭球面上的点线面的基本概念。
⑴参考椭球面上的点线面O点：参考椭球中心。
极点：北极N，南极S。
子午面（meridian plane）：包含参考椭球面短轴NS的平面。
子午线（meridian）：子午面与参考椭球面的交线。
首子午面（first meridian plane）：过英国格林尼治天文台中心G的子午面。
首子午线（first meridian）：首子午面与参考椭球面的交线。
赤道面(equatorial plane)：过参考椭球的中心与短轴正交的平面。
赤道（equator）：赤道面与参考椭球面的交线。
纬线(parallel)：与赤道平行的平面与参考椭球面的交线。
法线（ellipsoidal normal）：过地面点与参考椭球面正交的直线。
⑵大地经度(geodetic longitude)过地面点的子午面与首子午面之间的夹角，称该点的大地经度，从首子午面起算，向东为正，称东经，向西为负，称为西经，测量上一般用L表示，其取值范围为0～±180°⑶大地纬度geodetic latitude过地面点的法线与赤道面的夹角称为该点的大地纬度，从赤道面起算向北为正，称为北纬，向南为负，称为南纬，测量上一般用B表示，其取值范围为0～±90°在测量工作中，地面点在参考椭球面上的投影位置一般用大地坐标L、B表示。
但实际进行观测时，如量距或测角都是以铅垂线为准，因而所测得的数据若要求精确地换算成大地坐标则必须经过改化。
在普通测量中，由于要求的精确程度不必很高，所以可不考虑这种改化。
⑷我国采用的大地坐标系大地坐标系是以参考椭球面及其法线为基准面与线建立的，采用不同的椭球元素，不同的椭球定位方法，建立的坐标系不同。
五十年代初，在我国天文大地网建立初期，鉴于当时的历史条件，采用了克拉索夫斯基椭球元素(a＝6378245m,α＝1：298.3)，并与原苏联1942年普尔科沃坐标系进行联测，通过局部平差计算建立了我国大地坐标系，定名为1954年北京坐标系，其大地原点在原苏联的普尔科沃。
三十多年来，我国按1954年北京坐标系为国防与经济建设提供了大量的测量数据，测制了各种比例尺的地形图。
该坐标系在这个历史时期发挥了应有的作用。
显然，该坐标系在今后一个时期内，在一些部门还将继续使用。
但是，这一坐标系也存在着一些明显的缺点。
如椭球参数有误差，定位有较大偏斜等。
1978年4月，在西安召开了全国天文大地网平差会议，会议对建立我国新的坐标系作了充分的讨论和研究，决定建立新的大地坐标系，并命名为“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的60km处，简称“西安原点”；椭球元素采用了1975年国际大地测量与地球物理联合会(简称IUGG)16届大会推荐的数值：a＝6，378，140m α＝1：298.257采用该元素并经定位后，参考椭球面与我国大地水准面有较好的吻合，加之大地原点改在我国中部，因而全网统一整体平差和推算坐标的精度就更加均匀和精确。
预计到不久的将来，我国将全部正式采用自己建立的适合我们国家的“1980年国家大地坐标系”。
2．天文坐标系Astronomical Coordinate System以大地水准面和铅垂线为基准面与基准线建立的球面坐标系称天文坐标系，在该坐标系中用天文经度，天文纬度表示地面点的位置，如图所示：图中NS为地球自转轴。
由于地面各点的铅垂线方向的不规则性，过地面某点的铅垂线一般不与地球的自转轴相交。
规定过地面点的铅垂线且与地球自转轴平行的平面为该点的天文子午面；过地球质心且与地球自转旋转轴正交的平面为地球赤道面；过格林尼治天文台的天文子午面为起始天文子午面；天文经纬度的定义如下：天文经度：过地面点的天文子午面与起始天文子午面的夹角称天文经度，从首子午面起算，向东为正，称东经，向西为负，称为西经，测量上一般用λ表示。
其取值范围为0～±180°。
天文纬度：过地面点的铅垂线与地球赤道面的夹角称为该点的天文纬度，从地球赤道面起算向北为正，称为北纬，向南为负，称为南纬，测量上一般用φ表示，其取值范围为0～±90°天文坐标系是以客观存在的自然特性为基础建立的。
通过观测合适的天体可以测定地面点的天文经度和天文纬度。
而大地经纬度并不能通过直接观测获得。
由于过地面点的铅垂线一般不与过该点的法线重合，因而地面点大地经纬度与天文经纬度之间也略有差异。
地面点的铅垂线与法线方向的偏差称为“垂线偏差”。
垂线偏差是研究地球形状的重要数据。
也是将大地观测成果归算到参考椭球面上的重要参数。
用天文重力和水准测量的方法可以测定和计算垂线偏差的大小。
二、高程Elevation无论是大地坐标、天文坐标，还是平面坐标，只表示了点在地面上的位置，但点的高低的信息还没有表示，在测量上，用高程来表示点的高低信息。
1、高程定义程系统。
我们测量中通常以大地水准面作为高程的起算面，因此，我们把地面点沿铅垂线方向至大地水准面的距离，称为高程，亦称为海拔或正高，以大地水准面为起算面，其上为正，如图所示。
2、我国的高程系统由于大地水准面是一个理想的面，在实际测量中不易找到其位置，所以高程起算面一般是用对海水验潮求得平均海水面的方法而得到。
我国的验潮站设在青岛；同时又在验潮站附近设一固定点，求得该点的高程，将该点做为全国统一的高程起算点，称为水准原点(levelingorigin)。
我国解放初期，采用1950～1956年验潮资料,求得平均海水面位置,进而测得水准原点的高程为72.289m，此高程系统称为1956年黄海高程系。
由于验潮资料时间周期短，不甚精确；为提高大地水准面的精度，国家又根据青岛验潮站1952-1979年的验潮资料组合成了10个周期为19年的验潮资料，经精确计算，于1985年重新确定了黄海平均海水面的位置和高程原点的高程（72.260米），并决定从1988年起，一律按此原点高程推算全国控制点的高程，称为“1985年国家高程基准”。
可见，我国的验潮资料也为近年来海平面上涨提供了依据。
3、高差同一高程系中，地面两点高程之差称为高差（Difference of elevtion ）。
实际测量中一般是测量未知点与另一个已知高程的点之间的高差来求得未知点高程的；如图中，B 点对A 点的高差h AB =H B -H A ，若已知A 点高程H A ,通过测量得到h AB ，则B 点高程可用H B = H A +h AB 求得。
需要强调的是高差是相对的，一定要冠以正负号。
三、平面直角坐标系 Rectangular Plane Coordinate System实际测量中经常用到平面直角坐标系,如图：值的指出的是，测量中采用的平面直角坐标系与数学上的平面直角坐标系有一些不同，x 、y 轴进行了交换，象限的顺序也随之改变，但是坐标轴与象限的相对关系没变，数学上的所有公式都适用于该坐标系。
测量上在下列两种情况下采用平面直角坐标系：1．局部范围内测量，如建筑中的工程测量，将地球表面近似看成平面，建立平面直角坐标系，用一对坐标（x 、y ）表示点位置，再加上高程H 表示点的高程信息，这样用（x ，y ，H ）就可以表示点的三维坐标。
2．通过地图投影，将参考椭球面投影到平面上，建立参考椭球面上点与平面上点的一一对应关系。
再在投影平面上建立平面直角坐标系，用（x ，y ，H ）表示三维坐标。
四、空间大地直角坐标系 Rectangular Space Coordinate1、参心空间大地直角坐标系如图示：参心空间大地直角坐标系，是以参考椭球中心O 为原点，椭球的短轴为Z 轴，以首子午面与赤道之交线为X 轴，以过参考椭球中心与OXZ 面正交的直线为Y 轴建立起来的右手坐标系。
在此坐标系中地面点M 的坐标用（X M 、Y M 、Z M ）三维坐标表示。
点在此坐标系的坐标可由我们前面讲到的大地坐标系按一定的数学公式计算得到。
h AB2、地心空间大地直角坐标系我们知道人造地球卫星围绕地球运动时，其轨道平面通过地球质心，对他们的跟踪观测采用的坐标系其原点应在（Geocentric Coordinate System）是很必要的。
地心空间大地直角坐标系，是地心坐标系（Geocentric Coordinate System）的一种，常用于卫星大地测量。
地心空间大地直角坐标系以地球质量中心即地心为坐标系原点，X、Y轴在地球赤道平面内，首子午面与赤道平面的交线为X轴，Z轴与地球自转轴相重合，构成右手坐标系。
坐标轴的指向如图所示。
地面点A的空间位置用三维直角坐标x A、y A、z A表示。
需要说明的是，不同的国家和地区其坐标轴的指向有所不同。
GPS定位测量中使用的WGS—84坐标系属于地心坐标系。
测量中使用的坐标系统还有很多，上面介绍的只是几种普通测量中较为常用的坐标系。