坐标系、坐标系统及坐标转换概要

（2）空间直角坐标系
坐标原点位于参考椭球的
中心。
X 轴指向起始子午面与赤道
的交点；
Z轴指向参考椭球的北极 Y 轴位于赤道面上，且按右
手系与X轴成90°夹角。
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二、测量坐标系的分类
（3）平面直角坐标
投影变换，将空间坐标 通过某种数学变换映射 到平面上，这种变换又 称投影变换。 投影变换有很多，如 UTM投影、Lambuda 投影等，在我国采用的 最多的是高斯克吕格投 影。
WGS-84
ITRF-2000 PZ-90 中国2000
6378137.0
6378137.0 6378136.0
7.292115 105
7.292115 105 7.292115 105
6378137.0 1:298.25722
3986004 .418108
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二、测量坐标系的分类
大地高度是空间的点沿参考
椭球的法线方向与参考椭球 面的距离。 13
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二、测量坐标系的分类
大地坐标系采又称地理坐标系，可以表示地球上任何一点
的位置。
通过格林尼治天文台子午环中心的子午线作为本初子午
线。
参考椭球不同得到的经纬度也是不一样的。
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二、测量坐标系的分类
在测量中根据研究对象的不同主要分为两类：
天球坐标系和地球坐标系。
天球坐标系用来描述天体的位置，与地球自转无关，是一种惯性系。
地球坐标系用来描述地面点的位置，随同地球自转。
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二、测量坐标系的分类
1、天球坐标系
天球坐标系分为天球球面坐标系和天球直角坐标系。
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三、我国常用的测量坐标系统
我国常用的测量坐标系统有：
WGS-84世界大地坐标系 1954年北京坐标系
（The WGS-84 Coordinate System）
（Beijing Geodetic Coordinate System 1954）
1980国家大地坐标系 地方独立地坐标系
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二、测量坐标系的分类
2、地球坐标系
三种表达形式： （1）空间大地坐标系（地理坐标系）
空间大地坐标系采用大地纬度（ B ）、大地经度（ L ）和
大地高来描述空间位置。
大地经度是空间的点与参
考 椭球的自转轴法线与参 考椭球的起 始子午面的夹 角。 大地纬度是空间的点沿参考 椭球面的法线与赤道面的夹 角。
坐标系种类及坐标转换
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一、坐标系基本概念
坐标系
坐标系是指描述空间位置的表达形式。
坐标系种类
坐标系的种类很多，在数学当中按表达方式的不同分为:笛卡尔直角 坐标系、球面坐标系(或称球坐标系)、平面极坐标系和柱面坐标系(或称 柱坐标系)等。
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二、测量坐标系的分类
（2）参心坐标系
参心坐标系的原点与某一地区或某个国家所采用的参考椭
球中心重合。
建立一个参心坐标系，通常包括以下几个内容：
（1）确定参考椭球体的形状和大小； （2）确定参考椭球中心的位置（参考椭球定位）； （3）确定坐标轴的方向（定向）； （4）确定大地原点的大地经纬度。
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二、测量坐标系的分类
目前主要的地心坐标系
坐标系 a (m)
f
1:298.25722
1:298.25722 1:298.25784
GM (m3 / s 2 )
3986004 .418108
3986004 .418108
3986004 .4 108
(rad / s)
7.292115 105
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二、测量坐标系的分类
2、地球坐标系
地球坐标系根据原点的不同，即参考椭球的不
同分为地心坐标系和参心坐标系。
以上两类都有以下几种表达方式：
空间大地坐标系，即大地经纬度（B,LH）形式； 空间直角坐标系，即三维空间坐标（X,Y,Z）形式； 投影平面直角坐标系，即二维平面坐标（x，y，h）形式
平面直角坐标系是利用
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三、我国常用的测量坐标系统
坐标系统由坐标系和基准两方面要素构成。
坐标系是指描述空间位置的表达形式。
WGS-84、北京54、西安80都可以用（B,L,H）和（X,Y,Z）表示。
基准是指为描述空间位置而定义的点线面。
大地测量基准是指用以描述地球形状的地球椭球参数，包含描述 地球椭球几何特征的长短半轴和物理特征的有关参数、地球在空间 的定位及定向以及描述这些位置所采用的单位长度的定义 。
二、测量坐标系的分类
地心坐标系和参心坐标系的区别
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二、测量坐标系的分类
（1）地心坐标系
建立一个地心坐标系，通常包括以下几个内容：
确定地球椭圆体：它的大小和形状要同大地球体最佳吻合； 地心的定位和定向：坐标系原点位于地球(含海洋和大气)的质 心，定向为国际时间局(BIH)测定的某一历元的协议地极 (CTP)和零子午线； 采用广义相对论下某一局部地球框架内的尺度作为测量长度的 尺度。
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二、测量坐标系的分类
（1）天球球面坐标系
原点：地球质心 赤经α：天体子午面与春分点子午面的夹角 赤纬δ：天体与地心联线和天球赤道面的夹角面的夹角 向径r：天体与地心的距离
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二、测量坐标系的分类
（2）天球空间直角坐标
原点：地球质心 Z轴：指向北天极 X轴：指向春分点 Y轴：与X、Z轴构成右手坐标系
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二、测量坐标系的分类
2、地球坐标系
地心坐标系：坐标原点位于地球质心
地心坐标系适用于全球应用
参心坐标：坐标原点不位于地球质心
参心坐标系适用于局部应用

有利于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

有利于参心坐标系的保密
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注:以上是标准名称。
（National Geodetic Coordinate System 1980）
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三、我国常用的测量坐标系统
（一）、 WGS-84坐标系
WGS-84坐标系是一个地心坐标系。由美国国防部制图