独立坐标系统建立方法分解
如何建立地方独立坐标系
如何建立地方独立坐标系要建立地方独立坐标系，需要以下步骤：1.了解现有的坐标系统：在开始建立地方独立坐标系之前，我们需要先了解目前使用的常见坐标系统，主要包括国际标准坐标系统、地理坐标系统和工程坐标系统。
这些坐标系统通常由国际或国家标准机构规定，用于描述和测量地球表面上的位置。
2.选择适当的基准面和投影方式：基准面是建立坐标系的基础，它定义了度量位置的参考点。
基准面的选择应考虑到所建立坐标系的使用目的，如地图制图、测量数据分析等。
同时，还需要选择适当的投影方式，以将三维地球表面的点映射到二维地图上。
3.收集地理控制点数据：地理控制点是已知位置的点，用于确定地方独立坐标系中的起源和比例因子。
收集足够数量和广泛分布的地理控制点是至关重要的，这些点应包括土地边界、地物特征和地形等。
4.进行大地测量和数据处理：大地测量是测量地球表面位置和高程的科学，包括天文测量、地形测量和地理测量等。
通过使用收集的地理控制点数据，进行大地测量和数据处理，可以计算出具体的坐标值和高程信息。
5.确定地方坐标参考系：根据收集的地理控制点数据和测量结果，确定地方独立坐标系的原点、坐标轴方向和比例因子。
这些参数是建立坐标系的关键要素，用于将地方坐标系统与全球标准坐标系统进行转换。
6.创建坐标系转换工具和数据模型：为了使地方独立坐标系能够与其他坐标系统进行转换和集成，需要创建坐标系转换工具和数据模型。
这些工具和模型可以用于在不同坐标系统之间进行地理位置和数据转换。
7.验证和调整坐标系：对建立的地方独立坐标系进行验证和调整是必要的。
验证可包括与已知位置的地理实体进行对比，确保坐标系的准确性和一致性。
调整可包括重新测量地理控制点，以提高坐标系的精度和稳定性。
8.文档化和发布坐标系：最后一步是文档化和发布建立的地方独立坐标系，以便其他使用者能够理解和应用该坐标系。
文档应包括坐标系参数、转换公式、转换工具和数据模型等信息。
总之，建立地方独立坐标系需要全面的数据收集和处理，以及准确的测量和调整。
建立地方独立坐标系的一般方法
建立地方独立坐标系的一般方法摘要:本文介绍了建立一个地方独立坐标系的一些基本方法。
关键词:地方独立坐标系椭球高斯投影中央子午线变形随着社会经济的迅速发展,城乡建设的日新月异。
城乡的基础测绘的更新已变得尤为关键。
测绘事业为城乡的发展和规划提供了最为详尽的基础信息。
随着我国的1954北京坐标系、1980西安坐标系、2000国家大地坐标系的相继使用之后其范围已经覆盖到了我国的所有区域。
成为我国最为基础的测绘基本坐标系。
我们在城乡或工程建设布置控制网、大比例测图、工程放样时,国家基础坐标系是无法满足这些要求的。
这是因为国家基础坐标系每个投影带都是按一定的间隔(60或30)划分,由西向东有规律地分布,其中央子午线不大可能刚好落在每个城乡和工程建设地区的中央。
再者国家坐标系的高程归化面是参考椭球面,各地区的地面位置与参考椭球面都有一定的高差,这将产生高斯投影变形和高程归化变形,经过这两项变形后的长度不可能与实测的长度相等。
因此我们有必要通过采用自选的中央子午线,自选的计算基准面来建立地方独立平面坐标。
1 建立地方坐标系的影响因素当我们在一个椭球面上布设一个测边、测角的控制网,并将其投影到高斯平面上时,我们还需完成的工作包括方向改正、距离改正和大地方位角化算为坐标方位角等三项内容。
因为方向改正、方位角化算其值都是非常小,在这里就不做叙述了。
众所周知,地面测量的长度归算至高斯投影平面上长度应该加的改正数ΔS表示如下: 依(3)我们可以分别计算出每公里长度的投影值在不同高程面上的相对变形(假设Rm=6370.0km)。
很显然,无论从测图、用图或施工放样,都希望ΔS改正数尽量的小,以满足一定的精度要求。
如一般的施工放样的方格网和建筑轴线的测量精度为1/0.5万～1/2万。
因此,由投影归算引起的控制网长度变形应小于施工放样允许误差的1/2所以ΔS/S的限差应小于1/1万～1/4万,即每公里的改正数不大于10cm-2.5cm。
地方独立坐标系统的建立及其实现
地方独立坐标系统的建立及其实现地方独立坐标系统指的是以特定地点为原点，建立起来的地理坐标系统。
它是用来表示地球上其中一特定区域内的位置的方法，相比于全球性的坐标系统，更适用于对具体地理局部的描述和定位，具有更高的精度和实用性。
本文将对地方独立坐标系统的建立及其实现进行探讨。
一、建立地方独立坐标系统的必要性1.提高精度：全球性坐标系统，如GPS坐标系统，虽然能够提供全球范围的位置定位，但对于一些精细的地理描述和定位，精度可能不够。
而建立地方独立坐标系统，可以根据具体区域的特点和需求，提高位置定位和导航的精度。
2.适应特定需求：不同地区有不同的需求，全球性坐标系统无法满足所有的需求。
建立地方独立坐标系统，则可以根据具体区域的需求和应用场景，进行定制化设计，提供更符合实际需求的位置定位和导航方法。
3.降低成本：通过建立地方独立坐标系统，可以降低依赖全球性坐标系统的成本，降低对于卫星信号和网络的依赖，实现更加独立和可靠的位置定位和导航。
二、地方独立坐标系统的建立方法建立地方独立坐标系统需要进行以下步骤：1.确定原点：选择一个特定地点作为坐标系统的原点，例如一些标志性建筑物、地理特征等。
原点的选择需要考虑到其在区域范围内的代表性和易于辨认性。
2.确定坐标轴：确定地理坐标系统的坐标轴，通常选择水平坐标轴和垂直坐标轴。
水平坐标轴可以根据地理方位进行划分，垂直坐标轴可以选择地球表面的高度或者海拔高度。
3.建立参考框架：建立地方独立坐标系统需要选择一个适合的参考框架，例如等经纬度网格、UTM坐标系统等。
参考框架的选择可以根据具体需求和应用场景进行，以获得最优的位置定位和导航精度。
4.数据采集和处理：采集区域内的地理数据，包括地表地貌、建筑物分布、地理特征等，并进行相关的数据处理和转换，将其转化为相应的地理坐标数据。
5.建立地图和标注：利用采集到的地理坐标数据，建立相应的地图，标注出地方独立坐标系统的原点和坐标轴，并进行地图投影等操作，以便进行后续的位置定位和导航。
投影变形大地区船闸工程独立坐标系的建立方法
投影变形大地区船闸工程独立坐标系的建立方法◎ 黄嘉业 中交四航局第三工程有限公司摘 要：在投影变形较大的地区，船闸工程所处流域和地理环境相对比较复杂，因此对工程测量的作业精度要求较高。
工程与城市测量，是需要建立独立坐标系的两类主要场景，不能运用单独的高斯平面坐标系统进行测量作业，会直接影响测量控制网平差计算结果的准确度，因此需要按照工程测量规范等行业技术标准，在施工区域内建立起独立的坐标系统。
本文将着重探究投影变形大地区船闸工程独立坐标系的建立方法。
关键词：投影变形；船闸工程；独立坐标系在船闸工程的施工区域内建立起独立的坐标系统，需要将地面上的测控点与周边国家大地控制点进行联测，重点监测椭圆曲面等投影面、投影带的实际变形情况，并需要精准计算不同坐标系统之间的转换参数。
部分船闸工程的施工区域比较有限，可以在国家坐标系统基础上进行投影变换，满足投影长度变形低于测量规范即可建立独立坐标系。
1.独立坐标系概述在船闸工程的施工现场中，专业测绘团队会依据《城市测量规范》中的技术要求，对地面上两个测控点之间的实测边长值进行误差分析，并与界址点的高斯平面坐标进行对比[1]。
《工程测量规范》与《城市测量规范》都要求平面坐标系统的投影长度变形误差不大于2.5cm/km，但是大部分地区并不能满足此项要求，因此需要建立起独立坐标系统。
船闸工程施工区域内的独立坐标系需要将任意控制点作为起算点和起算方向，并运用地面实测的边角数据进行平差运算。
采用测边测角的方式联测工程项目中的控制点，构成一个三角网格，并进行平差运算，以此来建立坐标框架体系。
将独立坐标系与国家大地控制点进行联测，才能计算出两个坐标系之间的转换参数[2]。
若工程测区在投影变换之后能够满足2.5cm/k m的投影长度变形误差上限，则作为抵偿坐标系统进行施工应用。
区别于传统的高斯投影平面坐标系统，船闸工程的独立坐标系需要精准控制投影长度的变形量。
2.独立坐标系的建立方法广西百色水利枢纽通航设施工程建设规模为2×500吨级船队兼顾1000吨级单船，省水船闸有效尺度为130m×12m×4.7m（有效长度×闸室净宽×门槛水深），省水船闸由上游引航道、上闸首、闸室与两侧省水池、下闸首和下游引航道组成。
工程独立坐标系的建立方法研究
工程独立坐标系的建立方法研究建立工程独立坐标系的方法有以下几个步骤：1.选择坐标原点：首先需要选择一个合适的坐标原点，以方便后续的坐标计算和转换。
一般情况下，可以选择一个具有明确地理特征的点作为坐标原点，比如地球上的一些显著建筑物或地物。
2.确定坐标轴方向：在确定坐标原点之后，需要确定坐标轴的方向。
一般情况下，可以选择水平面上的南北方向作为Y轴正方向，东西方向作为X轴正方向，垂直于水平面的垂直方向作为Z轴正方向。
3.建立坐标网格：根据工程实际需要，可以建立不同精度的坐标网格。
在建立坐标网格之前，需要确定网格的划分方式以及划分的精度。
常用的划分方式有等距离和等面积两种，根据实际需求选择合适的方式。
4.坐标转换：在进行工程测量和计算时，常常需要将测量结果转换到工程独立坐标系中。
这就需要进行坐标转换。
坐标转换的方法有很多，比如正算和反算、七参数和四参数等。
根据不同的测量需求，选择合适的坐标转换方法进行计算。
5.坐标系统的实现和维护：在建立工程独立坐标系之后，需要进行实现和维护工作。
这涉及到监测和修正测量数据，以及处理和分析测量结果的过程。
同时还需要进行坐标系统的更新和调整，以适应地壳运动和地壳形变等因素的影响。
总的来说，建立工程独立坐标系的方法主要包括选择坐标原点、确定坐标轴方向、建立坐标网格、进行坐标转换以及实现和维护等步骤。
这些步骤需要根据具体的工程需求和条件进行调整和改进。
通过合理的建立和使用工程独立坐标系，可以为工程实践提供更加准确和可靠的坐标计算和转换方法。
独立坐标系统建立方法
前言
•
控制测量其成果不仅要满足 大比例尺测图需 要，而且还应满足工程建设的需要，即坐标反算 与实地长度尽可能相符。但国家坐标系是按一定 的间隔(6°或3°)由西向东有规律地分布，同时工程 地区高程与国家坐标系归化面高程有一定的差距, , 这两项称为高斯投影和高程投影改正。建立独立 坐标系的目的就是为了减小高程归化与投影变形 产生的影响，使计算出来的长度在工程放样不需 要做任何改算
三： 投影改正值的变化规律与坐标 系的选取
• 测区中任一点 k 与投影带东西方向上的距离为y，与测 区平均高程的高差为h ， • k 点的大地水准面投影改正为： • 令 可知高差h与投影改正的变化量成正比。 • k点的高斯平面投影改正为： 令 成正比关系，与y 成抛物线的关系。 • 有了上述关系式后，我们就可知道，测区中h和y 允许的 最大值 • 取S= 1 km，d = 25 mm ，设测区任一点与平均高程的高 差允许值 • 由式可以写成
计算高斯投影长度变换因子?选择投影高程基准计算高程投影长度变换系数?计算控制点假带坐标13?测区中任一点与投影带东西方向上的距离为y与测区平均高程的高差为h可知高差h与投影改正的变化量成正比
坐标系统建立方法 坐标系统建立方法 统建立方 李明海
一、投影面与投影带选择理论基础 投影面与投影带选择理论基础 二：投影面与投影带选择具体方法 三： 投影改正值的变化规律与坐标 系的选取 系的选取 四、坐标系统最佳位置分析
(三)选择高程抵偿面的任意带投影
• 影响长度变形的因素，一是高程引起的变形，二是投影引起的 变形。（一）、（二）两种方法分别是改变其中的一种而将综 合变形控制在允许的范围之内的。而此种方法则同时改变了两 种变形量。方法为： • ⑴．用高斯正反算将国家点的平面坐标换算为大地坐标（ B ， L ）；由大地坐标计算点在选定的中央子午线投影带内的直角 坐标（ X ，Y ） 。 • ⑵．选择其中一个点作为不动点 ，保持该点在选定的投影带内 的坐标设为（ , ）不变,其他的国家控制点可以换算到选定的坐 标系中去，公式为： • • 换算后的各点为新独立坐标系里的控制点，这种方法是将测区 的平均高程面作为投影面，测区的中心子午线为中央子午线， 是综和前两种坐标系统的优点的一种任意高斯投影计算平面直 角坐标系，是公路控制测量经常选用的坐标系统。
工程独立坐标系的建立方法讨论
工程独立坐标系的建立方法讨论作者：刘锋来源：《中国科技纵横》2014年第22期【摘要】坐标系统的建立对一项工程来说是一项首先必须进行的工作，坐标系统选择的适当与否关系到整个工程的质量问题，因此对坐标系统的研究是一项非常重要的工作。
文章根据目前工程项目建设的不同，讨论了几种不同坐标系建立的方法。
【关键词】独立坐标坐标换带投影面投影带1 引言不同的工程，可以使用不同的坐标系，普通工程一般使用国家坐标系。
对于线路工程，为使投影长度变形控制在允许的范围之内，需要沿线分段建立坐标系。
当测区控制面积较小，直接把局部地球表面作为平面，可采用假定坐标建立独立平面坐标系。
2 高斯平面直角坐标系的建立大地坐标系是以椭球面为基准面的坐标系，它可以用来确定地面点在椭球面上的位置，但是如果用于大比例尺测图控制网以及工程控制网则不适应。
因此通常是将椭球面上的元素，如大地坐标、长度、方向等转化至平面上，采用平面直角坐标系进行计算。
2.1 高斯投影与高斯平面直角坐标高斯投影是将一椭圆柱面横套在地球椭球体外面，并与某一条子午线相切，椭圆柱的中心轴通过椭球体中心，然后用一定的投影方法将中央子午线两侧各一定经差范围内的地区投影到椭圆柱面上，再将此柱面展开即成为投影面。
在投影面上，中央子午线和赤道的投影都是直线，并且以中央子午线和赤道的交点O作为坐标原点，以中央子午线的投影为纵坐标轴，以赤道的投影为横坐标轴，这样便形成了高斯平面直角坐标系。
2.2 坐标的换带计算由于中央子午线的经度不同，使得椭球面上统一的大地坐标系，变成了各自独立的平面直角坐标系，就需要将一个投影带的平面直角坐标系，换算成另外一个投影带的平面直角坐标，称为坐标换带。
坐标换带计算方法是先根据第一带的平面坐标x，y和中央子午线的经度L。
按高斯反算公式求得大地坐标B，L然后根据B，L和第二带的中央子午线经度按高斯正算公式求得在第二带中的平面坐标。
3 独立坐标系统的建立建立独立坐标系的主要目的就是为了减小高程归化与投影变形产生的影响，必须将它们控制在一个微小的范围内，使计算出来的长度在实际利用时不需要做任何改算。
RTK测量中如何建立独立坐标系的
RTK测量中独立坐标系的建立向垂规（xx水利水电勘察设计研究院）摘要：介绍GPS-RTK测量xxWGS-84大地坐标系与独立坐标系转换的方法及南方测绘工程之星数据处理xx坐标转换的方法，同时结合工程实例予以验证。
关键词：GPS-RTK测量；WGS-84大地坐标系；独立坐标系；坐标转换1 引言在水利工程测量中，多数情况下工程所处位置地形复杂，交通不便，通视条件较差，采用以xx、全站仪测量为代表的常规测量常常效率低下。
随着GPS-RTK测量系统的使用，由于它具有观测速度快，定位精度高，经济效益高等特点，现在我院多数水利工程测量都是采用RTK测量技术来完成。
对于GPS-RTK系统来说，由于它采用的是WGS-84固心坐标系，而在实际工程应用中，由于顾及xx变形、高程异常等影响而采用独立坐标系，这就需要将RTK测量采集的数据在两坐标系中进行转换。
2 国家坐标系及独立坐标系的建立2.1 国家坐标系的建立在我国，由于历史原因先后采用不同的参考椭球体和大地起算数据而形成多个国家坐标系，主要国家坐标系有1954xx坐标系、1980xx 坐标系、2000国家坐标系和WGS-84坐标系。
前两个是参心坐标系，后两个是固心坐标系。
由于他们采用不同的椭球体参数，所以地面上同一个点在不同的坐标系中有不同的坐标值。
国家坐标系的主要作用是在全国建立一个统一的平面和高程基准，为发展国民经济、空间技术及国防建设提供技术支撑，也为防灾、减灾、环境监测及当代地球科学研究提供基础资料。
2.2 独立坐标系的建立在工程应用中，由于起算数据收集困难、测区远离中央xx及满足特殊要求等诸多原因，如在水利工程测量中，常要测定或放样水工建筑物的精确位置，要计算料场的土石方贮量和水库的库容。
规范要求投影xx变形不大于一定的值（如《工程测量规范》为2.5cm/km,《水利水电工程测量规范（规范设计阶段）》为5.0cm/km）。
如果采用国家坐标系统在许多情况下（如高海拔地区、离中央xx较远地方等）不能满足这一要求，这就要求建立地方独立坐标系。
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一、投影面与投影带选择理论基础 二：投影面与投影带选择具体方法 三： 投影改正值的变化规律与坐标 系的选取 四、坐标系统最佳位置分析
前言
•
控制测量其成果不仅要满足 大比例尺测图需 要，而且还应满足工程建设的需要，即坐标反算 与实地长度尽可能相符。但国家坐标系是按一定 的间隔(6°或3°)由西向东有规律地分布，同时工程 地区高程与国家坐标系归化面高程有一定的差距, 这两项称为高斯投影和高程投影改正。建立独立 坐标系的目的就是为了减小高程归化与投影变形 产生的影响，使计算出来的长度在工程放样不需 要 假 带坐标系就是在控制点坐标的坐标数字与标准带非常相近， 但是本质上却满足《规范》对投影变形的要求。在高等级公路 项目中，采用假带坐标系的话，公路占地图等与国家标准投影 坐标系的位置基本一致，方便直观。方法为 • 测区选择不动点 .计算高斯投影长度变换因子 • 选择投影高程基准,计算高程投影长度变换系数 • 计算控制点假 带坐标
四、坐标系统最佳位置分析
• 2）将中央子午线设在测区中心后，还需考虑投影面的位 置。当测区地形起伏较大而相对范围较小的地区，将投影 面设在测区的平均高程面上是一种比较好的方法。 • 但是对于地形平坦而范围相对较大的测区，取平均高程面 作投影面并不是理想的选择。选择最佳投影面位置的基本 方法是： • 由于高斯平面投影始终为正值，中央子午线设在测区中心， 则高斯平面投影改正最小值就在测区中心，其值为0 。这 时应考虑将投影面尽可能的下移使在椭球面上投影改正为 负值以尽可能的控制最大的测区范围。具体要求是： • 测区中心处的参考椭球面投影改正值不超过其允许值h； • 测区边缘两项改正之和不超过其允许值d。
四、坐标系统最佳位置分析
• 设测区中心地区的高程为 ，测区边缘与中心处的 高差为 当整个测区地形条件允许时，投影面的 最佳位置为。 • 测区边缘的大地水准面投影改正为： • 两项改正之和为： • ： • 当测区地形平坦的时， 。这样尽可能的 加大测区范围，对于大型公路工程测量工作具有 重要意义。
五 总结
一、投影面与投影带选择理论基础
• • • • (一)：长度变形产生的原因 (1)实测边长归算到参考椭球体面上的变形影响 ⑵将椭球面边长归算到高斯投影面上的变形影响 Y为归算边横坐标均值。《规范》要求投影边相对变形每公里不大于2 .5cm。
（二）工程测量投影面和投影带选择
• ⑴ 在满足《规范》精度要求的前提下，可采用国家统一高斯平面直角 坐标系。 • ⑵当边长经过两次归算投影后不能满足《规范》精度要求时，可采用 以下方法实现：① 选择合适高程参考面，以抵偿分带投影变形；② 移动中央子午线以抵偿边长归算到椭球面上的高程投影变形；③改变 ， 来抵偿两项归算改正变形
二：投影面与投影带选择具体方法
• （一）选择合适的 高程参考面，以抵偿分带投影变形 • 投影长度变形为零即： 可以得到 • 相对变形为：
（二）移动中央子午线改变 ，以抵偿边长的投影变 形
• 根据综合相对变形 知，测区中心离子午线的距离 y 的 选择与允许相对误差和测区的平均高程有关 • 将长度综合变形的允许值1：4万代入上式，即可得：
• 当测量具有较大的跨度性，当采用国家统一坐标系统时， 往往会因为投影长度变形超限而不能满足工程需要，就需 要考虑建立独立坐标系统。独立坐标系统的建立是使高斯 投影长度变形控制在《规范》精度要求的范围之内。这时 就需要对抵偿高程面的最佳位置以及中央子午线的最佳位 置进行分析讨论。当采用抵偿高程面作投影面建立独立坐 标系统时，不但要考虑测区距中央子午线的位置和测区的 平均高程还要仔细分析测区的高低起伏情况以及测区的大 小。当以测区中心为中央子午线建立独立坐标系统时应尽 可能地下移投影面的位置，从而使测区范围尽可能地扩大。 当线路由于过长而跨越几个投影带时，采用一个坐标系统 就不能满足工程需要，这时就需要建立多个坐标系统，并 且要进行相邻投影带之间的换带计算以达到多个坐标系统 之间的统一。
四、坐标系统最佳位置分析
• 150 km ，则 =15.7 mm ，可 得： ，这对测区的范围要求是非 常严格的，因此，在山区测量时应特别注意。 • 建立独立坐标系统，选择中央子午线和投影面的 位置时，要保证测区中任一点的两项投影改正之 和不超过1：4万的精度要求即可，即：： • 根据上式分析可知： • （1）一般情况下，采用抵偿高程面建立坐标系统 是一种简便实用的方法。但在测区距中央子午线 较远，测区范围或地形起伏比较大时，这种方法 就需要仔细的分析和准确的计算。
三： 投影改正值的变化规律与坐标 系的选取
• 测区中任一点 k 与投影带东西方向上的距离为y，与测区 平均高程的高差为h ， • k 点的大地水准面投影改正为： • 令 可知高差h与投影改正的变化量成正比。 • k点的高斯平面投影改正为： 令 成正比关系，与y 成抛物线的关系。 • 有了上述关系式后，我们就可知道，测区中h和y 允许的 最大值 • 取S= 1 km，d = 25 mm ，设测区任一点与平均高程的 高差允许值 • 由式可以写成
(三)选择高程抵偿面的任意带投影
• 影响长度变形的因素，一是高程引起的变形，二是投影引起的变形。 （一）、（二）两种方法分别是改变其中的一种而将综合变形控制在 允许的范围之内的。而此种方法则同时改变了两种变形量。方法为： • ⑴．用高斯正反算将国家点的平面坐标换算为大地坐标（ B ，L ）； 由大地坐标计算点在选定的中央子午线投影带内的直角坐标（ X ， Y）。 • ⑵．选择其中一个点作为不动点 ，保持该点在选定的投影带内的坐标 设为（ , ）不变,其他的国家控制点可以换算到选定的坐标系中去， 公式为： • • 换算后的各点为新独立坐标系里的控制点，这种方法是将测区的平均 高程面作为投影面，测区的中心子午线为中央子午线，是综和前两种 坐标系统的优点的一种任意高斯投影计算平面直角坐标系，是公路控 制测量经常选用的坐标系统。