坐标方位角计算
工程测量中坐标方位角计算公式
工程测量中如何计算坐标方位角？
工程测量中坐标方位角计算是测量过程中非常重要的一项工作，
它不仅能够精确测算点位之间的距离和方向，还能够在工程项目中起
到指导作用。
那么，在实际操作中，我们应该如何计算坐标方位角呢？
首先，我们需要确定测量点位的基准点和目标点，并使用仪器进
行测量。
在取得测量数据之后，我们可以利用以下公式进行坐标方位
角的计算：
tanθ = (E2 - E1) / (N2 - N1)，其中E1和E2为基准点和目标
点的东坐标，N1和N2为基准点和目标点的北坐标。
在进行计算时，需要注意以下几点：
1.计算中的角度应该以北为0度，逆时针旋转为正向。
2.坐标位置的表示需要考虑到坐标系的不同，因此应根据不同的
坐标系进行转换。
3.在测量时，应该尽可能使用高精度的仪器，减小误差的产生。
通过以上几点的注意事项，我们可以更加准确地进行坐标方位角
的计算，为工程项目的实施提供可靠的测量数据和指导意见。
已知两个坐标求坐标方位角的公式是
已知两个坐标求坐标方位角的公式是在地理和导航领域中，坐标方位角是指从一个给定坐标点到另一个目标坐标点的方向角度。
在导航和定位系统中，方位角是非常重要的参数，可以用来确定目标位置相对于原点的方向。
计算坐标方位角的公式可以帮助我们快速准确地确定目标位置的方向。
坐标方位角的计算可以使用三角函数来实现。
下面是计算坐标方位角的公式：设已知坐标点A的经度为lon A，纬度为lat A，坐标点B的经度为lon B，纬度为lat B。
则坐标点A到坐标点B的方位角（以正北方向为0度，顺时针旋转）可以通过以下公式来计算：$$ \\Delta \\lambda = lon_B - lon_A $$$$ Y = \\sin(\\Delta \\lambda) \\cdot \\cos(lat_B) $$$$ X = \\cos(lat_A) \\cdot \\sin(lat_B) - \\sin(lat_A) \\cdot \\cos(lat_B) \\cdot \\cos(\\Delta \\lambda) $$$$ \\theta = \\arctan\\left(\\frac{Y}{X}\\right) $$其中，$\\Delta \\lambda$表示经度差值，X和Y是中间变量，$\\theta$表示方位角。
需要注意的是，上述公式中的经纬度均采用弧度制表示，因此在计算前需要将经纬度转换为弧度。
转换方法如下：$$ \\text{Radian} = \\text{Degree} \\times \\frac{\\pi}{180} $$在实际应用中，通常使用计算机编程语言的库函数来计算三角函数和角度转换。
以下是一个Python示例代码，展示了如何根据给定的坐标求得方位角：import mathdef calculate_bearing(lat_a, lon_a, lat_b, lon_b):# 将经纬度转换为弧度lat_a_rad = math.radians(lat_a)lon_a_rad = math.radians(lon_a)lat_b_rad = math.radians(lat_b)lon_b_rad = math.radians(lon_b)delta_lon = lon_b_rad - lon_a_rady = math.sin(delta_lon) * math.cos(lat_b_rad)x = math.cos(lat_a_rad) * math.sin(lat_b_rad) - math.sin(lat_a_rad)* math.cos(lat_b_rad) * math.cos(delta_lon)bearing = math.atan2(y, x)# 将弧度转换为角度bearing_deg = math.degrees(bearing)return bearing_deg上述代码中的calculate_bearing函数接受四个参数，分别为点A和点B的经度和纬度。
坐标方位角计算公式过程
坐标方位角计算公式过程
一、坐标方位角的定义。
在平面直角坐标系中，从某点的坐标纵轴方向的北端起，顺时针量到目标方向线间的水平夹角，称为该点的坐标方位角，其取值范围是0° - 360°。
二、坐标方位角计算公式推导过程。
1. 已知两点坐标计算坐标方位角。
- 设A(x1,y1)、B(x2,y2)为平面直角坐标系中的两点。
- 首先计算Δx=x2 - x1，Δy=y2 - y1。
- 然后根据正切函数计算反正切值tanα=(Δ y)/(Δ x)，这里得到的α是一个锐角（- 90^∘<α<90^∘）。
- 接下来需要根据Δ x和Δ y的正负来确定坐标方位角β：
- 当Δ x>0，Δ y≥slant0时，坐标方位角β=α。
- 当Δ x = 0，Δ y>0时，坐标方位角β = 90^∘。
- 当Δ x<0时，坐标方位角β=α + 180^∘。
- 当Δ x>0，Δ y<0时，坐标方位角β=α+360^∘（也可写成β = α - 360^∘，目的是将其转化到0° - 360°范围内）。
例如，已知A点坐标为(1,1)，B点坐标为(3,3)，则Δ x=3 - 1=2，Δ y=3 - 1 = 2，tanα=(2)/(2)=1，α = 45^∘，因为Δ x>0，Δ y≥slant0，所以坐标方位角β = 45^∘。
再如，已知A点坐标为(1,1)，B点坐标为(-1,3)，Δ x=-1 - 1=-2，Δ y=3 - 1=2，tanα=(2)/(-2)=- 1，α=-45^∘，由于Δ x<0，所以坐标方位角β=-45^∘+180^∘=135^∘。
测量坐标方位角计算
测量坐标方位角计算坐标方位角是指一个点相对于原点的方向角度。
测量坐标方位角是非常重要的，特别是在地理测量、导航以及机器人控制等领域。
在这篇文章中，我将解释测量坐标方位角的原理和方法，并提供一些实际应用的示例。
首先，坐标方位角是以正北方向为参考的，顺时针方向测量。
通常用一个角度值表示，范围从0度到360度。
0度表示正北方向，90度表示正东方向，180度表示正南方向，270度表示正西方向。
方位角 = arctan(y / x)其中，y是点相对于原点在y轴上的坐标值，x是点相对于原点在x轴上的坐标值，arctan是反正切函数。
这个公式的推导过程比较简单。
假设原点为O，目标点为A，OA的长度为r，目标点的坐标为(x, y)。
那么，根据三角函数的定义，tan(方位角)等于直角三角形的对边长度y除以临边长度x，即tan(方位角) = y / x。
而反正切函数就是这个比值的反函数，即arctan(y / x)。
在实际应用中，可以使用计算机程序来计算坐标方位角。
许多编程语言和软件包都提供了计算三角函数的函数或方法。
比如，在Python中，可以使用math库中的atan2函数来计算坐标方位角。
这个函数接受两个参数，y和x，然后返回坐标方位角的弧度值。
要转换为角度值，可以再将弧度值乘以180并除以π，即angle = atan2(y, x) * 180 / π。
除了使用三角函数，还可以使用向量运算来计算坐标方位角。
假设有两个向量，一个是原点指向目标点的向量A，一个是x轴的单位向量B。
那么，两个向量的夹角就是坐标方位角。
具体而言，可以使用以下公式来计算坐标方位角：方位角= arccos(A · B / (，A，× ，B，))其中，A · B表示向量A和向量B的内积，A，和，B，分别表示向量A和向量B的长度，arccos是反余弦函数。
当然，以上只是理论上的计算方法，实际上还需考虑一些附加因素。
测量坐标方位角计算
测量坐标方位角计算在数学和物理学中，坐标方位角是指从参考方向（通常为正方向）开始逆时针旋转到目标方向所需的角度。
这个术语通常用于描述平面坐标系中的点。
为了测量坐标方位角，可以使用以下步骤：Step 1：确定参考方向在测量坐标方位角之前，需要确定参考方向。
这通常是正方向，可以选择为x轴或y轴的正方向。
例如，可以选择x轴的正方向作为参考方向。
Step 2：计算向量坐标方位角涉及到从参考方向到目标方向的旋转角度。
为了计算旋转角度，需要先计算从参考方向到目标方向的向量。
可以使用下面的公式来计算向量的分量：v_x=x-x_0v_y=y-y_0其中，(x_0,y_0)是参考点的坐标，(x,y)是目标点的坐标。
Step 3：计算方位角一旦计算出向量的分量，可以使用向量的分量来计算方位角。
可以使用反正切函数来计算角度。
反正切函数的定义如下：θ = atan2(v_y, v_x)其中，θ表示方位角，atan2(是一个数学函数，用于计算反正切。
Step 4：转换为度数在计算方位角后，结果通常以弧度表示。
如果需要以度数表示，可以将方位角乘以180并除以π（π是圆周率）。
θ_degrees = θ * 180 / π这样就得到了以度数表示的方位角。
总结：测量坐标方位角的步骤包括确定参考方向，计算向量的分量，使用反正切函数计算方位角，然后将结果转换为度数。
这个过程可以帮助我们找到从参考方向到目标方向的旋转角度。
坐标方位角的概念在很多领域中都有应用，例如导航、无人机操作和图形设计。
坐标,方位角计算公式
坐标,方位角计算公式坐标方位角=磁方位角+(±磁坐偏角)。
方位角是卫星接收天线，在水平面上转0°-360°。
设定方位角时，抛物面在水平面上左右移动。
方位角（方位角，缩写为Az）是用于测量平面中物体之间的角度差的方法之一。
它是从点的北方向顺时针方向和目标方向之间的水平角度。
一、计算方法1、按给定的坐标数据计算方位角αBA、αBPΔxBA=xA-xB=+123.461m；ΔyBA=yA-yB=+91.508m；由于ΔxBA>0，ΔyBA>0；可知αBA位于第Ⅰ象限，即αBA=arctg=36°32'43.64"；ΔxBP=xP-xB=-37.819m；ΔyBP=yP-yB=+9.048m；由于ΔxBP<0，ΔyBP>0；公式计算出来的方位角，可知αBP位于第Ⅱ象限。
αBP=180o-α=180o-arctg=180o-13o27'17.33"=166°32'42.67"；此外，当Δx<0，Δy<0；位于第Ⅲ象限，方位角=180°+arctg；当Δx>0，Δy<0；位于第Ⅳ象限，方位角=360°-arctg。
2、计算放样数据∠PBA、DBP∠PBA=αBP-αBA=129°59'59.03"。
3、测设时，把经纬仪安置在B点，瞄准A点，按顺时针方向测设∠PBA，得到BP方向，沿此方向测设水平距离DBP，就得到P点的平面位置。
当受地形限制不便于量距时，可采用角度交会法测设放样点平面位置上例中，当BP间量距受限时，通过计算测设∠PAB、∠PBA来定P点。
根据给定坐标计算∠PAB；ΔxAP=xP-xA=-161.28m；ΔyAP=yP-yA=-82.46m；αAP=180°+arctg=207°4'47.88"；又αAB=180°+αBA=180°+36°32'43.64"=216°32'43.64"；∠PAB=αAB-αAP=9°27'55.76"。
坐标方位角的推算
使用时的注意事项
01
02
03
了解精度限制
在使用坐标方位角推算结 果前，应了解其精度限制， 避免误用。
注意适用范围
不同坐标系、不同计算方 法得到的坐标方位角可能 存在差异，使用时应明确 适用范围。
定期校准
对使用的设备和软件进行 定期校准和维护，确保其 性能和准确性。
05
总结与展望
总结
坐标方位角的概念
02
坐标方位角的计算方法
计算公式
坐标方位角计算公式
arctan((y2-y1)/(x2-x1))。其中，(x1, y1)和(x2, y2)分别为两个已 知点的平面直角坐标。
真方位角计算公式
arctan((y2-y1)/(x2-x1)) + (如果 x2 > x1，则取0°，否则取180°)。
磁方位角计算公式
应用领域的拓展
随着人们对地理信息和位置服务的不断需求，坐标方位角的 应用领域也将不断拓展。例如，在智能交通、城市规划、环 境保护等领域中，坐标方位角将发挥更加重要的作用。
展望
与其他技术的结合
坐标方位角可以与其他技术结合使用 ，例如与GIS技术、遥感技术、人工智 能等技术的结合，可以实现更加复杂 和精细的地理信息处理和应用。
THANKS
感谢观看
将点A和点B的坐标代入坐标方位角计算公式，得到arctan((8-4)/(6-3)) = arctan(4/3) = 53.13°。
因此，AB的坐标方位角为53.13°。
03
坐标方位角的应用
在地图导航中的应用
确定方向
坐标方位角是地图上两点之间的方向线与正北方向的夹角，通过计算坐标方位 角，可以确定地图上任意两点之间的相对方向，从而在地图导航中确定正确的 路径。
坐标测量角度及方位角计算
基本计算公式：
sinα=对边/斜边sinα=A/C
cosα=邻边/斜边cosα=B/C
tgα=对边/邻边tgα=A/B
ctgα=邻边/对边ctgα=B/A
B
一、根据其中一个已知坐标点做原点，作坐标系图。
二、根据已知第二坐标点与假定原点坐标的差值确定其所在象限位置。
三、根据第二已知坐标点与假定原点的差值计算第二已知坐标点与假定原点的夹角。
四、根据夹角象限位置+或—180度//90度。
（第四象限减180度，第二象限减90度，第三象限减360度）
五、根据需测坐标数据计算其与假定原点的差值。
六、根据差值计算需测坐标与假定原点的夹角。
七、根据象限位置加+减—已知坐标与假定原点的夹角。
八、得出已知第二坐标与需测坐标的夹角。
九、根据坐标计算假定原点与需测坐标的距离。
十、根据计算结果与经纬仪测定需测坐标的位置。
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二 计算坐标与坐标方位角的基本公式 控制测量的主要目的是通过测量和计算求出控制点的坐标，控制点的坐标是根据边长及方位角计算出来的。
下面介绍计算坐标与坐标方位角的基本公式，这些公式是矿山测量工中最基本最常用的公式。
一、坐标正算和坐标反算公式 1．坐标正算
根据已知点的坐标和已知点到待定点的坐标方位角、边长计算待定点的坐标，这种计算在测量中称为坐标正算。
如图5—5所示，已知A 点的坐标为A x 、A y ，A 到B 的边长和坐标方位角分别为AB S 和AB α，则待定点B 的坐标为
AB
A B AB A B y y y x x x ∆+=∆+= ｝
（5—1） 式中
AB x ∆ 、AB y ∆——坐标增量。
由图5—5可知
AB
AB AB AB AB AB S y S x ααsin cos =∆=∆ ｝
（5—2） 式中
AB S ——水平边长；
AB α——坐标方位角。
将式（5-2）代入式（5-1），则有
AB
AB A B AB AB A B S y y S x x ααsin cos +=+= ｝
（5—3）
当A 点的坐标A x 、A y 和边长AB S 及其坐标方位角AB α为已知时，就可以用上述公式计算出待定点B 的坐标。
式（5—2）是计算坐标增量的基本公式，式（5—3）是计算坐标的基本公式，称为坐标正算公式。
从图5—5可以看出AB x ∆是边长AB S 在x 轴上的投影长度，
AB y ∆是边长AB S 在
y 轴上的投影长度，边长是有向线段，是在
实地由A 量到B 得到的正值。
而公式中的坐标方位角可以从0°到360°变化，根据三角函数定义，坐标方位角的正弦值和余弦值就有正负两种
情况，其正负符号取决于坐标方位角所在的象限，如图5—6所示。
从式（5—2）知，由于三角函数值的正负决定了坐标增量的正负，其符号归纳成表5—3。
图5—5 坐标计算图5—6 坐标增量符号
表5—3 坐标增量符号表
坐标方位角
（°）所在象限坐标增量的正
负号
⊿x ⊿y
0～90
90～180
180～270
270～Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
＋
－
－
＋
＋
＋
－
－
例 1 已知A 点坐标A x =100.00m ，A y =300.10m ；边长
AB s =100m ，方位角AB α=330°。
求
B 点的坐标B x 、B y 。
解：根据公式（5—3）有
m
s y y m s x x AB AB A B AB AB A B 6.249330sin 1001.300sin 1.186330cos 100100cos =︒⋅+=+==︒⋅+=+=αα
2、坐标反算
由两个已知点的坐标计算出这两个点连线的坐标方位角和边长，这种计算称为坐标反算。
由式（5—1）有 A
B AB A B AB y y y x x x -=∆-=∆ ｝
（5—4）
该式说明坐标增量就是两点的坐标之差。
在图5—5中AB x ∆ 表示由A 点到达B 点的纵坐标之差称纵坐标增量；
AB y ∆表
示由A 点到B 点的横坐标之差称横坐标增量。
坐标增量也有正负两种情况，它们决定于起点和终点坐标值的大小。
在图5—5中如果A 点到B 点的坐标已知，需要计算AB 边的坐标方位角AB α和边长时AB S ， 则有
AB
AB
A B A B AB x y x x y y ∆∆=--=
αtan
AB
AB
AB AB AB y x S ααsin cos ∆=
∆=
｝
(5—5)
或
()()22AB AB AB y x S ∆+∆=
公式（5—5）称为坐标反算公式。
应当指出，使用公式（5—5）中第一式计算的角是象限角R ，应根据⊿x 、⊿y 的正负号，确定所在象限，再将象限角换算为方位角。
因此公式（5—5）中的第一式还可表示为： AB
AB
A B A B AB x y
x x y y R ∆∆=--=arctan arctan
例2．已知A x =300m,
A y =500m,
B x =500m,B y =300m,
求A 、B 二点连线的坐标方位角AB α和边长AB S 。
解：由公式（5-5）有
)1arctan(300
500500
300arctan arctan
-=--=--=A B A B AB x x y y R 因为AB x ∆为正 、AB y ∆为负，直线AB 位于第四象限。
所以
︒=45NW R AB
根据第四象限的坐标方位角与象限角的关系得：
︒=︒-︒=31545360AB α
AB 边长为：
m y y x x S A B A B AB 8.282)500300()300500()()(2222=-+-=-+-=
坐标正算公式和坐标反算公式都是矿山测量中最基本的公式，应用十分广泛。
在测量计算时，由于公式中各元素的数字较多，测量规对数字取位及计算成果作了规定。
例如图根控制点要求边长计算取至毫米；角度计算取至秒；坐标计算取至厘米。
二、坐标方位角的推算公式
由公式（5-2）知，计算坐标增量需要边长和该边的坐标方位角两个要素，其中边长是
在野外直接测量或通过三角学的公式计算得到的，坐标方位角则是根据已知坐标方位角和水平角推算出来的。
下面介绍坐标方位角的推算公式。
如图5-7所示，箭头所指的方向为“前进”方向，位于前进方向左侧的观测角称为左观测角，简称左角；位于前进方向右侧的角称为右观测角，简称右角。
1.观测左角时的坐标方位角计算公式
在图5—7与5—8中，已知AB边的方位角为
α，左β为
AB
左观测角，需要求得BC边的方位角
α。
左β是外业观测得到
BC
的水平角，从图上可以看出已知方位角
α与左观测角左β之
AB
和有两种情况：即大于180°或小于180°。
图5—7中为大于180°的情况，图5—8中为小于180°的情况。
图5—7坐标方位角推算 图5—8坐标方位角推算
从图5—7可知，BC 边的坐标方位角为
180-+=左βααAB BC
从图5—8可知，BC 边的坐标方位角为
180++=左βααAB BC
综上所述两式则有
180±+=左后前βαα （5—6）
式（5-6）是按照边的前进方向，根据后一条边的已知方位角计算前一条边方位角的基本公式。
公式说明：导线前一条边的坐标方位角等于后一条边的坐标方位角加上左观测角，其和大于180°时应减去180°，小于180°时应加上180°。
2.观测右角时的坐标方位角计算公式
从图5-7 或图5-8可以看出 右左ββ-= 360 将该式代入式(5- 6),得
360)180(+±-=右后前βαα
当方位角大于360°时，应减去360°，方向不变。
所以上式变为
180±-=右后前βαα
（5—7）
上式说明：导线中，前一条边的坐标方位角等于后一条边的坐标方位角减去右观测角，
其差大于180°时应减去180°，小于180°时应加上180°。
使用式（5-6）与(5-7)时，还应注意相应两条边的前进方向必须一致，计算结果大于360°时，则应减去360°，方向不变。
例3 图5-9 为一条支导线，已知A 点的坐标方位角BA α =101°28´,导线A 点的左观测角左β =108°32´，M 点的右观测角
右β =75°。
试推算坐标方位角 AM α、MN α。
图5—9 支导线
解 ：由式（5-6）得
180±+=左βααBA AM 则有 30180'32108'28101=-+=AM α
由式（5-7）得
180±-=右βααAM MN
则有 1351807530=+-=MN α。