地理坐标系VS大地坐标系
直角坐标系和大地坐标系转换
直角坐标系和大地坐标系的转换
在地理信息系统和测量领域中，直角坐标系和大地坐标系是两种常用的坐标系统。
直角坐标系是平面直角坐标系，由水平的x轴和垂直的y轴构成，可以用来表示平面上的点的位置，通常以米为单位。
而大地坐标系则是一种用来描述地球上点的位置的坐标系统，通常是经度（Longitude）和纬度（Latitude）的组合。
直角坐标系到大地坐标系的转换
直角坐标系到大地坐标系的转换涉及到高等数学的知识，主要是利用球面三角学的相关技巧。
在进行转换之前，需要知道点在直角坐标系中的坐标值，以及直角坐标系的原点。
然后，可以通过一系列的数学运算，将点的直角坐标值转换为大地坐标系中的经度和纬度。
大地坐标系到直角坐标系的转换
大地坐标系到直角坐标系的转换相对直接一些。
给定一个点的经度和纬度，我们可以利用地球的半径及球面三角学的相关公式，将该点的经度和纬度转换为直角坐标系中的坐标值。
这种转换可以帮助我们将地球表面上的点的位置转换为平面直角坐标系中的表示，便于进行地理信息系统中的测量和计算。
应用
直角坐标系和大地坐标系的转换在地理信息系统、地图制作、导航系统等领域都有着重要的应用。
通过这种转换，我们可以方便地将地球上的点的位置在不同坐标系统之间进行转换，从而实现不同系统之间的数据交换和信息共享。
总的来说，直角坐标系和大地坐标系的转换是地理信息系统和测量领域中的重要技术，对于地球表面上点的位置的表示和计算具有重要意义，能够为人类的地理信息分析和决策提供便利。
大地坐标的测量基准
大地坐标的测量基准1. 引言大地坐标是地球表面上任意点的经度、纬度和海拔高度的三维坐标系。
为了实施大地测量、地图制作、导航定位等应用，需要建立一个测量基准来确保数据的准确性和一致性。
本文将介绍大地坐标的测量基准以及它在现代测量学中的重要性。
2. 测量基准的定义测量基准可以理解为一个已知点，被用作测量其他点的参考。
对于大地坐标测量，测量基准是地球表面上一个已知位置的点，其经纬度和海拔高度已经精确确定。
3. 多种大地坐标测量基准3.1 地心坐标系（ECEF）地心坐标系（Earth-Centered, Earth-Fixed，ECEF）是一种用于描述地球上任意点位置的坐标系。
它以地球质心作为原点，以固定的坐标轴描述地球上的点的位置。
ECEF坐标系的x、y、z轴分别指向地球上的0度经线经过的点、90度经线经过的点以及北极点。
3.2 大地坐标系（Geodetic Coordinates）大地坐标系是一种描述地球表面上点位置的坐标系，常用的表示方式是经度、纬度和海拔高度。
大地坐标系的原点通常选取在大地测量所使用的基准椭球的中心，通过已知的测量点的经度和纬度，可以确定基准椭球的大小和形状。
3.3 地理坐标系（Geographic Coordinates）地理坐标系是一种描述地球表面上点位置的坐标系，常用的表示方式是经度和纬度。
地理坐标系和大地坐标系的区别在于地理坐标系不考虑海拔高度，只关注经度和纬度。
4. 测量基准的重要性测量基准在大地测量中起到至关重要的作用。
首先，通过使用相同的测量基准，不同的测量者在进行坐标测量时可以得到一致的结果，提高了数据的准确性和可比性。
其次，基于测量基准可以进行坐标的转换和大地测量的精确计算，满足不同应用场景对坐标数据的需求。
例如，在地图制作中，需要将大地坐标转换为墨卡托投影坐标；在GPS导航中，需要将接收到的GPS信号转换为大地坐标。
因此，测量基准是实现这些功能的基础。
5. 测量基准的建立和更新测量基准的建立通常涉及大规模的测量活动和数据处理。
大地测量常用的几大坐标以及转换方式
大地测量常用的几大坐标以及转换方式在大地测量学中通常采用的坐标系有大地坐标系，空间直角坐标系，高斯平面直角坐标系等。
在同一参考椭球基准下，大地坐标系，空间直角坐标系，高斯平面直角坐标系是等价的，一一对应的，只是不同的坐标表现形式。
1、大地坐标大地坐标是大地测量的基本坐标系，它是大地测量计算，地球形状大小研究和地图编制等的基础大地坐标以参考椭球面为基准面的坐标，地面点P的位置用大地经度L、大地纬度B和大地高H表示。
大地坐标多应用于大地测量学，测绘学等。
坐标原理：当点在参考椭球面上时，仅用大地经度L和大地纬度B 表示。
大地经度L是通过P点的大地子午面与起始大地子午面（通过格林尼治天文台的子午面）之间的夹角。
规定以起始子午面起算，向东由0°至180°称为东经；向西由0°至180°称为西经。
大地纬度B是通过P点的法线与赤道面的夹角，规定由赤道面起算，由赤道面向北从0°至90°称为北纬；向南从0°到90°称为南纬。
大地高H是地面点沿法线到参考椭球面的距离。
2、空间直角坐标在卫星大地测量中，常采用空间大地直角坐标系来确定地面点的三维坐标。
空间直角坐标系的坐标原点位于参考椭球的中心，Z轴与椭球的旋转轴一致，指向参考椭球的北极; X轴指向起始子午面与赤道的交点，Y轴位于赤道面上，按右手系与X轴正交成90“夹角。
3、高斯平面直角坐标为了方便工程的规划、设计与施工，我们需要把测区投影到平面上来，使测量计算和绘图更加方便。
而地理坐标是球面坐标，当测区范围较大时，要建平面坐标系就不能忽略地球曲率的影响。
把地球上的点位化算到平面上，称为地图投影。
地图投影的方法有很多，我国采用的是高斯——克吕格投影（又称高斯正形投影），简称高斯投影。
它是由德国数学家高斯提出的，由克吕格改进的一种分带投影方法。
它成功解决了将椭球面转换为平面的问题。
与数学中的平面直角坐标系不同的是，其x轴为纵轴，上(北)为正，Y轴为横轴，右(东)为正，方位角是从北方向为准按顺时针方向计算出的夹角。
空间坐标系分类
空间坐标系分类1. 引言空间坐标系是用来描述和定位物体在空间中位置的数学系统。
它是地理信息系统（GIS）、遥感、导航和测量等领域的基础概念。
在实际应用中，不同的任务需要使用不同类型的空间坐标系。
本文将介绍常见的空间坐标系分类，包括地心坐标系、大地坐标系和投影坐标系。
2. 地心坐标系地心坐标系是以地球为参考对象建立的一种三维坐标系统。
它将地球看作一个理想化的球体，并以地球质心为原点建立直角坐标系。
地心坐标系通常用于天文学、大地测量和卫星导航等领域。
2.1 地心惯性坐标系在地心惯性坐标系中，以地球质心为原点，建立一个固定于宇宙空间的直角坐标系统。
该坐标系统不随时间变化，适用于天体力学研究和卫星轨道计算。
2.2 地心测量坐标系地心测量坐标系是以地球质心为原点，建立一个固定于地球的直角坐标系统。
该坐标系统考虑了地球的形状和重力场的影响，适用于大地测量和地球物理研究。
3. 大地坐标系大地坐标系是以地球表面为参考对象建立的一种三维坐标系统。
它是基于地球椭球体模型和大地测量学原理建立的，用于描述地理位置和测量数据。
3.1 大地水准面大地水准面是一个近似于海平面的参考面，在大部分应用中被作为零高程基准。
在大地水准面上，可以通过经纬度和高程来确定一个点在大地坐标系中的位置。
3.2 大地椭球体模型大地椭球体模型是对地球形状进行近似描述的数学模型。
常用的大地椭球体模型有WGS84、GRS80等，它们通过半长轴、扁率等参数来定义椭球体的形状。
3.3 大地水平坐标系大地水平坐标系使用经度和纬度来表示一个点在水平方向上的位置。
经度表示东西方向上的偏移，纬度表示南北方向上的偏移。
常见的大地水平坐标系有经纬度坐标和UTM坐标。
3.4 大地垂直坐标系大地垂直坐标系使用高程来表示一个点在垂直方向上的位置。
常见的大地垂直坐标系有正高程、椭球高和大地水准面高等。
4. 投影坐标系投影坐标系是将三维空间投影到二维平面上的一种数学变换。
它是为了解决地球表面在平面上展示时产生的形状变形、距离失真等问题而设计的。
WGS-84坐标系和我国大地坐标系
采用2000国家大地坐标系的意义
2019/10/31
• 比如汶川大地震发生后，以国内外遥感卫星等科学手段为抗 震救灾分析及救援提供了大量的基础信息，显示出科技抗震 救灾的威力，而这些遥感卫星资料都是基于地心坐标系。
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Hale Waihona Puke 采用2000国家大地坐标系的意义
2019/10/31
4.采用2000国家大地坐标系也是保障交通运输、航 海等安全的需要。
• 车载、船载实时定位获取的精确的三维坐标，能够准确地反 映其精确地理位置，配以导航地图，可以实时确定位置、选 择最佳路径、避让障碍，保障交通安全。随着我国航空运营 能力的不断提高和港口吞吐量的迅速增加，采用2000国家大 地坐标系可保障航空和航海的安全。
大地原点——俄罗斯圣彼得堡普尔科沃天文 台中央
2019/10/31
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1 1954年北京坐标系
存在的问题：
（1）克拉索夫斯基椭球，与现 代值相差较大；
（2）指向不明；
（3）参考椭球面与大地水准面 差距大；
（4）误差积累大；
（5）未整体平差，各部分结合 部有2m误差。
普尔科沃天文台距北京6074km
O
的零子午面和CTP
赤道的交点。 Y轴—与Z、X轴构成右
E
YWGS84
手坐标系。
XWGS84
PS
WGS－84世界大地坐标
系
WGS-84椭球及其有关常数：WGS-84采用的椭球是国际大 地测量与地球物理联合会第17届大会大地测量常数推荐值， 其四个基本参数： 长半径：a=6378137±2（m）； 地球引力常数：GM=3986005×108m3s-2±0.6×108m3s-
WGS-84坐标系和我国大地坐标系
地理信息中各种坐标系区别和转换总结
地理信息中各种坐标系区别和转换总结地理坐标系（Geographic Coordinate System）是基于地球椭球体的一个球面坐标系，以经度和纬度表示地球表面的位置。
地理坐标系通常使用地理坐标转换模型（如大地测量系统、WGS84等）来计算地球表面上的点的位置。
地理坐标系的优点是可以用来表示全球范围的数据，但缺点是在大范围内计算距离和面积时存在巨大误差。
平面坐标系（Planar Coordinate System）是基于平面上直角坐标系的一种坐标系统，以x和y坐标表示点的位置。
平面坐标系通常使用笛卡尔坐标系来表示地球表面上的点，例如，UTM坐标系将地球表面细分为多个区域并使用不同的投影方式计算点的位置。
平面坐标系的优点是可以更准确地计算距离和面积，但缺点是只适用于特定区域。
投影坐标系（Projected Coordinate System）是一种将三维地理坐标投射到二维平面上的坐标系统，通常用来在平面上显示地球表面的地理信息。
投影坐标系使用投影方法将地球的经纬度坐标转换为平面坐标，以便更好地显示和分析地理数据。
常见的投影坐标系有等角圆锥投影、墨卡托投影、极射赤面投影等。
不同的投影方法适用于不同区域和需求，因此选择适当的投影坐标系对于数据的正确性非常重要。
在进行坐标系转换时，需要考虑从一个坐标系转换到另一个坐标系可能引起的数据变形和误差。
常见的坐标系转换方法有投影转换和转换模型。
投影转换是将地理坐标系转换为平面坐标系或相反的过程，通常使用投影参数和转换公式来进行计算。
转换模型是通过数学模型和参数来进行坐标系转换，例如，大地测量系统（Geodetic Datum）用于将地理坐标转换为不同的投影坐标系。
需要注意的是，在进行坐标系转换时需要考虑坐标系的准确性和转换参数的正确性。
不正确的坐标系转换可能导致数据的位置错误和计算的不准确性。
因此，在进行坐标系转换时应该参考相关的参考资料和专业的软件工具，确保数据的正确性和可靠性。
大地坐标是什么意思
大地坐标是什么意思
大地坐标，又称为地心坐标或地球坐标，是一种空间坐标系统，用于描述地球
上任意点的位置。
这种坐标系统常用于地图制作、导航、地理定位等领域。
在大地坐标系统中，地球被视为一个椭球体，点的位置则通过经度、纬度和高程三个参数来确定。
经度和纬度
经度和纬度是描述地球表面点位置的基本参数。
经度是指地球表面上某点与本
初子午线的连线所在平面与本初子午线的交点之间的最短弧的长度，以度为单位表示。
纬度是指地球表面上某点与赤道的夹角，以度为单位表示。
通过经度和纬度，可以唯一确定地球表面上的任意一个点。
高程
除了经度和纬度，大地坐标系统还包括高程，用以描述点相对于海平面的垂直
距离。
高程通常以米为单位表示，是地球上点的第三维空间坐标参数。
大地坐标的应用
大地坐标系统广泛应用于地图制作、GPS导航、地理信息系统等领域。
在地图
制作中，大地坐标可以准确描述地图上各个点的位置，帮助人们准确确定地理位置。
在GPS导航中，通过大地坐标，可以实现准确定位和导航功能，为人们的出行提
供了便利。
另外，在地理信息系统中，大地坐标系统也被广泛应用于空间数据的处理和分析。
总结
大地坐标是一种描述地球表面点位置的坐标系统，通过经度、纬度和高程这三
个参数来确定地球上任意点的位置。
这种坐标系统在地图制作、导航、地理信息系统等领域有着广泛的应用，为人们的生活和工作提供了便利。
以上是关于大地坐标是什么意思的简要介绍。
希望可以帮助大家更好地理解和
应用大地坐标这一概念。
地理坐标系通俗讲解
地理坐标系通俗讲解
地理坐标系是用来表示地球上任何地点位置的一种坐标系统。
它是一种数学模型，通过经纬度来描述地球表面上的点。
通俗地说，地理坐标系就像是地球的经纬网上的网格，通过这个网格，我们可以确定任何一个地点的位置。
主要要素：
经度（Longitude）：
定义： 经度是指地球表面上东西方向的线，也就是赤道上任意点与本初子午线（通常是通过英国伦敦的子午线）之间的夹角。
范围： 经度的范围是从0°到180°，东经为正值，西经为负值。
纬度（Latitude）：
定义： 纬度是指地球表面上南北方向的线，也就是地球表面到地球中心的夹角。
范围： 纬度的范围是从0°到90°，北纬为正值，南纬为负值。
举例说明：
北京的坐标：
经度： 约为116°东经
纬度： 约为39°北纬
坐标表示：
地理坐标以度（°）为单位表示，分为整数度和小数度。
例如，一个地点的经纬度坐标可能是：39.9042°N, 116.4074°E。
北纬39.9042度，东经116.4074度。
应用：
导航系统： 地理坐标在导航系统中被广泛使用，帮助人们准确定位和规划路线。
地图制作： 地理坐标是制作地图的基础，能够精确地将地球上的各个地点呈现在平面图上。
科学研究： 地理坐标用于气象学、地质学、生态学等科学研究领域，帮助研究者理解自然界的现象和规律。
总体而言，地理坐标系是一个方便且普遍应用的系统，通过它我们能够更好地理解和利用地球表面的各个地点。
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地理坐标系VS大地坐标系 地理坐标：为球面坐标。 参考平面地是 椭球面。坐标单位:经纬度 大地坐标：为平面坐标。参考平面地是 水平面 坐标单位：米、千米等。
地理坐标转换到大地坐标的过程可理解为投影。 （投影：将不规则的地球曲面转换为平面） 在ArcGIS中预定义了两套坐标系：地理坐标系（Geographic coordinate system）投影坐标系（Projected coordinate system），
1、首先理解地理坐标系（Geographic coordinate system），Geographic coordinate system直译为 地理坐标系统，是以经纬度为地图的存储单位的。很明显，Geographic coordinate syst em是球面坐标系统。我们要将地球上的数字化信息存放到球面坐标系统上，如何进行操作 呢？地球是一个不规则的椭球，如何将数据信息以科学的方法存放到椭球上？这必然要求 我们找到这样的一个椭球体。这样的椭球体具有特点：可以量化计算的。具有长半轴，短 半轴，偏心率。以下几行便是Krasovsky_1940椭球及其相应参数。 Spheroid: Krasovsky_1940 Semimajor Axis: 6378245.000000000000000000 Semiminor Axis: 6356863.018773047300000000 Inverse Flattening（扁率）: 298.300000000000010000 然而有了这个椭球体以后还不够，还需要一个大地基准面将这个椭球定位。在坐标系统描 述中，可以看到有这么一行： Datum: D_Beijing_1954 表示，大地基准面是D_Beijing_1954。 -------------------------------------------------------------------------------- 有了Spheroid和Datum两个基本条件，地理坐标系统便可以使用。 完整参数： Alias: Abbreviation: Remarks: Angular Unit: Degree (0.017453292519943299) Prime Meridian（起始经度）: Greenwich (0.000000000000000000) Datum（大地基准面）: D_Beijing_1954 Spheroid（参考椭球体）: Krasovsky_1940 Semimajor Axis: 6378245.000000000000000000 Semiminor Axis: 6356863.018773047300000000 Inverse Flattening: 298.300000000000010000 2、接下来便是Projection coordinate system（投影坐标系统），首先看看投影坐 标系统中的一些参数。 Projection: Gauss_Kruger Parameters: False_Easting: 500000.000000 False_Northing: 0.000000 Central_Meridian: 117.000000 Scale_Factor: 1.000000 Latitude_Of_Origin: 0.000000 Linear Unit: Meter (1.000000) Geographic Coordinate System: Name: GCS_Beijing_1954 Alias: Abbreviation: Remarks: Angular Unit: Degree (0.017453292519943299) Prime Meridian: Greenwich (0.000000000000000000) Datum: D_Beijing_1954 Spheroid: Krasovsky_1940 Semimajor Axis: 6378245.000000000000000000 Semiminor Axis: 6356863.018773047300000000 Inverse Flattening: 298.300000000000010000 从参数中可以看出，每一个投影坐标系统都必定会有Geographic Coordinate System。 投影坐标系统，实质上便是平面坐标系统，其地图单位通常为米。 那么为什么投影坐标系统中要存在坐标系统的参数呢？ 这时候，又要说明一下投影的意义：将球面坐标转化为平面坐标的过程便称为投影。 好了，投影的条件就出来了： a、球面坐标 b、转化过程（也就是算法） 也就是说，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。
关于北京54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，了解就直接跳过，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秒经线开始，按经差3度为一个投影带自西向东划分，全球共分120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=20 745 921.8m。 在Coordinate Systems\Projected Coordinate Systems\Gauss Kruger\Beijing 1954目录中，我们可以看到四种不同的命名方式： Beijing 1954 3 Degree GK CM 75E.prj Beijing 1954 3 Degree GK Zone 25.prj Beijing 1954 GK Zone 13.prj Beijing 1954 GK Zone 13N.prj 对它们的说明分别如下： 三度分带法的北京54坐标系，中央经线在东75度的分带坐标，横坐标前不加带号 三度分带法的北京54坐标系，中央经线在东75度的分带坐标，横坐标前加带号 六度分带法的北京54坐标系，分带号为13，横坐标前加带号 六度分带法的北京54坐标系，分带号为13，横坐标前不加带号 在Coordinate Systems\Projected Coordinate Systems\Gauss Kruger\Xian 1980目录中，文件命名方式又有所变化： Xian 1980 3 Degree GK CM 75E.prj Xian 1980 3 Degree GK Zone 25.prj Xian 1980 GK CM 75E.prj Xian 1980 GK Zone 13.prj 西安80坐标文件的命名方式、含义和北京54前两个坐标相同，但没有出现“带号+N”这种形式，为什么没有采用统一的命名方式？让人看了有些费解。
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 大地坐标（Geodetic Coordinate）:大地测量中以参考椭球面为基准面的坐标。地面点P的位置用大地经度L、大地纬度B和大地高H表示。当点在参考椭球面上时，仅用大地经度和大地纬度表示。大地经度是通过该点的大地子午面与起始大地子午面之间的夹角，大地纬度是通过该点的法线与赤道面的夹角，大地高是地面点沿法线到参考椭球面的距离。 方里网:是由平行于投影坐标轴的两组平行线所构成的方格网。因为是每隔整公里绘出坐标纵线和坐标横线，所以称之为方里网，由于方里线同时 又是平行于直角坐标轴的坐标网线，故又称直角坐标网。 在1：1万——1：20万比例尺的地形图上，经纬线只以图廓线的形式直接表现出来，并在图角处注出相应度数。为了在用图时加密成 网，在内外图廓间还绘有加密经纬网的加密分划短线(图式中称“分度带”)，必要时对应短线相连就可以构成加密的经纬线网。1：2 5万地形图上，除内图廓上绘有经纬网的加密分划外，图内还有加密用的十字线。 我国的1：50万——1：100万地形图，在图面上直接绘出经纬线网，内图廓上也有供加密经纬线网的加密分划短线。 直角坐标网的坐标系以中央经线投影后的直线为X轴，以赤道投影后的直线为Y轴，它们的交点为坐标原点。这样，坐标系中就出现了四 个象限。纵坐标从赤道算起向北为正、向南为负；横坐标从中央经线算起，向东为正、向西为负。 虽然我们可以认为方里网是直角坐标，大地坐标就是球面坐标。但是我们在一副地形图上经常见到方里网和经纬度网，我们很习惯的称经纬度网为大地坐标，这个时候的大地坐标不是球面坐标，她与方里网的投影是一样的（一般为高斯投影），也是平面坐标