大地坐标与空间坐标的互相转换··
常用坐标系之间的关系与转换
7.5 常用坐标系之间的关系与转换一、大地坐标系和空间大地直角坐标系及其关系大地坐标系用大地纬度企丈地经度L 和丈地髙H 来表示点的位置°这种坐标系是经 典大地测量甬:両用座标紊7屜据地图投影的理论,大地坐标系可以通过一定的投影转 化为投影平面上的直角坐标系，为地形测图和工程测量提供控制基础。
同时，这种坐标系 还是研究地球形状和大小的 种有用坐标系°所以大地坐标系在大地测量中始终有着重要 的作用.空间大地直角坐标系是-种以地球质心为原点购亘墮®坐标系，一般用X 、化Z 表 示点BSSTSTT 逐碇SS 範菇飞両H 绕禎扭转冻其轨道平面随时通过 地球质心。
对它们的跟踪观测也以地球质心为坐标原点，所以空间大地直角坐标系是卫星 大地测量中一种常用的基本坐标系。
现今，利用卫星大地测量的手段*可以迅速地测定点的空间大地直角坐拯，广泛应用于导航定位等空间技术。
同时经过数学变换，还可求岀点 的大地坐标I 用以加强和扩展地面大地网，进行岛屿和洲际联测，使传统的大地测量方法 发生了深刻的变化，所以空间大地宜角坐标系对现今大地测量的发展’具有重要的意义。
、大地坐标系和空间大地直角坐标系的转换如图7- 23所示’尸点的位置用空间 大地直角坐标〔X, Y, Z)表示，其相应 的大地坐标为(E, L)a 将该图与图？一5上式表明了 2种基本坐标系之间的关系。
加以比较可见，图7-5中的子午椭圆平面 相当于图7-23中的OJVP 平面.其中 PPz=Z.相当于图7-5中的j7；OP 3相当 丫于图7-5中的仏两平面的经度乙可视为相同，等于"叽 于是可以直接写岀X=jrcQsi f Y=jrsinL, Z=y将式(7-21).式(7-20)分别代入上式, 井考虑式(7-26)得X=Ncos^cosZr ”Y =NcQsBsinL > (7—78)Z=N (1—护〉sin^ ；BB 7-231.由大地坐标求空间大地直角坐标当已知椭球面上任一点P 的大地坐标(B, L)时，可以按式(7-78)直接求该点的 空间大地直角坐标(X, Y, Z)。
空间直角坐标系与空间大地坐标系的相互转换及其C++源程序
空间直角坐标系与空间大地坐标系的相互转换1.空间直角坐标系/笛卡尔坐标系坐标轴相互正交的坐标系被称作笛卡尔坐标系。
三维笛卡尔坐标系也被称为空间直角坐标系。
在空间直角坐标系下，点的坐标可以用该点所对应的矢径在三个坐标轴上的投影长度来表示，只有确定了原地、三个坐标轴的指向和尺度，就定义了一个在三维空间描述点的位置的空间直角坐标系。
以椭球体中心O为原点，起始子午面与赤道面交线为X轴，在赤道面上与X轴正交的方向为Y轴，椭球体的旋转轴为Z轴构成右手坐标系O.XYZ，在该坐标系中，P点的位置用X,Y,Z表示。
在测量应用中，常将地球空间直角坐标系的坐标原点选在地球质心（地心坐标系）或参考椭球中心（参心坐标系），z轴指向地球北极，x轴指向起始子午面与地球赤道的交点，y轴垂直于XOZ面并构成右手坐标系。
空间直角坐标系2.空间大地坐标系由于空间直角坐标无法明确反映出点与地球之间的空间关系，为了解决这一问题，在测量中引入了大地基准，并据此定义了大地坐标系。
大地基准指的是用于定义地球参考椭球的一系列参数，包括如下常量：2.1椭球的大小和形状2.2椭球的短半轴的指向：通常与地球的平自转轴平息。
2.3椭球中心的位置：根据需要确定。
若为地心椭球，则其中心位于地球质心。
2.4本初子午线：通过固定平极和经度原点的天文子午线，通常为格林尼治子午线。
以大地基准为基础建立的坐标系被称为大地坐标系。
由于大地基准又以参考椭球为基准，因此，大地坐标系又被称为椭球坐标系。
大地坐标系是参心坐标系，其坐标原点位于参考椭球中心，以参考椭球面为基准面，用大地经度L、纬度B 和大地高H表示地面点位置。
过地面点P的子午面与起始子午面间的夹角叫P 点的大地经度。
由起始子午面起算，向东为正，叫东经（0°~180°），向西为负，叫西经（0°~-180°）。
过P点的椭球法线与赤道面的夹角叫P点的大地纬度。
由赤道面起算，向北为正，叫北纬（0°~90°），向南为负，叫南纬（0°~-90°）。
高斯正反算及空间直角坐标与大地地理坐标转换
高斯正反算及空间直角坐标与大地地理坐标转换一、实验目的与要求1．对以上理论内容的验证与应用。
2．通过学习掌握测绘软件开发过程与方法，初步具备测绘软件开发基本技能。
3．熟练掌握Visual C++编程环境的使用，了解其特点与程序开发过程，掌软件调试、测试的技术方法。
4．分析测绘程序设计技术课程中相关软件的结构和模块功能，掌握结构化程序设计方法和技术，掌握测绘数据处理问题的基本特点。
5．开发相关程序功能模块，独立完成相关问题概念结构分析、程序结构设计、模块设计、代码编写、调试、测试等工作。
二、实验安排1．实验时数12学时。
2．每实验小组可以由3~4人组成，或独立完成。
若由几个人完成程序设计，应进行合理的分工。
三、实验步骤和要点1．熟悉程序设计任务书的基本内容，调查了解软件需求状况，进行需求分析；2．进行总体设计。
根据所调查收集的资料和任务书的要求，对系统的硬件资源进行初步设计，提出硬件配置计划；进行软件总体设计，设计出软件程序功能的模块；3．根据总体设计的结果，进行详细设计，进行数据存储格式设计、算法等，写出逻辑代码；4．编写程序代码，调试运行；5．程序试运行。
最后同学们可根据自己的选题，写出软件开发设计书一份，打印程序代码和运行结果。
四实验原理高斯正反算:高斯正反算包括两部分内容：高斯正算和高斯反算。
简单的说就是大地地理坐标系坐标(B,L)与其对应的高斯平面直角坐标系坐标(x,y)之间的转换。
若已知大地地理坐标系坐标(B,L)解求对应的高斯平面直角坐标系坐标(x,y)称为高斯正算；反之，则为高斯反算。
空间直角坐标与大地地理坐标转换：地球表面可用一个椭球面表示。
设空间直角坐标系为OXYZ，当椭球的中心与空间直角坐标系原点重合，空间坐标系Z 轴与地球旋转重合（北极方向为正），X 轴正向经度为零时，就可以确定空间直角坐标系与大地地理坐标系的数学关系。
⎪⎩⎪⎨⎧+-=+=+=B H e N Z LB H N Y L B H N X sin ])1([sin cos )(cos cos )(2 式中 N 为卯酉圈曲率半径，B e a N 22sin 1-=； e 为椭球偏心率，222a b a e -=（a ，b 为椭球长半轴和短半轴）。
大地坐标与空间直角坐标转换
大地坐标与空间直角坐标转换在地理空间相关的领域中，大地坐标和空间直角坐标是两种常用的坐标系统。
大地坐标通常用经度和纬度表示，是为了描述地球表面上的点的位置而设计的坐标系统；而空间直角坐标则是一种常用的三维笛卡尔坐标系，用来描述平面内的点的位置。
在实际应用中，有时候我们需要将一个点从大地坐标系转换到空间直角坐标系，或者反过来进行转换，这就需要进行一定的坐标转换计算。
大地坐标的表示大地坐标通常是以经度（Longitude）和纬度（Latitude）表示的。
经度表示东西方向，是一个0到360度的值，通常以东经为正值，西经为负值。
纬度表示南北方向，是一个-90到90度的值，赤道为0度，南纬为负值，北纬为正值。
空间直角坐标的表示空间直角坐标是以直角坐标系表示的，通常是三维笛卡尔坐标系，包括X、Y和Z三个坐标轴。
X轴和Y轴在平面内垂直，Z轴垂直于平面，组成一个右手坐标系。
一个点在空间直角坐标系中的位置可以由其X、Y和Z坐标值表示。
大地坐标与空间直角坐标的转换大地坐标和空间直角坐标之间的转换涉及到地球的椭球面和大地水准面的关系，通常需要考虑椭球体参数、大地水准面的高度等因素。
实际转换过程中可能涉及到大圆距离、球面三角计算等复杂的数学运算。
结论大地坐标与空间直角坐标之间的转换是地理信息处理中一个重要的问题，通常需要借助专业的地理信息系统软件或者编程语言进行计算。
在进行坐标转换时，需要考虑到地球的椭球体特征以及大地水准面的高度影响，以确保转换的准确性。
对于从事地理测绘、地图制作、地理信息系统等领域的人员，熟练掌握大地坐标与空间直角坐标之间的转换方法是非常重要的。
以上就是关于大地坐标与空间直角坐标转换的一些内容，希望对您有所帮助。
关于在同一坐标系内大地坐标和平面坐标的转换问题
关于在同一坐标系内大地坐标和平面坐标的转换问题工程施工过程中，常常会遇到不同坐标系统间，坐标转换的问题。
目前国内常见的转换有以下几种：1，大地坐标（BLH）对平面直角坐标（XYZ）；2，北京54全国80及WGS84坐标系的相互转换；3，任意两空间坐标系的转换。
其中第2类可归入第三类中。
所谓坐标转换的过程就是转换参数的求解过程。
常用的方法有三参数法、四参数法和七参数法。
以下对上述三种情况作详细描述如下：1，大地坐标（BLH）对平面直角坐标（XYZ）常规的转换应先确定转换参数，即椭球参数、分带标准（3度，6度）和中央子午线的经度。
椭球参数就是指平面直角坐标系采用什么样的椭球基准，对应有不同的长短轴及扁率。
一般的工程中3度带应用较为广泛。
对于中央子午线的确定有两种方法，一是取平面直角坐标系中Y坐标的前两位*3，即可得到对应的中央子午线的经度。
如x=3250212m，y=395121123m，则中央子午线的经度=39*3=117度。
另一种方法是根据大地坐标经度，如果经度是在155.5~185.5度之间，那么对应的中央子午线的经度=（155.5+185.5）/2=117度，其他情况可以据此3度类推。
另外一些工程采用自身特殊的分带标准，则对应的参数确定不在上述之列。
确定参数之后，可以用软件进行转换，以下提供坐标转换的程序下载。
2，北京54全国80及WGS84坐标系的相互转换这三个坐标系统是当前国内较为常用的，它们均采用不同的椭球基准。
其中北京54坐标系，属三心坐标系，大地原点在苏联的普而科沃，长轴6378245m，短轴6356863，扁率1/298.3；西安80坐标系，属三心坐标系，大地原点在陕西省径阳县永乐镇，长轴6378140m，短轴6356755，扁率1/298.25722101；WGS84坐标系，长轴6378137.000m，短轴6356752.314，扁率1/298.257223563。
由于采用的椭球基准不一样，并且由于投影的局限性，使的全国各地并不存在一至的转换参数。
测绘技术中的坐标系转换方法
测绘技术中的坐标系转换方法引言：测绘技术在各种领域中起着重要的作用，它涉及到地理空间信息的获取、处理和分析。
而在这个过程中，坐标系的转换是一项关键的技术。
本文将介绍测绘技术中常用的坐标系转换方法，探讨其原理和应用。
一、常用的坐标系在测绘技术中，常用的坐标系包括大地坐标系、投影坐标系和平面坐标系。
大地坐标系是以地球椭球体作为基准，通过经纬度来确定地点的坐标系统。
投影坐标系是将地球表面的经纬度坐标投影到平面上得到的坐标系统。
平面坐标系是将二维平面上的点用坐标表示的系统。
二、大地坐标系转换大地坐标系转换是将一个大地坐标系中的点的坐标转换到另一个大地坐标系中。
在转换过程中，需要考虑大地坐标系之间的参数差异，如椭球体参数和坐标基准的不同。
常用的大地坐标系转换方法包括七参数转换和四参数转换。
七参数转换是通过七个参数来描述两个椭球体之间的坐标转换关系。
这七个参数包括三个平移参数、三个旋转参数和一个尺度参数。
通过对原始坐标进行平移、旋转和缩放操作，可以将一个大地坐标系中的点坐标转换到另一个大地坐标系中。
四参数转换是通过四个参数来近似描述两个椭球体之间的坐标转换关系。
这四个参数包括平移参数和尺度参数。
相比于七参数转换，四参数转换方法更加简单，计算速度更快，但转换精度较低。
三、投影坐标系转换投影坐标系转换是将地球表面的经纬度坐标转换到平面坐标系中。
在转换过程中，需要考虑地球椭球体的参数和投影方式的选择。
常用的投影坐标系转换方法包括高斯投影法和UTM投影法。
高斯投影法是一种将地球表面点的经纬度坐标映射为平面坐标的方法。
通过根据地球椭球体参数选择合适的高斯投影参数，可以实现经纬度坐标到平面坐标的转换。
UTM投影法是一种将地球表面点的经纬度坐标映射为平面坐标的方法。
其将地球表面划分为60个投影带，每个带都有一个中央子午线，通过选择合适的投影带和中央子午线，可以实现经纬度坐标到平面坐标的转换。
四、平面坐标系转换平面坐标系转换是将二维平面上的点用坐标表示，并进行相互转换。
常用坐标系之间的关系与转换
7.5 常用坐标系之间的关系与转换一、大地坐标系和空间大地直角坐标系及其关系 大地坐标系用大地纬度企丈地经度L 和丈地髙H 来表示点的位置°这种坐标系是经 典大地测量甬:両用座标紊7屜据地图投影的理论,大地坐标系可以通过一定的投影转 化为投影平面上的直角坐标系，为地形测图和工程测量提供控制基础。
同时，这种坐标系 还是研究地球形状和大小的 种有用坐标系°所以大地坐标系在大地测量中始终有着重要 的作用.空间大地直角坐标系是-种以地球质心为原点购亘墮®坐标系，一般用X 、化Z 表 示点BSSTSTT 逐碇SS 範菇飞両H 绕禎扭转冻其轨道平面随时通过 地球质心。
对它们的跟踪观测也以地球质心为坐标原点，所以空间大地直角坐标系是卫星 大地测量中一种常用的基本坐标系。
现今，利用卫星大地测量的手段*可以迅速地测定点的空间大地直角坐拯，广泛应用于导航定位等空间技术。
同时经过数学变换，还可求岀点 的大地坐标I 用以加强和扩展地面大地网，进行岛屿和洲际联测，使传统的大地测量方法 发生了深刻的变化，所以空间大地宜角坐标系对现今大地测量的发展’具有重要的意义。
、大地坐标系和空间大地直角坐标系的转换如图7- 23所示’尸点的位置用空间 大地直角坐标〔X, Y, Z)表示，其相应 的大地坐标为(E, L)a 将该图与图？一5加以比较可见，图7-5中的子午椭圆平面 相当于图7-23中的OJVP 平面.其中 PPz=Z.相当于图7-5中的j7；OP 3相当 丫于图7-5中的仏两平面的经度乙可视为相同，等于"叽 于是可以直接写岀X=jrcQsi f Y=jrsinL, Z=y将式(7-21).式(7-20)分别代入上式, 井考虑式(7-26)得X=Ncos^cosZr ”Y =NcQsBsinL > (7—78)Z=N (1—护〉sin^ ；上式表明了 2种基本坐标系之间的关系。
BB 7-231.由大地坐标求空间大地直角坐标当已知椭球面上任一点P 的大地坐标(B, L)时，可以按式(7-78)直接求该点的 空间大地直角坐标(X, Y, Z)。
空间大地坐标转换
大地坐标向空间坐标转换和空间坐标向大地坐标转换的c程序一、程序代码：#include<stdio.h>#include<math.h>#define pi 3.14159265void main(){float a,b,E;float B,L,N,H,X,Y,Z;float B1,B2,B3,B4,L1,L2,L3;float K,t0,t1,t2,P;int i,I;printf("参数选用：输入I=2为采用“克拉索夫斯基椭球参数”输入I=3为采用“975年国际椭球参数“输入I=4为采用”WGS-84椭球参数输入I=5为采用“0中国大地坐标系”");scanf("I=%d",&I);i=I;if(i==2)a=6378245.000,b=6356863.0187,E=0.006693421622;else if (i==3)a=6378140.000,b=6356755.2881,E=0.006694384999;else if (i==4)a=6378137.000,b=6356752.3142,E=0.006694379990;else if (i==5)a=6378137.000,b=6356752.3141,E=0.006694380022;elseprintf("error");printf("如果向进行大地坐标向空间坐标转换请输入1，进行空间坐标向大地坐标转换请输入0");scanf("%d",&i);if(i){printf("请输入经度：B1度,B2分,B3秒");scanf("%f%f%f",&B1,&B2,&B3);B=(B1+B2/60+B3/3600)*pi/180;printf("请输入纬度：L1度,L2分,L3秒");scanf("%f%f%f",&L1,&L2,&L3);L=(L1+L2/60+L3/3600)*pi/180;printf("请输入大地高：H");scanf("%f",&H);N=a/sqrt(1-E*sin(B)*sin(B));X=(N+H)*cos(B)*cos(L);Y=(N+H)*cos(B)*sin(L);Z=(N*(1-E)+H)*sin(B);printf("X=%f\n",X);printf("Y=%f\n",Y);printf("Z=%f\n",Z);}else{printf("请输入空间坐标：X,Y,Z");scanf("%f%f%f",&X,&Y,&Z);L=atan(Y/X)*180/pi;L1=int(L);L2=int((L-L1)*60);L3=float(((L-L1)*60-L2)*60);printf("大地经度：度L1=%f,分L2=%f,秒L3=%f\n",L1,L2,L3 ); t0=Z/sqrt(X*X+Y*Y);t1=t0;K=1+E;P=E*a*a/b/sqrt(X*X+Y*Y);t2=t0+P*t1/sqrt(K+t1*t1);while((t2-t1)>1E-100){t1=t2;t2=t0+P*t1/sqrt(K+t1*t1);}B=atan(t1)*180/pi;B1=int(B);B2=int((B-B1)*60);B3=float(((B-B1)*60-B2)*60);printf("大地纬度：度B1=%f,分B2=%f,秒B3=%f\n",B1,B2,B3 ); B4=B*pi/180;N=a/sqrt(1-E*sin(B4)*sin(B4));H=sqrt(X*X+Y*Y)/cos(B4)-N;printf("大地高:H:\n");printf("%f\n",H);}二、输入数据和输出数据：1、在克拉索夫斯基椭球参数下：(大地转空间)输入数据：B:40 00 00 ；L：30 00 00；H：10000；输出数据：X：4243914.000000；Y：2450225.000000；Z：4084485.500000；(在空间转大地)输入数据：X：4243914.000000；Y：2450225.000000；Z：4084485.500000；输出数据为：B：40 00 0.013733；L=30 00 0.006866；H=10000.147461；2、在1975国际椭球参数下：(大地转空间)输入数据：B:40 00 00 ；L：30 00 00；H：10000；输出数据：X：4243845.000000；Y：2450185.250000；Z：4084415.250000；(在空间转大地)输入数据：X：4243845.000000；Y：2450185.250000；Z：4084415.250000；输出数据为：B：40 00 0.013733；L=30 00 0.006866；H=10000.196289；3、在WGS-84椭球参数下：(大地转空间)输入数据：B:40 00 00 ；L：30 00 00；H：10000；输出数据：X：4243843.500000；Y：2450184.000000；Z：4084413.250000；(在空间转大地)输入数据：X：4243843.500000；Y：2450184.000000；Z：4084413.250000；输出数据为：B：40 00 00；L=29 59 59.993134；H=10000.365234；4、在2000中国大地坐标系下：(大地转空间)输入数据：B:40 00 00 ；L：30 00 00；H：10000；输出数据：X：4243843.500000；Y：2450184.000000；Z：4084413.250000；(在空间转大地)输入数据：X：4243843.500000；Y：2450184.000000；Z：4084413.250000；输出数据为：B：40 00 0.013733；L=30 00 0.006866；H=10000.365234；三、误差对比：1.在克拉索夫斯基椭球参数下：正反算误差为：B：0.013733；L：0.006866；H：0.147461；2.在1975年国际椭球椭球参数下：正反算误差为：B：0.013733；L：0.006866；H：0.196289；3.在WGS-84椭球参数下：正反算误差为：B：0；L：-0.006866；H：0.365234；4.在2000中国大地坐标系参数下：正反算误差为：B：0；L：-0.006866；H：0.365234；。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
大地坐标向空间坐标转换和空间坐标向大地坐标转换的c程
序
#include<stdio.h>
#include<math.h>
void main()
{
float a=6378137.000,b=6356752.3142,E=0.006694379990,pi=3.14159265;
float B,L,N,H,X,Y,Z;
float K,t0,t1,t2,P;
int i;
float B1,B2,B3,L1,L2,L3;
printf("如果向进行大地坐标向空间坐标转换请输入1，进行空间坐标向大地坐标转换请输入0");
scanf("%d",&i);
if(i)
{
printf("请输入经度：B1,B2,B3");
scanf("%f%f%f",&B1,&B2,&B3);
B=(B1+B2/60+B3/3600)*pi/180;
printf("请输入纬度：L1,L2,L3");
scanf("%f%f%f",&L1,&L2,&L3);
L=(L1+L2/60+L3/3600)*pi/180;
printf("请输入大地高：H");
scanf("%f",&H);
N=a/sqrt(1-E*sin(B)*sin(B));
X=(N+H)*cos(B)*cos(L);
Y=(N+H)*cos(B)*sin(L);
Z=(N*(1-E)+H)*sin(B);
printf("X=%f\n",X);
printf("Y=%f\n",Y);
printf("Z=%f\n",Z);
}
else
{printf("请输入空间坐标：X,Y,Z");
scanf("%f%f%f",&X,&Y,&Z);
L=atan(Y/X)*180/pi;
L1=int(L);
L2=int((L-L1)*60);
L3=int(((L-L1)*60-L2)*60);
printf("大地经度：L1=%f,L2=%f,L3=%f\n",L1,L2,L3 ); t0=Z/sqrt(X*X+Y*Y);
t1=t0;
K=1+E;
P=E*a*a/b/sqrt(X*X+Y*Y);
t2=t0+P*t1/sqrt(K+t1*t1);
while(abs(t2-t1)>1E-100)
{t1=t2;
t2=t0+P*t1/sqrt(K+t1*t1);
}
B=atan(t1)*180/pi;
B1=int(B);
B2=int((B-B1)*60);
B3=int(((B-B1)*60-B2)*60);
printf("大地纬度：B1=%f,B2=%f,B3=%f\n",B1,B2,B3 ); N=a/sqrt(1-E*sin(B)*sin(B));
B=B*pi/180;
H=sqrt(X*X+Y*Y)/cos(B)-N; printf("大地高:H:\n");
printf("%f\n",H);}
}。