第1章大地测量
大地测量学基础
3、现代在地测量的特征 、 1)、测量范围大，范围从地区、全球乃至宇宙空间； 、测量范围大，范围从地区、全球乃至宇宙空间； 2)、研究对象和范围不断深入、全面和精细，从静态测量 、研究对象和范围不断深入、全面和精细， 发展到动态测量， 发展到动态测量，从地球表面测绘发展到地球内部构造 及动力过程的研究； 及动力过程的研究； 3)、观测精度高； 、观测精度高； 4)、观测周期短。 、观测周期短。
2)、物理大地测量学（理论大地测量学） 、物理大地测量学（理论大地测量学） 基本任务：用物理方法（重力测量） 基本任务：用物理方法（重力测量）确定地球形状及其 外部重力场。 外部重力场。 主要内容：位理论，地球重和场，重力测量及其归算， 主要内容：位理论，地球重和场，重力测量及其归算， 推球地球形状及外部重力场的理论与方法。 推球地球形状及外部重力场的理论与方法。 3)、空间大地测量学 、 以人造地球卫星及其它空间探测器为代表的空间大地测量的理论、 以人造地球卫星及其它空间探测器为代表的空间大地测量的理论、 技术与方法。 技术与方法。
三、大地测量学的基本体系
1、 测量学的两个分支 、 普通测量学：研究小范围的地球表面， 普通测量学：研究小范围的地球表面，认为该范围的地 球表面是平面，且铅垂线彼此平行。 球表面是平面，且铅垂线彼此平行。 大地测量学：研究全球或大范围的地球，认为铅垂线彼 大地测量学：研究全球或大范围的地球， 此不平行，研究地球的形状、大小及重力场。 此不平行，研究地球的形状、大小及重力场。
大地测量学还可进一步 应用大地测量学： 应用大地测量学：以建立国家大地测量控制网为中心内容 椭球大地测量学：坐标系建立、地球椭球性质、 椭球大地测量学：坐标系建立、地球椭球性质、投影数学变换 大地天文测量学：测量天文经度、 大地天文测量学：测量天文经度、纬度及天文方位角 大地重力测量学：重力场、 大地重力测量学：重力场、重力测量方法 海洋大地测量学: 海洋大地测量学 地球动力学: 地球动力学 卫星大地测量学: 卫星大地测量学 大地测量数据处理学: 大地测量数据处理学
注册测绘师基础考试题目
注册测绘师基础考试题目.txt真正的好朋友并不是在一起有说不完的话题，而是在一起就算不说话也不会觉得尴尬。你在看别人的同时，你也是别人眼中的风景。要走好明天的路，必须记住昨天走过的路，思索今天正在走着的路。目录 第一篇 大地测量第1章 大地测量概论 1.1 大地测量的任务和作用 1.2 大地测量系统与参考框架 1.3 时间系统与时间系统框架第2章 传统大地控制网 2.1 传统大地控制网的布设 2.2 经纬仪和光电测距仪及其检验 2.3 水平角观测 2.4 三角高程测量 2.5 导线测量第3章 空间大地控制网 3.1 GPS控制网等级 3.2 卫星定位连续运行基准站网的布设 3.3 GPS网布设 3.4 GPSRTK测量 3.5 GPS测量数据处理第4章 常用坐标系及其转换 4.1 常用坐标系 4.2 坐标系转换第5章 高程控制网 5.1 水准网的布设 5.2 水准仪和水准标尺检验 5.3 水准测量作业方法及误差来源 5.4 水准测量外业计算 5.5 水准网平差第6章 重力控制网 6.1 重力测量设计 6.2 重力控制网选点与埋石 6.3 重力测量仪器及检验 6.4 重力测量 6.5 重力观测的数据计算及上交资料第7章 似大地水准面精化 7.1 概述 7.2 似大地水准面精化设计 7.3 控制网建设与数据处理 7.4 似大地水准面精化计算参考文献 第二篇 工程测量第1章 工程测量概述 1.1 工程测量的任务与发展 1.2 工程测量的应用第2章 工程控制网建立 2.1 工程控制网及其特点 2.2 工程控制网的布设 2.3 工程控制网的施测与数据处理第3章 工程地形图测绘 3.1 概述 3.2 测绘方法 3.3 测绘过程与质量控制 3.4 水下地形测量 3.5 工程地形图应用第4章 规划与市政工程测量 4.1 规划定线与拨地测量 4.2 规划监督测量 4.3 市政工程测量第5章 线路工程测量 5.1 线路工程放样 5.2 线路设计阶段的测绘工作 5.3 线路施工与竣工测量 5.4 地下管线探测第6章 地下工程测量 6.1 地下工程测量特点 6.2 地下工程控制测量 6.3 联系测量 6.4 贯通测量第7章 施工与竣工测量 7.1 施工放样方法 7.2 工业与民用建筑施工测量 7.3 桥梁施工测量 7.4 大坝施工测量 7.5 竣工测量第8章 变形测量 8.1 概述 8.2 变形测量方案设计 8.3 变形测量方法 8.4 变形测量内容 8.5 变形数据处理与分析 8.6 资料整理与成果表达第9章 精密工程测量 9.1 精密工程测量的内容与特点 9.2 精密工程测量的方法和仪器 9.3 精密工程测量的应用参考文献 第三篇 摄影测量与遥感第1章 摄影测量与遥感概述 1.1 摄影测量概述 1.2 遥感及其发展 1.3 摄影测量与遥感的结合第2章 摄影测量基础 2.1 单张航摄像片解析 2.2 像点坐标的量测 2.3 立体测图的原理与方法 2.4 摄影测量解析计算基础 2.5 数字摄影测量基础第3章 遥感基础 3.1 遥感基础知识 3.2 遥感图像特征 3.3 常用卫星遥感简介 3.4 遥感图像的解译第4章 摄影测量与遥感处理系统 4.1 数字摄影测量系统 4.2 遥感数字图像处理系统 4.3 机载LIDAR和车载移动测图系统第5章 野外像片调绘与像片控制测量 5.1 野外像片调绘 5.2 像片控制测量第6章 基于摄影测量与遥感的4D产品生产 6.1 4D产品生产的数据流 6.2 解析空中三角测量 6.3 数字高程模型(DEM) 6.4 数字正射影像图(DOM) 6.5 数字线划地图(DLG) 6.6 数字栅格地图(DRG) 参考文献 第四篇 地图编制第1章 地图概述 1.1 地图的特性、比例尺与分类 1.2 地图语言 l.3 地图内容 1.4 地图数据 1.5 地图分幅与编号 1.6 地图成图过程 1.7 地图投影 1.8 地图定向第2章 地图编绘 2.1 制图综合 2.2 国家基本比例尺地形图编绘 2.3 专题地图编绘第3章 地图设计 3.1 地图设计基本程序 3.2 地图设计文件 3.3 地图图幅设计 3.4 地图集编制 3.5 计算机地图制图生产工艺第4章 电子地图 4.1 电子地图的概念 4.2 电子地图功能与设计 4.3 导航电子地图参考文献 第五篇 地理信息系统工程第1章 地理信息系统基础 1.1 GIS基本概念 1.2 GIS的主要功能 1.3 GIS的发展第2章 基础地理信息系统功能与组成 2.1 概述 2.2 基础地理信息系统功能 2.3 系统建设总体要求与工作流程 2.4 基础地理数据的内容与特点 2.5 基础地理数据的采集 2.6 基础地理数据更新 2.7 基础地理信息系统标准第3章 基础地理信息系统设计与实现 3.1 需求调查与分析 3.2 系统设计 3.3 数据库设计 3.4 详细设计 3.5 系统实现第4章 数据建库与系统测试评价 4.1 数据建库 4.2 系统部署 4.3 系统测试与评价第5章 基础地理信息共享与服务 5.1 地理信息共享 5.2 服务式GIS的模式参考文献
【测量学课件】第一章测量学的任务及其分支
海底地形测量——测定海底起伏、沉积物结构和地物的 测量工作
海洋专题测量——以海洋区域的地理专题要素为对象的 测量工作
海图编制——设计、编绘、整饰和印刷海图的工作
三、测绘学的现代发展
测绘学中的3S技术
◆ 全球定位系统（Global Positioning System, GPS）
在计算机软件和硬件支持下，把各种地理信息按照空间 分布及属性以一定的格式输入、存储、检索、显示和综 合分析应用的技术系统
我国地心坐标系参考框架
2008年7月1日起启用“2000国家大地坐标系”
➢ 国家高程基准
我国采用 1985 黄 海 高 程系统，基准 是青岛水准原 点及其高程值。 国家一、二等 水准网则为此 高程系统的参 考框架。
任务：
• 测绘科学是一门研究如何确定地球形状和大小 及地面、地下和空间中各物体的几何形态及其空
间位置的科学，为人类了解自然、认识自然和能 动的改造自然服务。
研究三维空间中各种物体的形状、大小、 位置、方向和其分布的学科。
• ⑴ 测量（精确测定点的位置，物的形状、大小） • ⑵ 标定（将图纸上设计好的位置标定在实地） • ⑶ 绘图（将所测数据根据需要展绘到图上）
运营管理阶段的测量——工程竣工后为监视工程状 况，保证安全，进行周期 性的重复测量，观测其变 形情况
高精度工程测量——采用非常规的测量仪器和方法， 使其测量的绝对精度达到毫米 以上要求的测量工作
4 地图制图学（地图学）
研究模拟和数字地图的基础理论、设计、 编绘、复制的技术方法及应用的学科 。
地图投影——依据数学原理将地球椭球面上的 经纬度线网描绘在平面上相应的 经纬线网
《测绘学概论》课程笔记
《测绘学概论》课程笔记第一章：测绘学总论1.1 测绘学的基本概念测绘学是一门研究地球形状、大小、重力场、表面形态及其空间位置的科学。
它的主要任务是对地球表面进行测量，获取地球表面的空间信息，并对其进行处理、分析和应用。
测绘学的研究对象包括地球的形状、大小、重力场、表面形态等自然属性，以及人类活动产生的各种地理现象和空间信息。
1.2 测绘学的研究内容测绘学的研究内容主要包括以下几个方面：（1）大地测量学：研究地球的形状、大小和重力场，建立地球的数学模型，为各种测量提供基准。
（2）摄影测量学：利用航空或卫星摄影技术，获取地球表面的空间信息，并通过图像处理技术对其进行解析和应用。
（3）全球卫星导航定位技术：利用卫星导航系统，如GPS、GLONASS、北斗等，进行地球表面空间位置的测量和定位。
（4）遥感科学与技术：利用遥感技术，如卫星遥感、航空遥感等，获取地球表面和大气的物理、化学和生物信息，并进行处理和应用。
（5）地理信息系统：利用计算机技术，对地理空间信息进行采集、存储、管理、分析和可视化，为地理研究和决策提供支持。
1.3 测绘学的现代发展随着科技的发展，测绘学进入了一个新的发展阶段。
现代测绘技术主要包括卫星大地测量、数字摄影测量、激光扫描、遥感技术、地理信息系统等。
这些技术的发展，使得测绘工作更加高效、精确和全面，为地球科学、资源调查、环境保护、城市规划等领域提供了强大的支持。
1.4 测绘学的科学地位和作用测绘学在科学体系中占有重要地位，它是地球科学的基础学科之一，为其他学科提供了重要的数据支持。
同时，测绘学在国民经济和国防建设中发挥着重要作用，如土地管理、城市规划、环境监测、资源调查、灾害预警等，都离不开测绘学的支持。
第二章：大地测量学2.1 概述大地测量学是测绘学的一个重要分支，主要研究地球的形状、大小、重力场及其变化，建立地球的数学模型，为各种测量提供基准。
大地测量学具有广泛的应用，如地球科学研究、资源调查、环境保护、城市规划等。
测绘综合能力_第1章 1.8 大地测量数据库_2013年版
中大网校引领成功职业人生
中大网校 “十佳网络教育机构”、 “十佳职业培训机构” 网址： 1、（ ）是过过建立天文大地网的主要方法
A:三角测量法
B:导线测量法
C:三边测量法
D:边角同测法
答案:A
2、（ ）用于建立三等大地控制测量，以及区域、城市和工程测量的基本控制网等； A:A 及GPS 测量
B:B 级GPS 测量
C:C 级GPS 测量
D:D 级GPS 测量
答案:C
3、精密水准测量要求前后视距相等，能消除或减弱（）误差；
A:水准尺每米真长误差
B:两根水准尺零点差
C:尺台沉降误差
D:I 角误差；
答案:D
4、区域似大地水准面精化精度主要取决于（）
A:GPS 测量大地高误差
B:水准测量误差。
第一章大地测量3-区域似大地水准面精化
衡重力算常，通过推估内插。形成平均地形均衡重
力异常的基础格网数据。再利用高分辨率的DEM将 每个格网的地形均衡异常按地面重力归算的逆过程， 分别减去层间改正、局部地形改正和均衡改正，恢 复基础格网地面平均空间异常。
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四、外业观测和数据处理
②重力似大地水准面计算
第二次移去-恢复，计算出重力似大地面和高程异 常。在计算重力似大地水准面的过程中，必须要借助 地球参考重力场模型。由位系数计算出与地面格网相 同分辨率的重力模型的平均空间异常，将地面空间异 常减去模型重力异常得到格网残差空间异常，在残差 空间异常中加上局部地形改正得到残差法耶异常。采 用莫洛坚斯基公式对残差法耶异常进行积分计算，求 出每个格网中点的残差重力高程异常。然后利用位模 型系数由FFT技术计算位模型的高程异常，并将加上残 差高程异常，得到重力似大地水准面。
六、区域似大地水准面精化案例
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六、似大地水准面精化案例
背景材料
1．任务概况 通过区域似大地水准面精化，利用GPS技术结合高 精度高分辨率似大地水准面模型，已成为高程测量 的一种方式。为适应GPS技术以及CORS站技术的发展 及广泛应用，×市为满足地方经济发展对基础测绘 的需求，利用GPS技术和水准测量技术，在已有加密
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三、高程异常控制点的布设
相邻高程异常控制点最大间距不宜大于式(1-2) 的计算结果。 (1-2) 式中：d为相邻高程异常控制网点最大间距，单位 为km； 为似大地水准面的精度，单位为cm；c为平 均重力异常代表误差系数； 为平均重力异常格网分 辨率，单位为角分。 新埋设的高程异常控制点，其标石可采用GB／T l8314--2009规定的天线墩，其上埋设满足GPS和水 准测量的标志。
大地测量学第一章绪论
六、大地测量学的发展简史
第一阶段：地球圆球阶段，从远古至17世纪，人们 用天文方法得到地面上同一子午线上两点的纬度 差，用大地法得到对应的子午圈弧长，从而推得 地球半径（弧度测量 ）。
公元前3世纪，亚历山大学者埃拉托色尼进行了弧度测量， 估算出地球半径（与现代值大约差100km）
用这种方法解决地球大小问题分为两种测量：
物理大地测量标志性成就：
2) 重力位函数的提出：为了确定重力与地球形状的关系， 法国的勒让德提出了位函数的概念。所谓位函数，即是 有这种性质的函数：在一个参考坐标系中，引力位对被 吸引点三个坐标方向的一阶导数,等于引力在该方向上 的分力。研究地球形状可借助于研究等位面。因此，位 函数把地球形状和重力场紧密地联系在一起。
5q
q 2a 1
2
当 90时 ,可 得 重 力 扁 率 :p ee
e
288
q为赤道上的离心力与赤道上重力加速度之比，α为椭球扁率
①同一水准面上的重力值随纬度变化而变化； ②同一水准面上赤道上重力值有最小值，两极处有最大值； ③通过重力测量可以推求地球的大小。
• 几何大地测量学
• 物理大地测量学 • 空间大地测量学 （一）几何大地测量学（即天文大地测量学）
• 基本任务：是确定地球的形状和大小及确定地面 点的几何位置。
• 主要内容：国家大地测量控制网(包括平面控制网 和高程控制网)建立的基本原理和方法，精密角度 测量，距离测量，水准测量；地球椭球数学性质， 椭球面上测量计算，椭球数学投影变换以及地球 椭球几何参数的数学模型等。
从19世纪下半叶至20世纪40年代，人们将对椭球 的认识发展到是大地水准面包围的大地体。
几何大地测量学在这阶段的进展主要体现在以下几 方面：
第一篇大地测量11GNSS连续运行基准站
第一篇大地测量GNSS连续运营基准站第一章大地测量大纲要求：（1）根据测绘基准建设的基本要求，确定国家和区域连续运行基准站网、卫星定位控制网、搞成控制网（2）根据￥1.1GNSS连续运行基准站知识点一、基准站组成（硬件、软件、通讯组成）（1）连续运行基准站，由GNSS设备、观测墩、通讯设备、电源设备、计算机设备、气象设备、工作室、观测室等基本设备组成，并且具备长期连续观测和记录卫星信号的能力，通过数据通信定时或实时的将数据发送至数据中心。
（2）数据中心，由计算机、网络设备、专业软件以及机房组成，具备数据的处理，数据的分析，数据管理、产品服务等功能，用于数据汇集、储存、处理、分析和分发基站数据，形成产品服务。
（3）数据通讯网络，有公用或专业网络构成，用于基站与数据中心，数据中心与用户之间的数据交换，实时数据传输和数据产品服务分发二、基准站的分类与布设原则依据应用范围和任务要可分为国家基准站网，区域基准站网，专业基准站网国家基准站网：1是国家地理信息系统重要的基础设施2主要用来维护和更新国家地心坐标参考框架3开展国家高精度定位、导航、工程建设、地震监测、气象预报等国民基础设施建设，国防建设，科学研究等区域基准站网：1是省市自治区总要基础设施，用来维护和更新区域的地心坐标参考框架，区域地心参考框架应该与国家地心参考框架保持一致；专业基准站网：专业基准站网是有专业单位建设的基准站网，用于各个专业信息服务，专业基准站网应该与国际基准站网保持联系。
布设原则：国家基准站网布设：应该覆盖国家的整个领土领海，全国范围内均匀分布，站间距应该在100-200KM，国家基准站网应该满足国家地心坐标参考框架的维持和更新，并且兼顾国家发展，经济建设，地理因素等因素，国家基准站网分布每个省自治区至少有三个，且均匀分布，观测墩埋设于基岩基准站，直辖市至少有1-2个均匀分布，观测墩埋设于基岩的基准站。
区域基准站网布设：区域基准站网应满足区域地心参考坐标框架的更新和维持，均匀分布在整个省市直辖市，兼顾区域经济发展，基础设施建设，自然条件，定位需求的服务等因素，区域基准站网建设应兼顾相邻区域基准站网，实现有效覆盖，相邻区域基准站网重叠区域定位服务应保持一致。
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第1章大地测量1.1大地测量概论1.1.1大地测量的任务和特点1.1.1.1大地测量的任务大地测量是为研究地球的形状及表面特性进行的实际测量工作。
其主要任务是建立国家或大范围的精密控制测量网，内容：三角测量、导线测量、水准测量、天文测量、重力测量、惯性测量、卫星大地测量以及各种大地测量数据处理等。
大规模地形图测制及各种工程测量提供高精度的平面控制和高程控制；为空间科学技术和军事用途等提供精确的点位坐标、距离、方位及地球重力场资料；为研究地球形状和大小、地壳形变及地震预报等科学问题提供资料。
1.1.1.2现代大地测量的特点(1)长距离、大范围(2)高精度(3)实时、快速(4)“四维”。
能提供在合理复测周期内有时间序列的（时间或历元）、高于10-7相对精度的大地测量数据(5)地心(6)学科融合1.1.2大地测量的作用大地测量是组织、管理、融合和分析地球海量时空信息的一个数理基础，也是描述、构建和认知地球，进而解决地球科学问题的一个时空平台。
任何与地理位置有关的测绘都必须以法定的或协议的大地测量基准为基础。
各种测绘只有在大地测量基准的基础上，才能获得统一、协调、法定的平面坐标和高程系统，才能获得正确的点位和海拔高以及点之间的空间关系和尺度。
1.1.3大地测量系统与参考框架大地测量系统规定了大地测量的起算基准、尺度标准及其实现方式（包括理论、模型和方法）。
大地测量参考框架是通过大地测量手段，由固定在地面上的点所构成的大地网（点）或其他实体（静止或运动的物体）按相应于大地测量系统的规定模式构建的，是对大地测量系统的具体实现。
大地测量系统是总体概念，大地测量参考框架是大地测量系统的具体应用形式。
大地测量系统包括坐标系统、高程系统、深度基准和重力参考系统。
大地参考框架有坐标（参考）框架、高程（参考）框架和重力测量（参考）框架三种。
1.1.3.1大地测量坐标系统和大地测量常数大地测量坐标系统分为地心坐标系统和参心坐标系统。
从表现形式上分，大地测量坐标系统又分为空间直角坐标系统、大地坐标系统两种形式。
空间直角坐标一般用(x,y,z)表示；大地坐标用（经度λ，纬度φ，大地高h）表示，其中大地高h是指空间点沿椭球面法线方向至椭球面的距离。
大地测量常数是指与地球一起旋转且和地球表面最佳吻合的旋旋转椭球（即地球椭球）几何参数和物理参数。
它分为基本常数和导出常数。
基本常数唯一定义了大地测量系统。
1.1.3.2大地测量坐标框架1．参心坐标框架传统的大地测量坐标框架是由天文大地网实现和维持的，一般定义在参心坐标系统中，是一种区域性、二维静态的地球坐标框架。
1954北京坐标系和1980西安坐标系2．地心坐标框架国际地面参考框架(itrf)是国际地面参考系统(itrs)的具体实现。
2000国家大地控制网是定义在itf's2000地心坐标系统中的区域性地心坐标框架。
区域性地心坐标框架一般由三级构成。
第一级为连续运行站构成的动态地心坐标框架，它是区域性地心坐标框架的主控制；第二级是与连续运行站定期联测的大地控制点构成的准动态地心坐标框架；第三级是加密大地控制点。
1.1.3.3高程系统和高程框架1．高程基准高程基准定义了陆地上高程测量的起算点，区域性高程基准可以用验潮站的长期平均海面来确定，通常定义该平均海面的高程为零1954年，我国确定用青岛验潮站验潮计算的黄海平均海水面作为高程基准面，并在青岛市观象山修建了国家水准原点。
1956年，通过对青岛验潮站7年的验潮资料的计算，求出我国青岛水准原点高程为72.289m。
1985国家高程基准是我国现采用的高程基准，青岛水准原点高程为72.2604m。
2．高程系统我国高程系统采用正常高系统，正常高的起算面是似大地水准面。
由地面点沿垂线向下至似大地水准面之间的距离，就是该点的正常高，即该点的高程。
3．高程框架高程框架是高程系统的实现。
我国水准高程框架由国家二期一等水准网，以及国家二期一等水准复测的高精度水准控制网实现，以青岛水准原点为起算基准，以正常高系统为水准高差传递方式。
高程框架分为四个等级，分别称为国家一、二、三、四等水准控制网。
框架点的正常高采用逐级控制，其现势性通过一、二等水准控制网的定期复测来维持。
高程框架的另一种形式是通过（似）大地水准面精化来实现的。
1.1.3.4重力系统和重力测量框架重力是重力加速度的简称。
重力测量就是测定空间一点的重力加速度。
重力基准就是标定一个国家或地区的绝对重力值的标准。
重力参考系统则是指采用的椭球常数及其相应的正常重力场。
重力测量框架则是由分布在各地的若干绝对重力点和相对重力点构成的重力控制网，以及用作相对重力尺度标准的若干条长短基线。
1.1.3.5深度基准我国1957年起采用理论深度基准面为深度基准。
1.1.3.6时间系统与时间系统框架1．常用的时间系统大地测量中常用的时间系统有：(1)世界时(universaltime，ut)：以地球自转周期为基准，在1960年以前一直作为国际时间基准。
(2)原子时(atomictime，at)：(3)力学时(dynamictime，dt)：(4)协调时(unlversaltimecoordinated，utc)：(5)gps时(gpstime，gpst)：2．时间系统框架时间系统框架是对时间系统的实现。
描述一个时间系统框架通常需要涉及如下几个方面的内容：(1)采用的时间频率基准。
(2)守时系统。
(3)授时系统。
(4)覆盖范围。
覆盖范围是指区域或是全球1.1.3.7常用坐标系及其转换1．常用坐标系1)大地坐标系大地坐标系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，见图1-1-1。
地面点a向参考椭球体作法线，则法线与参考椭球的交点位置a'就叫a点的大地位置。
大地坐标系是参心坐标系，其坐标系统的原点位于参考椭球中心。
2)地心坐标系地心坐标系也是以参考椭球为基准面，地心坐标与上述的大地坐标系不同之处是，地面点a的纬度是以a'的向径a'o与大地赤道面的交角’b'表示的。
b'叫地心纬度，由图1-1-1可以看出，地心经度与大地经度是一致的。
地心坐标系应满足以下四个条件：(1)原点位于整个地球（包括海洋和大气）的质心；(2)尺度是广义相对论意义下某一局部地球框架内的尺度；(3)定向为国际时间局测定的某一历元的协议地极和零子午线，称为地球定向参数(eop)；(4)定向随时间的演变满足地壳无整体运动的约束条件。
3)空间直角坐标系以地心或参考椭球中心为直角坐标系的原点，椭球旋转轴为z轴，x轴位于起始子午面与赤道的交线上，赤道面上与x轴正交的方向为y轴，指向符合右手规则，便构成了直角坐标系（见图1-1-2）。
4)站心坐标系在描述两点间关系时，为方便直观，一般采用站心坐标系。
根据坐标表示方法，又可以将站心坐标系细分为站心直角坐标系和站心极坐标系，见图1-1-3、图1-1-4。
点为中心的站心直角坐标系定义如下：以p；(1)原点位于p(2)u轴与过p点的参考椭球面的法线重合，指向天顶；(3)n轴垂直于u轴，指向参考椭球的短半轴；(4)e轴垂直于u轴和n轴，最终形成左手系；(5)在站心直角坐标系下点的n、e、u坐标为该点在三个坐标轴上的投影长度。
以p点为中心的站心极坐标系定义如下：e平面为基准面；(1)np(2)极点位于p；(3)极轴为n轴。
点在站心极坐标系下的坐标用极距（r为由极点到该点的距离）、方位角(a为在s在基准面上投影的角度)、高基准面上，以极点为顶点，由极轴顺时针方向量测到p度角（el为极点与该点连线与基准面间的夹角）表示。
站心直角坐标与站心极坐标间可以相互转换。
进行gps观测时，常常采用gps卫星相对于测站的高度角、方位角来描述其在空间中的方位。
实际上，如果再加上测站到卫星的距离，就是一个完整的站心坐标。
5)高斯直角坐标系采用横切圆柱投影——高斯一克吕格投影的方法来建立平面直角坐标系统，称为高斯一克吕格直角坐标系，简称为高斯直角坐标系。
2．坐标系转换1)空间直角坐标与大地坐标间的转换将同一坐标参照系下的大地坐标(b，l，h)转换为空间直角坐标(x，y，z)的公式为式中，n为卯酉圈的半径；a为参考椭球的长半轴；b为参考椭球的短半轴；e为参考椭球的第一偏心率；f为参考椭球的扁率空间直角坐标(x，y，z)转换为大地坐标(b，l，h)的公式为式中，e'为参考椭球的第二偏心率；2)空间直角坐标与站心直角坐标间的转换在同一坐标参照系下，如果存在i和j两个点，i点在空间直角坐标系和大地坐标系下的坐标分别为(xi ，yi，zi)和(bi，li，hi)，j点在空间直角坐标系和大地坐标系下的坐标分别为(xj ，yj，zj)和(bj，lj，hj)，设j点在以i点为中心的站心直角坐标系下的坐标为(nij ，eij，uij)，则由空间直角坐标转换为站心直角坐标的公式为1.1.3.7常用坐标系及其转换式中，旋转矩阵ti 由bi、li计算。
而由站心直角坐标系转换为空间直角坐标系的公式为式中，旋转矩阵ti -1由bi、li计算。
3)不同大地坐标系三维转换不论大地坐标系转换为地心坐标系，还是地心坐标系转换为大地坐标系，以及其他参考椭球体之间坐标系的转换，一般都是将椭球坐标换算为相应空间直角坐标，通过空间直角坐标之间关系计算出转换参数。
反之，如果已知两个空间直角坐标系之间的转换参数，则可以使用三维转换模型将其转换为所需要的空间直角坐标系的坐标，然后利用空间直角坐标系(x、y、z)与大地坐标系(b、l、h)之间的转换关系，将其转换为椭球面坐标。
不同坐标系的三维转换模型很多，常用的有布尔沙模型（b模型）和莫洛坚斯基模型(m模型)。
——布尔沙模型（b模型）设任意点在ol 和o2为原点的两坐标系中坐标分别为x1i，y1i，z1i，和x2i，y2i，z2i，则布尔沙模型为式中，△xb、△yb、△zb为平移参数；εxb、εyb、εzb为旋转参数;mb为尺度变化参数。
——莫洛坚斯基模型(m模型)该模型的旋转和相似变换中心在地面网的大地原点上，并认为在旋转变化中大地原点的参心向量保证不变。
设有任意点在第一坐标系中的坐标为(x1i ，y1i，z1i，)，在第二坐标系中为(x2i，y2i，z 2i )，同时假定在第一坐标系中有参考点k，其坐标为(x1k，y1k，z1k)，则莫洛坚斯基模型为式中△xm、△ym、△zm为平移参数；εx m、εym、εzm为该模型转换参数。
在莫洛坚斯基模型中，受旋转和尺度的影响只是p点至参考点k的坐标差。
理论上，布尔沙模型与莫洛坚斯基模型的转换结果是等价的。
但在应用中有差别，布尔沙模型在全球或较大范围的基准转换时较为常用，在局部网的转换中采用莫洛坚斯基模型比较有利。