测量坐标系的种类
笛卡尔坐标系、柱坐标系、球坐标系都有啥区别
笛卡尔坐标系、柱坐标系、球坐标系都有啥区别什么是坐标系坐标系，是理科常用辅助方法。
为了说明质点的位置、运动的快慢、方向等，必须选取其坐标系。
在参照系中，为确定空间一点的位置，按规定方法选取的有次序的一组数据，这就叫做“坐标”。
在某一问题中规定坐标的方法，就是该问题所用的坐标系。
坐标系有几种形式在数学中，坐标系的种类很多，常用的坐标系有以下几种，一是平面直角坐标系（笛卡尔坐标系），二则是平面极坐标系，三是柱坐标系，四是球坐标系坐标系的种类很多。
物理学中常用的坐标系，为直角坐标系，或称为正交坐标系。
为什么会有这么多种坐标系，难度不能统一用1种为什么我们需要多个坐标系统呢？任何一个坐标系统都是无限的，包括了空间中的所有点。
所以，我们用任意一个坐标系统，然后规定它是“世界空间”，然后所有的点位置都可以用这个坐标系统来描述了。
难道就不能更简单点了么？实践证明的答案是不能。
很多人发现在不同的场景下使用不同的坐标系统更方便。
使用多个坐标系统的原因是，在一个特定的场景上下文中，可以拥有一份确定的信息。
也许整个世界上的所有点都可以在一个坐标系里表示，然而，对于一个确定的顶点a，我们可能不知道它在世界坐标中的位置，但是我们可能可以明确它在相对于某些坐标系统中的位置。
比如，有两个相邻的城市A，B。
A城市聪明的居民们在代价公认的一个城市的中心建立了坐标原点，然后用罗盘所指的方向来作为坐标轴，而B城市的居民可能在他们的城市中一个任意的位置建立了坐标原点，然后然坐标轴的方向在一个任意的方向，两座城市的居民都觉得他们各自的坐标系统十分便利。
然而，这时候有一名工程师被分配了一个任务，要求他在两个城市之间建立第一条公路，而且需要一个地图来清楚地看两个城市以及城市间的所有细节。
因此引入了更为便利的第三坐标系，这个坐标系对于两座城市的居民没有任何影响。
两座城市中各自的坐标点都需要从本地坐标转换成新的坐标系的坐标来绘制新地图。
几种坐标系有什么区别笛卡尔坐标系：平面直角坐标系笛卡尔坐标系就是直角坐标系和斜角坐标系的统称。
测绘专业名词解释
测绘专业名词解释1、地图比例尺：地图上某一线段的长度与地面上相应线段水平距离之比。
2、等高距：地形图上相邻等髙线的高程之差。
3、半面控制点：已测得平面坐标值的控制点。
4、高程控制点：已测得高程值的控制点。
5、地形测量：根据规范和图示，将地貌、地物及其他地理要素测量并记录在某种载体上的过程。
6、工程测量：工程建设和口然资源开发各阶段进行的控制测量、地形测绘、施工放样、变形监测等测量工作。
7、水平角：一点到两目标的方向线垂直投影在水平面上的夹角。
8、控制测量：为建立测量控制网而进行的测量工作，作为地形测量和工程测量的依据，以保证必须的精度，包括半面控制测量、高程控制测屋和三维控制测量。
9、大地水准面：特定、恒定重力位的平均海水面。
10、测绘科学：研究地理信息的获取、处理、描述和应用的学科，其内容包括研究测定、描述地球的形状，大小、重力场、地表形态以及它们的各种变化，确定口然和人造物体、人工设施的空间位置及属性，制成各种地图和建立有关信息系统。
11、地方坐标系：局部地区建立平面控制网时，根据需要投影到任意选点面上或采用地方子午线的一种直角坐标系。
12、独立坐标系：任意选定原点和坐标轴的直角坐标系。
13、随机误差（偶然误差）：同样测量条件下的测量值序列中，测量值大小、方向不定，表面没有规律性，实际服从一定统计规律的测量误差。
14、系统误差：同样条件下的测量值序列中，各测量值的测量误差的数值，符合保持不变或按某确定规律变化的测量误差。
15、测量数据质量控制：采用技术措施和管理措施，使测量数据在釆集、存储、传输中满足相关质量要求的工艺过程。
16、电子地图：是利用计算机技术，以数字方式存储和查阅的地图。
17、数字地球：数字地球是以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为基础, 以宽带网络为纽带运用海量地球信息对地球进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类的三维描述，并利用它作为工具來支持和改善人类活动和生活质量。
测量学基本知识基本分类1
4. 我国的高程系统
主要有： （1）1985国家高程系统 （2）1956黄海高程系统 （3）地方高程系统。 注：水准原点：青岛市观象山 H0= 72.260m（85黄海系） = 72.289m（56黄海系）
§1.3 测量工作概述
一．测量的基本工作
——测角、量边、测高差
二．测量工作中用水平面代替水准面的限度
三．学习本课程的意义及要求
1．学习本课程的意义。
◆采矿工程的建设、生产阶段、扩建维修 及变形监测、地面建筑物的保护等均要
进行测量工作。
◆从高职专业的特点看，更要学好测量学。
２．学习好本课程的要求。
◆认真听课；
◆做好笔记； ◆独立完成作业；
◆实验课认真对待。
§1.2 地面点位的确定
确定地面点的空间位置需要用三个 量，在测量工作中一般用:
图形：正反方位角关系图及例题
例1 X 已知: AB= 88°20′24″ JK=316°12′3 ″ 求 BA ，KJ AB A 解： BA=268°20′24 ″ KJ=136°12′3 ″
AB
B
BA Y
2、象限角 定义：直线与标准方向线所夹的锐角 称为象限角。象限角的取值范围为 0°-90°
(三）．测量工作的基本原则 布局上：由整体到局部 精度上：由高级到低级 次序上：先控制后碎部
测量工作的又一原则:
“前一步工作未作检核，不进行下一步工作”。
四.角度与弧度的换算关系
1弧度 = 180
= 57.29577951 =
0
0
= 3438' = ' = 206265" = "
1．对水平角、距离的影响——两点距离
测量坐标系
方位角的互算
A A m
A A
m
真 北
Am A α
O
P
三种方位角的关系
正、反方位角
✓ 正、反坐标方位角：
✓ 正、反真方位角： ✓ 正、反磁方位角：
180
12
21
A A ( ) 180
12
21
2
1
A A ( ) 180
磁12
磁 21
m1
m2
真 北
γ1
α12
A12
➢ 方位角及其互换
由直线一端的标准方向线北端起，顺时针量至该直线的 水平角。其取值范围：0°～360°。
方位角的种类 ✓真方位角
由子午线北端起算的方位角 ，用A表示。
✓磁方位角
由磁北方向起算的方位角 ，用A磁 表示。
✓坐标方位角
由X坐标轴北端起算的方位角 ，用α表示 。
真 北
Aα
Am
O
P
三种方位角的关系
（3）P点距离中央子午线和赤道的投影距离各为多少米？ 10. 什么叫绝对高程？什么叫相对高程？ 11. 用水平面代替水准面，地球曲率对水平距离、水平角和高
程有何影响？
12.根据“1956年黄海高程系”算得地面上A点高程为 63.464m，B点高程为44.529m。若改用“1985国家 高程基准”，则A、B两点的高程各应为多少？
1
3
γ2
A21
2
α21
Quadrantal Angle（象限角）
✓ 象限角
从标准方向线的北端或南端，顺时针或逆时针量至某直线的
水平锐角，以R表示，取值范围为0°～90°。
✓ 象限角与坐标方位角的换算
N
第一象限
测量学
测量学测量学:是研究地球的形状和大小以及测定地面点的位置和高程，将地球表面的地形及其他信息测绘成图的学科。
测量学的分支科学1、普通测量学2、大地测量学3、摄影测量学4、工程测量学5、海洋测量学测量学的任务1.测图2、测设3、监测水准面：处于自由静止状态的水面。
大地水准面：平均海水面向陆地延伸所形成的闭合水准面测量坐标系: ①地理坐标系②平面直角坐标系③地心坐标系高斯投影：是地图投影的一种，是实现地球与平面转换的科学方法。
测量高程系：1956年黄海平均海水面的水准原点高程为72.289M，1985年国家高程基准的水准原点高程为72.260M。
两者相差0.029m。
测量工作中是以大地水准面作为高程基准面。
地球曲率的影响：1.对水平距离的影响忽略不计；2.对水平角的影响忽略不计；3.对高程影响较大。
地物：是地表面的固定性无体。
地貌：是地球表面各种起伏的自然形态。
测量的基本工作：距离、角度、高程测量测量工作的基本原则：在程序上“先控制后碎步”，在布局上“由整体到局部”，在精度上“从高级到低级”、“步步有校核”水准测量原理:利用水准仪提供一条水平视线,配合水准尺测出两点间的高差,根据已知点高程,求出待定点高程.高程测量可分为水准测量、三角高程测量和GPS高程测量等。
水准仪分为微倾水准仪、自动安平水准仪、数字水准仪。
微倾水准仪精度可分为：DS05、DS1、DS3、DS10、DS20五个等级。
DS3型微倾水准仪组成: 1.望远镜2、水准器3、基座水准仪应满足的几何条件（1）圆水准器轴应平行与仪器竖轴（2）十字丝横线应垂直于仪器竖轴（3）水准管轴应平行于视准轴DS3仪器的水准管划分值为20″/2㎜微型水准尺的使用步骤：安置→初平→照准（目镜调焦→初略瞄准→物镜调焦→消除视差→精确调焦）→精平→读数水准点：沿水准路线每隔一定距离布置的高程控制点。
水准点分为永久性水准点和临时性水准点测站：安置水准仪的地方测点；立水准尺的点侧段：两水准点间的路线水准路线：水准测量设站观测经过的路线。
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地坐标）通过某种数学变换映射到平面上，这种变换又称为投影变换。投影 变换的方法有很多，如 UTM 投影、Lambuda 投影等，在我国采用的是高斯-克 吕格投影，也称为高斯投影。 (2) GPS 测量中常用的坐标系统 ①WGS-84 坐标系
② 卫星星历误差:卫星星历是 GPS 卫星定位中的重要数据。卫星星历是由地面 监控站跟踪监测 GPS 卫星测定的。由于地面监控站测试的误差以及卫星在空 中运行受到多种摄动力影响，地面监测站难以充分可靠地测定这些作用力的 影响，使得测定的卫星轨道会有误差。
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③ 卫星钟差:卫星钟差是 GPS 卫星上所安装的原子钟的钟面时与 GPS 标准时间 之间会有偏差和漂移，并且随着时间的推移而发生变化。而 GPS 定位所需要 的观测量都是以精密测时为依据，卫星钟差会对伪码测距和载波相位测量产 生误差。当卫星钟差总量达到 1ms 时，产生的等效距离误差可达 300KM
卫星的轨道参数、卫星钟改正数和其它一些系统参数。用户一般 需要利用此导航信息来计算某一时刻 GPS 卫星在地球轨道上的位 置，导航信息也被称为广播星历。
4、GPS 误差
利用 GPS 定位时，GPS 卫星播发的信号受各种因素影响，使得测量结果 产生误差，精度下降。影响 GPS 定位精度的因素可分为下列几个方面：
(3) 精确的时间 ①GPS 工作卫星都安设有 4 台原子钟，一般是两台铷原子钟和两台铯原子钟。 ②GPS 接收机则装一个普通的石英钟，用接收 4 个卫星来消除时钟误差。 ③卫星和接收机的时钟都正确（无误差），那么 4 个卫星的测量结果应穿过同
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一个点。 ④若卫星和接收机时钟存在误差时，测量结果无法相交于一个点时，接收机的处
数控机床坐标系简介
定位：确定工件 在机床中的位置
测量：测量工件 的尺寸和形状
校准：校准机床 和工件的精度
检测：检测工件 的质量和性能
数控机床坐标系 的校准与调整
校准的目的与内容
目的：确保数控机 床的精度和稳定性
内容：包括对机床 的机械、电气、液 压等各个部分的校 准
校准方法：使用专 用的校准工具和设 备按照规定的程序 进行
确定坐标系轴向： 选择合适的轴向 如X轴、Y轴、Z 轴等
设置坐标系参数： 根据实际需求设 置坐标系的尺寸、 精度等参数
验证坐标系设置： 通过实际加工验 证坐标系的设置 是否正确如有问 题及时调整
坐标系设置的原则
原点：选择便于 编程和操作的位
置
方向：选择便于 编程和操作的方
向
单位：选择便于 编程和操作的单
原点的位置可以通过数控系统 的参数设置进行修改
原点的位置对于数控机床的加 工精度和效率有重要影响
坐标系的方向
数控机床坐标系的原点：通常位于机床工作台的中心
坐标系的方向：通常采用右手定则来确定
右手定则：将右手握拳拇指指向X轴的正方向食指指向Y轴的正方向中指指向Z轴 的正方向
坐标系的方向：可以按照右手定则进行旋转以适应不同的加工需求
技术展望
智能化：数控机床 将更加智能化实现 自动编程、自动加 工等功能
网络化：数控机床 将实现网络化实现 远程监控、远程诊 断等功能
高速化：数控机床 将实现高速化提高 加工效率和精度
环保化：数控机床 将更加环保减少废 气、废液等污染物 排放
对未来发展的建议
加强技术创新提高数控机床的精度和效率 注重环保和节能降低数控机床的能耗和污染 加强人才培养提高数控机床的操作和维护水平 加强国际合作引进先进技术和经验提高数控机床的国际竞争力
测量中的坐标系及其
地方独立坐标系的由来及特点
基于限制变形、方便、实用和科学的目的，在许多城市和工程测 量中，常常会建立适合本地区的地方独立坐标系，建立地方独 立坐标系，实际上就是通过一些参数来确定地方参考椭球与投 影面。
地方参考椭球一般选择与当地平均高程相对应的参考椭球，该椭 球的中心、轴向和扁率与国家参考椭球相同，其椭球半径a增 大为：
再利用高斯投影坐标正算公式，计算该点在邻带的平 面直角坐标(x2,y2)。
1）平面直角坐标系之间的转换
假设原始坐标系为 xoy ，转换后为 x'o' y',令P表示平面上一个未 被转换的点，P’表示经某种变换后的新点，则平面直角坐标系 之间存在三种变换分别是平移变换、比例变换和旋转变换。
对于平移变换，假定 Tx 表示点P沿X方向的平移量，Ty 为沿Y方向 的平移量。则有相应的矩阵形式为。 （1）
x'
1
y
'
(1
m)
z
x
1
x
y
x y
x y
z
'
y x 1 z z
式中，x, y, z 为三个平移参数， x , y , z 为三个旋转参数，m为尺 度变化参数。
上式即为测量中两个不同空间直角坐标系之间的转换模型，在实 际中，为了求得这7个转换参数，在两个坐标系之间需要至少 有3个已知坐标的重合的公共点，列9个方程。
（4）带号与中央子午线经度的关系为 L6,0 6n 3
L3,0
3k
高程系统的由来及特点
在测量中有三种高程，分别是大地高，正高，正常高， 我国高程系统日常测量中采用的是正常高，GPS测量 得到的是大地高。
高程基准面是地面点高程的统一起算面，通常采用大地 水准面作为高程基准面。所谓大地水准面是假想海洋 处于完全静止的平衡状态时的海水面，并延伸到大陆 地面以下所形成的闭合曲面。
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一、测量坐标系的种类
（一）、按坐标的种类分类 1.大地坐标系 大地坐标系 （1）经、纬度 ） 经纬度有天文经纬度和大地经纬度之分。 经纬度有天文经纬度和大地经纬度之分。 天文经、纬度用λφ表示 以铅垂线为基准线， 表示， 天文经、纬度用 表示，以铅垂线为基准线，用天文测 量方法测定。 量方法测定。 大地经、纬度用L、 表示 表示， 大地经、纬度用 、B表示，以地球椭球的发现为计算的 基准线，用大地测量的方法计算得到。 基准线，用大地测量的方法计算得到。 同一点的天文经纬度和大地经纬度不相同， 同一点的天文经纬度和大地经纬度不相同，原因在于同 点上的铅垂线和地球椭球的法线不相重合。 点上的铅垂线和地球椭球的法线不相重合。两者产生的夹角 称之为垂线偏差。 称之为垂线偏差。 （2）高程 ） 点的高程，常见的有：大地高、正高、正常高。 点的高程，常见的有：大地高、正高、正常高。
一、测量坐标系的种类
（二）、按坐标的中心（原点）不同分类 按坐标的中心（原点） 分为地心坐标系、 分为地心坐标系、参心坐标系和站心坐标系 1.地心坐标系 地心坐标系 （1）地心大地坐标系 ） 地球椭球的中心和地球质心重合的大地坐标系。 地球椭球的中心和地球质心重合的大地坐标系。 （2）地心空间直角坐标系 ） 地球椭球的中心和三维直角坐标系的原点重合的空间直 角坐标系。 角坐标系。 （3）地心平面直角坐标系 ） 由地心大地坐标系转化而来的平面直角坐标系。 由地心大地坐标系转化而来的平面直角坐标系。
测量坐标系
西安科技大学测绘学院 史经俭
测量坐标系 共讨论以下两个内容 一、测量坐标系的种类 二、坐标系之间的转换
一、测量坐标系的种类
确定地球表面或外层空间中实体（ 的空间位置， 确定地球表面或外层空间中实体（点）的空间位置，是 测绘的基本任务之一，也是最重要、最基础的工作。 测绘的基本任务之一，也是最重要、最基础的工作。 实体（ 的空间位置的表达可用多种方式。 实体（点）的空间位置的表达可用多种方式。常用的是 用处于某种坐标系中的坐标表达。 用处于某种坐标系中的坐标表达。 要表达实体（ 的空间位置，应用三维坐标表示。 要表达实体（点）的空间位置，应用三维坐标表示。 测量上的常用坐标系有多种，可按不同的方式进行描述。 测量上的常用坐标系有多种，可按不同的方式进行描述。 （一）、按坐标的表达方式分类 可分为笛卡尔坐标、曲线坐标和平面直角坐标。 可分为笛卡尔坐标、曲线坐标和平面直角坐标。 1.大地坐标系 大地坐标系 表示点在大地坐标系中的位置，用经度、纬度和高程表示。 表示点在大地坐标系中的位置，用经度、纬度和高程表示。
一、测量坐标系的种类
（一）、按坐标的种类分类 1.大地坐标系 大地坐标系 （1）经、纬度 ） （2）高程 ） 大地高：点沿地球椭球法线到地球椭球的距离。 大地高：点沿地球椭球法线到地球椭球的距离。 点沿地球铅垂线到大地水准面的距离。 正 高：点沿地球铅垂线到大地水准面的距离。 正常高：点沿铅垂线到似大地水准面的距离。 正常高：点沿铅垂线到似大地水准面的距离。 在我国，目前使用的是： 在我国，目前使用的是：大地经纬度和正常高表示点的三维 空间位置。 空间位置。
一、测量坐标系的种类
（一）、按坐标的种类分类 2.直角坐标系 直角坐标系 （1）三维（空间）直角坐标系 ）三维（空间） 以相互垂直的三个坐标轴X、 、 构成三维直角坐标系 构成三维直角坐标系， 以相互垂直的三个坐标轴 、Y、Z构成三维直角坐标系，用 来表达点的空间位置。 来表达点的空间位置。 （2）平面直角坐标系 ） 以相互垂直的二个坐标轴x、 构成二维平面直角坐标系 构成二维平面直角坐标系， 以相互垂直的二个坐标轴 、y构成二维平面直角坐标系，用 来表达点的平面位置。再配以高程表示点的三维空间位置。 来表达点的平面位置。再配以高程表示点的三维空间位置。
一、测量坐标系的种类
（二）、按坐标的中心（原点）分类 按坐标的中心（原点） 1.参心坐标系 参心坐标系 （1）参心大地坐标系 ） 地球椭球的中心和地球质心不重合的大地坐标系。 地球椭球的中心和地球质心不重合的大地坐标系。 （2）地心空间直角坐标系 ） 地球椭球的中心和三维直角坐标系的原点不重合的空间 直角坐标系。 直角坐标系。 （3）地心平面直角坐标系 ） 由参心大地坐标系转化而来的平面直角坐标系。 由参心大地坐标系转化而来的平面直角坐标系。
地球 坐标 系的 分类 及其 相互 关系
测量坐标系
二、测量坐标系的种类
Байду номын сангаас
测量坐标系
三、坐标系之间的转换