坐标系、坐标系统及坐标转换
地理信息中各种坐标系区别和转换
/f?kz=354009166地理信息中各种坐标系区别和转换总结一、北京54坐标到西安80坐标转换小结1、北京54和西安80是两种不同的大地基准面，不同的参考椭球体，因而两种地图下，同一个点的坐标是不同的，无论是三度带六度带坐标还是经纬度坐标都是不同的。
2、数字化后的得到的坐标其实不是WGS84的经纬度坐标，因为54和80的转换参数至今没有公布，一般的软件中都没有54或80投影系的选项，往往会选择WGS84投影。
3、WGS84、北京54、西安80之间，没有现成的公式来完成转换。
4、对于54或80坐标，从经纬度到平面坐标（三度带或六度带）的相互转换可以借助软件完成。
5、54和80间的转换，必须借助现有的点和两种坐标，推算出变换参数，再对待转换坐标进行转换。
（均靠软件实现）6、在选择参考点时，注意不能选取河流、等高线、地名、高程点，公路尽量不选。
这些在两幅地图上变化很大，不能用作参考。
而应该选择固定物，如电站，桥梁等。
二、西安80坐标系与北京54坐标系转换西安80坐标系与北京54坐标系其实是一种椭球参数的转换作为这种转换在同一个椭球里的转换都是严密的，而在不同的椭球之间的转换是不严密，因此不存在一套转换参数可以全国通用的，在每个地方会不一样，因为它们是两个不同的椭球基准。
那么，两个椭球间的坐标转换，一般而言比较严密的是用七参数布尔莎模型，即 X 平移， Y 平移， Z 平移， X 旋转（WX）， Y 旋转（WY）， Z 旋转（WZ），尺度变化（DM ）。
要求得七参数就需要在一个地区需要 3 个以上的已知点。
如果区域范围不大，最远点间的距离不大于 30Km （经验值），这可以用三参数，即 X 平移， Y 平移， Z 平移，而将 X 旋转， Y 旋转， Z 旋转，尺度变化面DM视为 0 。
在MAPGIS平台中实现步骤：第一步：向地方测绘局（或其它地方）找本区域三个公共点坐标对（即54坐标x，y，z和80坐标x，y，z）；第二步：将三个点的坐标对全部转换以弧度为单位。
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。
浅谈测绘工作中的坐标系统及其坐标的转换
它也是一种参心坐标系 ， 大地原点位于我国陕西省泾 阳县永乐镇 ， （ １ ） 采用的国际大地测量和地球物理联合会于 １ ９ ７ ５年推荐的椭球 参 数， 简称 １ ９ ７ ５旋转椭球 。它有四个基本参数 ： ①地球椭球长半径： ａ ＝ ６ ３ ７ ８ １ ４ ０ ｍ ⑦Ｇ是地心 引力常数： Ｇ Ｍ＝ ３ ． ９ ８ ６ ０ ０ ５ ｘ １ ０ １ ４ ｍ３ ／ ｓ ③地球重力场二阶带球谐 系数 ： Ｊ ２ ＝ １ ． ０ ８ ２ ６ ３ ￣ １ ０ ④地球 自转角速度： ∞＝ ７ ． ２ ９ ２ １ ｌ ５ ｘ ｌ ０ － Ｓ ｒ ａ ￣ｓ （ ２ ） 椭球面 同大地水准面在我 国境 内最 为密合； （ ３ ） 椭球定向明确， 其短轴指 向我 国地极原点 Ｊ Ｙ Ｄ１ ９ ６ ８ ． ０方向， 起始 大地子午面平行 于格林尼 治平均天文台的子午面。 １ － ３ 地 方 独 立坐 标 系 （ ４ ） 大地 高程基准面采用 １ ９ ５ ６黄海 高程系统 。 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 量坐标系 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 为了建立各种 比例尺地形 图的控制及工程测量控制 ， 一般应将椭球 中， 际上就是通过一些参数来确定地方参考椭球与投影面。 面上各点的大地坐标按照一定 的规律投影到平面上 ， 并 以相应 的平面直 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 角坐标表示 。 轴 向和扁率与国家参考椭球相 同， 其椭球半径 ａ 增大为： 目前各 国常采用 的是高斯投影和 Ｕ Ｔ Ｍ投影 ，这两种投影具有下 列 的中心 、
１ 简 述 常见的 坐标 系及 其各 自的特 点
2000坐标系转换城市坐标系
2000坐标系转换城市坐标系坐标系是地理信息系统（GIS）中用于描述和定位地球表面上点的一种方法。
在中国大陆，2000坐标系和城市坐标系是两种常见的坐标系。
2000坐标系是一种大地坐标系，经度和纬度用度、分、秒来表示。
它是以国家椭球体2000为基准，建立在国家测绘局的大地坐标系基础上，广泛应用于国土资源调查、地图制图、工程测量等领域。
城市坐标系是一种投影坐标系，通过将地球表面上的经纬度投影到二维平面上，以实现地图的制作和使用。
各个城市都可以根据自身区域特点建立自己的城市坐标系。
城市坐标系通常以米为单位，它可以提供更准确、更便捷的地图测量和分析。
由于两种坐标系的表示方式不同，我们有时需要进行坐标系之间的转换。
下面介绍一种将2000坐标系转换为城市坐标系的方法。
在进行转换之前，我们首先需要准备两个重要的参数：分带信息和投影参数。
分带信息是指将地球分为若干个带状区域，并为每个区域定义一个带号。
中国大陆通常采用“3度带”或“6度带”的方式，即每个带的经度范围是3度或6度。
分带信息可以通过查询相关的地图或空间数据资源获取。
投影参数是指将经纬度转换为平面坐标的数学模型参数。
不同的城市坐标系采用不同的投影方式和参数。
常见的投影方式有高斯投影、墨卡托投影等。
投影参数可以从相关的地图制作机构或数据提供者处获取。
有了分带信息和投影参数，我们就可以进行具体的坐标转换了。
1.首先，确定点的经纬度坐标，假设为(经度, 纬度)。
2.根据经度，确定所在分带。
3.根据所在分带，获取对应的投影参数。
4.使用投影参数，将经纬度转换为平面坐标。
需要注意的是，由于地球并非完全是一个完美的椭球体，实际的坐标系转换可能存在一定的误差。
在进行坐标转换时，应尽量选择准确的分带信息和投影参数，并合理控制误差。
通过将2000坐标系转换为城市坐标系，我们可以实现更加精确的地图测量和分析，为城市规划、交通管理、环境监测等领域提供准确的空间数据支持。
以上是关于2000坐标系转换城市坐标系的简要介绍和方法说明。
坐标转换方法说明
坐标转换是将一种坐标系统中的坐标值转换为另一种坐标系统中的坐标值的过程。
常见的坐标系统包括经纬度、平面直角坐标系等。
下面介绍几种常见的坐标转换方法：
经纬度与平面坐标的转换：这种转换常用于地图上的坐标定位。
其中，从经纬度转换到平面坐标需要使用投影算法，常见的投影方式包括墨卡托投影、高斯投影等。
而从平面坐标转换到经纬度则需要使用反投影算法。
地心坐标与地表坐标的转换：地心坐标是以地球质心为原点的三维空间坐标系，而地表坐标是以地球表面某一参考点为原点的二维坐标系。
转换过程需要考虑地球的形状和参数，常用的方法包括WGS84模型和GRS80模型等。
坐标系之间的转换：有时需要在不同的坐标系之间进行转换，如从笛卡尔坐标系转换到极坐标系。
这种转换涉及到坐标轴的旋转和缩放等变换。
坐标与高程的转换：有时需要将水平坐标与高程信息结合起来，如在地图中标注山峰的高度。
这种转换可以使用地形图数据或地球重力模型进行计算。
需要注意的是，在进行坐标转换时需要根据具体的应用场景和数据来源选择合适的转换方法，同时还需要注意坐标系统的精度和不确定性，避免数据误差积累导致的精度损失。
坐标转换最简单方法
坐标转换最简单方法
坐标转换是一种将一个坐标系统中的坐标转换为另一个坐标系统中的坐标的技术。
在实际应用中，我们经常需要将一组坐标从一个坐标系统转换为另一个坐标系统，以满足不同的需求。
下面介绍最简单的坐标转换方法。
一、笛卡尔坐标系和极坐标系的转换
转换公式如下：
x=r*cosθ
y=r*sinθ
其中，r为半径，θ为极角。
二、笛卡尔坐标系和球坐标系的转换
转换公式如下：
x=r*sin(θ)*cos(φ)
y=r*sin(θ)*sin(φ)
z=r*cos(θ)
其中，r为半径，θ为极角，φ为方位角。
三、笛卡尔坐标系和地理坐标系的转换
转换公式如下：
x=(R+h)*cos(φ)*cos(λ)
y=(R+h)*cos(φ)*sin(λ)
z=(R*(1-e^2)+h)*sin(φ)
其中，R为地球半径，h为海拔高度，φ为纬度，λ为经度，e
为地球偏心率。
四、笛卡尔坐标系和UTM坐标系的转换
转换公式比较复杂，需要借助专业的软件或工具进行转换。
常用的软件有ArcGIS、QGIS等。
总体来说，坐标转换需要掌握一定的数学基础和专业知识，但随着科技的发展，现在已经有了很多方便快捷的坐标转换工具和软件，使得坐标转换变得更加简单和便捷。
几种参考坐标系及其转换
地理坐标系转动
¾ 载体的运动将引起地理坐标 系相对地球坐标系转动。如 果考察地理坐标系相对惯性 坐标系的转动角速度，应当 考虑两种因素：一是地理坐 标系随载体运动时相对地球 坐标系的转动角速度；二是 地球坐标系相对惯性参照系 的转动角速度。
惯性坐标系/地球坐标系/地理坐 标系
载体坐标系
构成右手直角坐标系。
㈡ 惯性导航基础知识
¾惯性空间与惯性参照系 ¾惯性导航中常用的坐标系统 ¾直角坐标系间的角度关系与方向余
空间坐标系之间的角度关系可用一矩阵来表示,即方 向余弦矩阵。
方向余弦矩阵
欧拉角定义
根据欧拉角求取方向佘弦 矩阵
惯性坐标系
¾ 惯性坐标系是描述惯性空间的一种坐标系，在惯性坐标系中， 牛顿定律所描述的力与运动之间的关系是完全成立的。要建立 惯性坐标系，必须找到相对惯性空间静止或匀速运动的参照 物，也就是说该参照物不受力的作用或所受合力为零。然而根 据万有引力原理可知,这样的物体是不存在的。通常我们只能建 立近似的惯性坐标系，近似的程度根据问题的需要而定。惯性 导航系统中我们常用的惯性坐标系是太阳中心惯性坐标系，若 载体仅在地球附近运动,如舰船惯性导航系统,也可用地球中心惯 性坐标系，此时要同时忽略太阳的引力和地球中心的平移加速 度。
地球坐标系坐标系
地球坐标系 oxe ye ze 如图所 示。其原点取在地心；ze 轴沿极 轴（地轴）方向， xe 轴在赤道平 面与本初子午面的交线上，ye 轴 也在赤道平面内并与 xe 、ze 轴构
成右手直角坐标系。
在导航定位中，运载体相对地球 的位置通常不用它在地球坐标系中的
直角坐标来表示，而是用经度 λ 、纬 度ϕ 和高度（或深度） h 来表示，即
经纬度坐标系。
GPS测量中坐标系统及坐标系的转换
２．１ ＷＧＳ－８４坐标系 ＷＧＳ－８４坐标系是目前ＧＰＳ所采用的坐
标系统，ＧＰＳ所发布的星历参数就是基于此 坐标系统的。 ＷＧＳ－８４坐标系统的全称是
Ｗｏｒｌｄ Ｇｅｏｄｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ－８４（世界大地坐标系－８４），它 是一个地心地固坐标系统。ＷＧＳ－８４坐标系统由美国国 防部制图局建立，于１９８７年取代了当时ＧＰＳ所采用的 坐标系统－ＷＧＳ－７２坐标系统而成为ＧＰＳ的所使用的坐 标系统。ＷＧＳ－８４坐标系的坐标原点位于地球的质心， Z轴指向ＢＩＨ１９８４．０定义的协议地球极方向，X 轴指向 ＢＩＨ１９８４．０的启始子午面和赤道的交点，Y 轴与X 轴和 Z轴构成右手系。采用椭球参数为： a ＝ ６ ３７８ １３７ｍ， f ＝ １／２９８．２５７ ２２３ ５６３。 ２．２ １９５４年北京坐标系
３ 坐标系统的转换
在工程应用中使用ＧＰＳ卫星定位系统采集到的数 据是ＷＧＳ－８４坐标系数据，而目前我们测量成果普遍使 用的是以１９５４年北京坐标系或是地方（任意）独立坐 标系为基础的坐标数据。因此必须将ＷＧＳ－８４坐标转换 到ＢＪ－５４坐标系或地方（任意）独立坐标系。
目前一般采用布尔莎公式（七参数法）完成
转换成工程所需坐标的过程。将空间直角坐标系转换成大地坐标系，得到大地坐标，转换成任意独立坐标系，得到独立坐标。
关键词： ＧＰＳ；坐标系统；坐标系；转换
中图分类号：Ｐ２７
文献标识码：Ａ
１ 概述ＧＰＳ及其应用
ＧＰＳ即全球定位系统（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）是美国从２０世纪７０年代开始研制， 历时２０年，耗资２００亿美元，于１９９４年全面 建成的卫星导航定位系统。作为新一代的卫 星导航定位系统经过２０多年的发展，已成为 在航空、航天、军事、交通运输、资源勘 探、通信气象等所有的领域中一种被广泛采 用的系统。我国测绘部门使用ＧＰＳ也近十年 了，它最初主要用于高精度大地测量和控制 测量，建立各种类型和等级的测量控制网， 现在它除了继续在这些领域发挥着重要作用 外还在测量领域的其它方面得到充分的应 用，如用于各种类型的工程测量、变形观 测、航空摄影测量、海洋测量和地理信息系 统中地理数据的采集等。ＧＰＳ以测量精度高； 操作简便，仪器体积小，便于携带； 全天候 操作；观测点之间无须通视；测量结果统一在 ＷＧＳ８４坐标下，信息自动接收、存储，减少 繁琐的中间处理环节、高效益等显著特点，赢 得广大测绘工作者的信赖。
CGCS2000坐标系与WGS84坐标系的关系及转换
CGCS2000坐标系与WGS84坐标系的关系及转换发表时间：2015-12-25T15:19:19.327Z 来源：《基层建设》2015年15期供稿作者：王继承[导读] 辽宁省摄影测量与遥感院辽宁沈阳我们要充分理解它们之间的关系，概念上要将它们区别对待，在不同精度的生产项目中要对其灵活应用和灵活转换，使之更好的服务于我们的测绘生产。
王继承辽宁省摄影测量与遥感院辽宁沈阳 110034摘要：本文论述了CGCS2000坐标系与WGS84坐标系定义、实现方法及相互关系，并指出了在实际工作中2种坐标系相互使用、转换时需要注意的问题。
关键词：CGCS2000坐标系；WGS84坐标系；框架；历元；扁率1 前言2000国家大地坐标系简称CGCS2000坐标系，是我国当前最新的国家大地坐标系，2008年7月1日我国CGCS2000坐标系的正式启用，其优越性也经逐步得到体现，各级测绘成果也逐步的向其过渡，WGS84坐标系是美国国防部制图局建立起的坐标系，目前主流航空摄影定位设备均采用美国的GPS系统，获取的数据成果均采用WGS84坐标系，CGCS2000坐标系与WGS84坐标系同属地心坐标系，表现形式以及坐标数值差异不大，实际工作中容易对这2种坐标系进行混淆，本文对这2种坐标系的定义、实现方法及相互关系做了较详细的介绍，并指出这2种坐标系在使用及转换时应注意的问题。
2 2000国家大地坐标系定义和实现2000国家大地坐标系（china geodetic coordinate system 2000），缩写为CGCS2000，它是全球地心坐标系在我国的具体体现，其定义包括坐标系的原点、三个坐标轴的指向、尺度以及地球椭球的4个基本参数的定义，其原点为包括海洋和大气的整个地球的质量中心，Z轴由原点指向历元2000的地球参考极的方向，X轴由原点指向格林尼治参考子午线与地球赤道面（历元2000.0）的交点，Y轴与Z轴、X轴构成右手正交坐标系。
坐标转换
《坐标转换的基础知识》一、坐标体系（大类）坐标用来表示地球表面各点的空间位置。
坐标体系通常分为空间直角坐标系、大地坐标系(俗称经纬度坐标)、平面直角坐标系(俗称公里网坐标)三大类。
① 空间直角坐标系常用于宇宙空间科研或参数中间转换，日常生活中使用较少，在此不多做介绍；常规测量一般使用大地坐标系及平面直角坐标系坐标。
② 大地坐标系俗称经纬度坐标，是球面坐标体系，经纬度---竖向记作纬度X（B）、横向记作经度Y（L）。
纬度采用赤道为起始0度、北极为90度、南极为-90度，向北增大、向南减小，北半球记作北纬XX度，南半球记作南纬XX度。
经度采用英国伦敦的格林威治天文台作为起始0度，向东为正记作东经XX度，向西为负记作西经XX 度。
经度按每15度划分时区，共24个时区，对应24小时，我国首都处于东经117度、北纬40度附近，属于东8时区(105-120度)，时区与坐标分带无关。
③ 通常我们使用的都是平面地图，能表示地物点的方位、距离及高程等信息。
使用大地坐标系的球面坐标研究整个地球是合适的，显然采用度分秒格式无法表示地物点间的距离，不利于日常使用。
当针对某个地区绘制平面地图时，需要采用地球中心作为参考中心进行平面投影，这就形成了平面直角坐标体系（俗称公里网坐标），一般以米作为计量单位。
公里网坐标都采用北方为上-X-正，东方为右-Y-正，上北下南左西右东的绘图方式，这与平时的数学坐标系统右为X 正、上为Y正不同，需要特别注意。
二、平面坐标投影方式将球面坐标投影为平面坐标，常用墨卡托投影、等角圆锥投影、高斯克吕格投影、UTM投影等。
① 正轴墨卡托投影（简称墨卡托投影，是正轴等角圆柱投影，适合编制航海图，经纬线都是直角正交的），于1569年创立。
假想一个与地轴方向一致的圆柱切或割于地球，按等角条件，将经纬网投影到圆柱面上，将圆柱面展为平面后，即得本投影。
墨卡托投影有切圆柱投影与割圆柱投影之分。
② 等角圆锥投影（适合编制区域性专题地图），是用圆锥切割地球的两条标准纬线，又称双标准纬线等角圆锥投影（适合编制全国地图），其变种为单标准纬线等角圆锥投影（适合编制省级地图）。