测量相关的坐标体系

1、测量相关得坐标体系地固坐标系又称大地坐标系/地球坐标系，就是一种固定在地球上，随地球 一起转动得非惯性坐标系。根据其原点得位置不同，分为地心坐标系与参心坐标 系。地心坐标系得原点与地球质心重合、GPS卫星定位测量常用得WGS84 坐标系就就是一种地心坐标系，坐标原点为地球质心，其地心空间直角坐标系得 Z轴指向BIH (国际时间服务机构)1984、0定爻得协议地球极(CTP)方向，X 轴指向BIH 1984、0得零子午面与CTP赤道得交点，Y轴与Z轴、X轴垂直构 成右手坐标系，称为1984年世界大地坐标系统.参心坐标系得原点与某一地区或国家所采用得参考椭球中心重合，通常与地 球质心不重合。我国先

2、E建立得1954年北京坐标系、1 980西安坐标系都就是 参心坐标系.但就是随着GNSS技术得发展，很多国家都逐渐开使用地心坐标 系、AutoCAD中采用得数学坐标系：世界坐标系(WCS)即参照坐标系.其它所 有得坐标系都就是相对WCS定艾得，WC S就是永远不改变得.用户坐标系统(U CS)即工作中得坐标系，使我们绘图使用最多得坐标系。(Cass7、0绘图软件采用得坐标系为测量坐标系，正好与数学上得笛卡尔 坐标系相反，X轴为南北方向，Y轴为东西方向.这就就是在CAD中查询出得坐标与在Cass中查询出得坐标纵横坐标刚好 相反得原因)1、地理坐标地理坐标就是用纬度、经度表示地面点位置得球面坐标。

3、在大地测量学中， 对于地理坐标系统中得经纬度有三种提法：天文经纬度、大地经纬度与地心经纬 度.(1)天文坐标系天文坐标系就是以铅垂线为基准、以大地水准而为基准而建立得坐标系，它 以天文经纬度(入，W)表示地而点在大地水准而上得位置，其中天文经度入就 是观测点天顶子午面与格林尼治天顶子午面间得二面角，地球上定义为本初子午 面与观测点之间得二面角；天文纬度屮定艾为铅垂线与赤道平面间得夹角。(2) 大地坐标系大地坐标系就是以椭球面法线为基准线，以参考椭球面为基准面建立得坐标 系，它以大地坐标(L,B,h)表示地面点在参考椭球面上得位置，其中大地经度L 为参考椭球面上某点得大地子午面与本初子午面间得二

4、面角，大地纬度B为参考 椭球而上某点得法线与赤逍平面得夹角，北纬为正，南纬为负；为h为大地高，即 从观测点沿椭球法线方向到椭球而得距离。我国目前常用坐标系为1954北京坐 标系、1980国家大地坐标系以及2000国家大地坐标系(CGCS200 0).(3) 地心坐标系地心坐标系就是地固坐标系得一种，就是指以总地球椭球为基准、原点与质 心重合得坐标系，它与地球体固连在一起，与地球同步运动。 它以(L,B)来 表示点得位置，其中L为地心经度，与大地经度一致；B为地心纬度，指参考椭 球而上观测点与椭球质心或中心连线与赤道面之间得夹角.心坐标系就是在大地 体内建立得O XYZ坐标系。原点0设在大地体得

5、质量中心，用相互垂直得X, Y,Z三个轴来表示，X轴与首子午面与赤道面得交线重合，向东为正。Z轴与地球 旋转轴重合，向北为正。Y轴与XZ平面垂直构成右手系.2、直角坐标（D高斯平面直角坐标地理坐标就是球面坐标，当测区范围较大时，要建平面坐标系就不能忽略地 球曲率得影响。把地球上得点位化算到平面上，称为地图投影。地图投影得方法 有很多，目前我国采用得就是高斯一克吕格投影（又称高斯正形投影），简称 高斯投影。它就是由德国数学家高斯提出得，由克吕格改进得一种分带投影方法. 它成功解决了将椭球面转换为平面得问题。公式一 Lo=（6N-3 ） N6带得带号公式二 Lo = 3N,N 3带得带号。此坐标系

6、中：中央子午线就是纵坐标轴，为x轴，并规定向北（向上）为正方 向；赤道就是横坐标轴，为丫轴，并规定向东（向右）为正方向；两轴得交点为坐标 原点；角度从纵坐标轴（x轴）得正向开始按顺时针方向量取，象限也按顺时针 编号高斯投影没有角度变形，但有长度变形与而积变形，离中央子午线越远，变 形就越大。其主要特点有以下三点：投影后中央子午线为直线，长度不变形，其余经线投影对称并且凹向于中央 子午线，离中央子午线越远，变形越大.赤道得投影也为一直线，并与中央子午线正交，其余得经纬投影为凸向赤道 得对称曲线。经纬投影后仍然保持相互垂直得关系，投影后有角度无变形。高斯平而直角坐标得表示：X得坐标原值（单位m）不

7、变，直接作为其坐标值; Y坐标得坐标原值（单位m）应增加500000m后为其坐标值，并在Y值前添加 带号，以表示地而点所在得高斯投影带（2）独立平面直角坐标大地水准而虽然就是曲面，但就是当测区范围较小（班级小鱼10Km）范围时, 可以用测去得切平而代替大地水准面，在切平而上建立直角坐标系。在城市测量中，一般要求投影长度变形不大于2、5cm/kmo然而，采用国家 坐标系统在高海拔地区或离中央子午线较远地方不能满足这一要求，这就要考虑 建立地方独立坐标系。建立过程：自测区中心点A,沿铅垂线方向，向大地水准面（或假定水准面）投 影，投影点A o作一个与大地水准面相切得平而，简称切平面.该切平而得西

8、南角方向设一个坐标原点0。过原点O,南北方向设为X轴，作为坐标系得纵轴， 规定指北为正；东西方向设为Y轴，作为坐标系得横轴，规定指东为正.坐标系 得四个象限按顺时针排序（便于用数学得三角函数公式）。在实际测量时，X轴（纵坐标轴）可选取：地球南北方向，地磁南北方向， 测区主要地物（建筑或道路）得南北轴线。（3）建筑坐标系建筑坐标系就是指在房屋建筑或其她工程建筑工地，为了对其平面位置进行 施工放样得方便，使所采用得平面直角坐标系与建筑设计得轴线相平行或垂直， 对于左右、前后对称得建筑物，甚至可以把坐标原点设置于其对称中心，以简化 计算。将地区平面直角坐标系或建筑坐标系与当地高斯平而直角坐标系进行连

9、测 E,可以将点得坐标在这两种坐标系之间进行坐标换算该坐标系平而只适用于该测区；坐标轴可以按照测图致施工得需要来 设置，该坐标系得圆点左边与国际统一坐标既可以有关联，也可以无关联（建立 地方独立坐标系得常规方法就是以一个国家大地控制点与一条边得方位角作为 起算数据，观测边长投影到某特定面（测区平均高程面、抵偿面）上）。3我国得大地坐标系1 954北京坐标系，1980西安坐标系，2000国家大地坐标系（1）、“4954年北京坐标系”，就是采用苏联克拉索夫斯基椭圆体，在1954 年完成测定工作得，所以叫1954年北京坐标系，我国地形图上得平面坐标位 置都就是以这个数据为基准推算得。1954年北京坐

10、标系可以认为就是前苏联1 942年坐标系得延伸。它得大地原点不在北京，而就是在前苏联得普尔科沃（P UIOVO）。（2）、1 9 8 0西安坐标系：1978年4月在西安召开全国天丈大地网平差会议,确定重 新定位，建立我国新得坐标系.为此有了 198 O国家大地坐标系。1980国家大 地坐标系采用地球椭球基本参数为1975年国际大地测量与地球物理联合会第 十六届大会推荐得数据该坐标系得大地原点设在我国中部得陕西省泾阳县永乐 镇，位于西安市西北方向约60公里，故称198 0西安坐标系，又简称西安大地原点该坐标系得大地原点设在我国中部得陕西省泾阳县永乐镇，位于西安市西 北方向约60公里。亠（3）、2

11、 0 00国家大地坐标系：简称为CGS2000,即Ch ina Ge o detic System 2 000。Z轴指向B I H1984、0定艾得协议极地方向（BIH国际时间局），X轴指向BIH1984,0定狡得零子午面与协议赤道得交点，Y 轴按右手坐标系确定.坐标系名称.椭球桶球主要参数q长半轴（）-短半轴（mR氐：=北京54坐标系克拉素夫斯基椭球6378245.6356863“1/298. 3西安80坐标系-IAG75地球椭球俟63781406356755.1/298. 257.WGS-84大地 坐标系WGS-84地球 椭球6378137o6356752. 314.1/298. 257223563国家2000大地坐标系.CGCS2000 地 球椭球、6378137.6356752.