我國三大坐標(biāo)系

1、我國三大坐標(biāo)系中國三個(gè)公共坐標(biāo)差 （北京54、 Xi 80 和 WGS 84）中國三個(gè)公共坐標(biāo)差 （北京 54、 Xi 80 和 WGS 84）1 、北京 54 坐標(biāo) （北京 54）北京 54 坐標(biāo)為參數(shù)大地坐標(biāo)。地球上的一個(gè)點(diǎn)可以通過經(jīng)度L54 、緯度 M54 和大地高度H54 來定位。這是一個(gè)基于克拉索夫斯基橢球的局部調(diào)整后生成的坐標(biāo)系 1954 年北京坐標(biāo)系歷史:新中國成立后，中國大地測(cè)量學(xué)進(jìn)入全面發(fā)展時(shí)期， 正式全面的大地測(cè)量學(xué)和測(cè)繪工作在全國范圍內(nèi)展開。建立參考大地坐標(biāo)系迫在眉睫。由于當(dāng)時(shí) “一邊倒” 的政治趨勢(shì)，我國采用了前蘇聯(lián)的克拉索夫斯基橢球參數(shù)，并與前蘇聯(lián)的 1942 坐標(biāo)系

2、進(jìn)行了聯(lián)合測(cè)量。通過計(jì)算，我們建立了我國的大地坐標(biāo)系，命名為北京坐標(biāo)系1954。因此，1954 年北京坐標(biāo)系可以被認(rèn)為是1942 年蘇聯(lián)坐標(biāo)系的延伸它的發(fā)源地不是北京，而是前蘇聯(lián)的普爾科沃。北京 54 坐標(biāo)系為三心坐標(biāo)系，長軸 6378245米，短軸 6356863米，扁率為1/298.3。 2.Xi 安 80坐標(biāo)系| 1978 年 4 月在 Xi 安召開了全國天文大地網(wǎng)平差會(huì)議，以確定中國的重新定位和建立新的坐標(biāo)系為此， 建立了1980 年國家大地坐標(biāo)系。1980 年，國家大地坐標(biāo)系采用了1975 年國際大地測(cè)量和地球物理學(xué)聯(lián)合會(huì)第十六屆大會(huì)建議的地球橢球的基本參數(shù)，即 IAG 75地球橢球

3、該坐標(biāo)系的大地原點(diǎn)位于我國中部陜西省涇陽縣永樂鎮(zhèn)。它位于Xi 市西北約 60 公里處。因此，它被稱為 1980年的 Xi 坐標(biāo)系，簡(jiǎn)稱Xi 大地原點(diǎn)。 基準(zhǔn)面采用 1952-1979年青島大港驗(yàn)潮站測(cè)定的黃海平均海面（即 1985 年國家高程基準(zhǔn)面）Xi 80 坐標(biāo)系是一個(gè)三中心坐標(biāo)系。長軸 6378140米，短軸 6356755米，扁率 1/298.25722101 3 WGS-84坐標(biāo)系WGS-84 坐標(biāo)系（世界大地測(cè)量系統(tǒng)）是國際上采用的地心坐標(biāo)系坐標(biāo)的原點(diǎn)是地球的質(zhì)心。 地心空間直角坐標(biāo)系的 z 軸指向國際時(shí)間局（BIH）1984.0定義的協(xié)議地球極（CTP）方向，x軸指向BIH198

4、4.0協(xié)議子午線平面和 CTP 赤道的交點(diǎn)， y 軸形成垂直于z 軸和 x 軸的右手坐標(biāo)系，稱為 1984 年世界大地坐標(biāo)系這是一個(gè)國際商定的地球參考系統(tǒng)（ITRS）,目前是全球統(tǒng)一的大地坐標(biāo)系統(tǒng)。全球定位系統(tǒng)廣播星歷基于 WGS-84 坐標(biāo)系WGS84 坐標(biāo)系，長軸6378137.000 米，短軸6356752.314米，扁率1/298.2572363由于不同的橢球參考和投影限制，在全國各地沒有一對(duì)一的轉(zhuǎn)換參數(shù)。對(duì)于這種轉(zhuǎn)換，通常使用全球定位系統(tǒng)來聯(lián)合測(cè)量已知點(diǎn)，并且由于數(shù)量和條件較大， 使用全球定位系統(tǒng)軟件來自動(dòng)完成坐標(biāo)轉(zhuǎn)換當(dāng)然， 如果條件不允許并且有足夠的重合點(diǎn)， 也可以進(jìn)行人工計(jì)算。

5、附 :高程系統(tǒng)“ 1956黃海高程系統(tǒng)”建立于 1956 年根據(jù)青島驗(yàn)潮站1950-1956 年黃海潮汐調(diào)查資料，發(fā)現(xiàn)該站驗(yàn)潮井中水平壓入的銅線高度為 3.61 米，因此黃海平均海面確定為鋼絲以下 3.61 米。從這個(gè)平均海平面來看，1956 年青島水準(zhǔn)原點(diǎn)的高程估計(jì)為 72.289米。國家 85 高程基準(zhǔn)也是黃海高程基準(zhǔn)，但舊的稱為“ 1956黃海高程系統(tǒng)”，新的稱為“1985國家高程基準(zhǔn)”。新的比舊的低0.029米。 1956 年，中國規(guī)定黃海（青島 ）多年平均海平面為統(tǒng)一基準(zhǔn)面，這是中國第一個(gè)高度系統(tǒng)國家， 從而結(jié)束了過去高度系統(tǒng)的復(fù)雜局面然而，由于計(jì)算該基準(zhǔn)面的青島驗(yàn)潮站數(shù)據(jù)系列較短（

6、1950-1956 年 ），中國測(cè)繪主管部門決定重新計(jì)算黃海平均海面。根據(jù)青島驗(yàn)潮站1952-1979 年的驗(yàn)潮資料，用精密水準(zhǔn)測(cè)量法測(cè)量了中華人民共和國青島高程的原點(diǎn)， 得到 1985 年國家高程基準(zhǔn)高程與1956 年黃海高程的關(guān)系如下:1985 年國家高程基準(zhǔn)高程=1956 年黃海高程-0.029 米1985年， 國家高程標(biāo)準(zhǔn)于1987年 5月投入使用， 1956年黃海高程系統(tǒng)同時(shí)廢止。高程系統(tǒng)之間的關(guān)系 :56 黃海高程基準(zhǔn):+0.00085 高程基準(zhǔn)（最新黃海高程）:56 高程基準(zhǔn) -0.029 吳淞高程系統(tǒng) :56 高程基準(zhǔn) +1.688珠江高程系統(tǒng):56高程基準(zhǔn) -0.586中國目

7、前常用的高程基準(zhǔn)為 :85 高程基準(zhǔn)大地坐標(biāo)系1 和橢球9基準(zhǔn)面是特定區(qū)域內(nèi)特定橢球體與地球表面的近似值，因此每個(gè)國家或地區(qū)都有自己的基準(zhǔn)面。 基準(zhǔn)面建立在橢球體的基礎(chǔ)上， 橢球體可以對(duì)應(yīng)多個(gè)基準(zhǔn)面，基準(zhǔn)面只能對(duì)應(yīng)一個(gè)橢球體。橢球體的幾何定義 。是橢球體的中心，NS是旋轉(zhuǎn)軸，a是長半軸，b是短半軸子午線圓：通過切割包含旋轉(zhuǎn)軸和橢球面的平面獲得的橢圓。緯線圓 :通過切割一個(gè)垂直于旋轉(zhuǎn)軸的平面和一個(gè)橢圓體獲得的圓，也稱為平行圓赤道:穿過橢球中心的平行圓基本幾何參數(shù):256 的扁率+橢圓橢圓的第一個(gè)偏心率橢圓的第二個(gè)偏心率，其中a和b稱為長度元素；平面度0c反映橢球面的平面度偏心率E和E是從子午線橢

8、圓中心到橢圓半徑的距離之比。它們也反映了橢球體的扁平程度。偏心率越大，橢球面越平坦。適用不同的橢圓體，不同的經(jīng)度和緯度將在同一個(gè)地方測(cè)量以下是幾個(gè)常見橢球體和參數(shù)的列表幾個(gè)常見橢球參數(shù)值克拉索夫斯基橢球1975 國際橢球 WGS-84 橢球a b c % E2 e 2 6 378 245.000 000 000(m)6 356 863.018 773 047 3(m)6399 698.901 782 711(m)1/221 1/298.257 0.006 694 384 999 588 0.006739 501 819 473 6 378 137.000 000 000(m)6 356 752

9、.314 2(m)6 399593.625 8(m)1/298.257 223 563 0.006 694 379 901 3 0.001計(jì)算球面上的角距離是非常麻煩的， 地圖是印在平紙上的。 要將球面上的對(duì)象繪制到紙上，必須將其展平。將球面轉(zhuǎn)換成平面的過程稱為 “投影 ”通過投影過程將球面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成平面直角坐標(biāo)，便于打印和計(jì)算角度和距離。 由于球面在沒有變形的情況下不能完全展開成平面， 所以除了地球之外的所有地圖都有一定程度的變形， 一些地圖可以保持面積不變，一些地圖可以保持方向不變，這取決于它們的用途。是目前世界上普遍使用的一種投影，即橫向梅克投影，也稱高斯-克魯格投影，它在小范圍內(nèi)保持形

10、狀不變，更便于各種應(yīng)用。我們可以想象一個(gè)水平放置的圓柱體， 覆蓋地球的外部， 將地球表面投影到圓柱體上， 然后將圓柱體展開成一個(gè)平面。 圓柱體沿南北子午線與地球相切，我們稱之為 “中央子午線” 。位于中央子午線上，投影平面完全靠近地球，所以圖形沒有變形。從中央子午線向東和向西延伸， 表面圖形將逐漸變大， 變形越來越嚴(yán)重。為了將投影精度保持在可接受的范圍內(nèi)，一次只能使用中央子午線兩側(cè)附近的區(qū)域， 因此必須將其切割成許多投影帶。 這就像沿著南北子午線切開地球，就像切開西瓜，把它切成幾段，然后把它展開成一個(gè)平面。目前，世界各國軍用地圖使用的 UTM 坐標(biāo)系是一種橫軸投影。 它將地球沿子午線方向以 6

11、 度的間隔分割成多個(gè)區(qū)域， 并將世界總共分割成60 個(gè)投影區(qū)域。地圖投影的幾何分類主要包括:結(jié)合變形屬性和幾何投影。投影分類包括:3，中國基礎(chǔ)比例尺地形圖（1: 5， 000， 1:10， 000， 1: 25， 000， 1: 50，000）中地圖投影的定義投影；小于500， 000 的地形圖采用法向軸等角截錐投影，也稱為蘭伯特保角投影。海面上小于 500， 000 的地形圖通常用法向軸等角圓柱投影， 也稱為墨卡托投影。 在我們的地理信息系統(tǒng)中，應(yīng)采用與基本比例尺地形圖系列相一致的地圖投影系統(tǒng)。為對(duì)應(yīng)的高斯-克魯格投影、蘭伯特投影和墨卡托投影定義的坐標(biāo)系參數(shù)序列如下 :高斯-克魯格:投影代碼

12、（類型 ）、基準(zhǔn)、單位、原點(diǎn)長、原點(diǎn)緯度、原點(diǎn)緯度、比例因子、東假偏移、北緯偏移蘭伯特:投影類型、基準(zhǔn)、單位、原點(diǎn)長、原點(diǎn)緯度、標(biāo)準(zhǔn)緯度1（標(biāo)準(zhǔn)平行軸 ） 、標(biāo)準(zhǔn)緯度標(biāo)準(zhǔn)緯度在城市地理信息系統(tǒng)中均采用 6 度或 3 度分區(qū)高斯-克魯格投影，因?yàn)橐话愠鞘薪ㄔO(shè)坐標(biāo)采用 6 度或 3 度分區(qū)高斯-克魯格投影坐標(biāo)高斯-克魯格投影分為 6 度或 3 度區(qū)域， 每個(gè)區(qū)域形成一個(gè)獨(dú)立的平面直角坐標(biāo)網(wǎng)絡(luò)。 投影區(qū)中心子午線投影的直線是赤道投影后的 X 軸 （縱軸，緯向 ）和 Y 軸 （橫軸，縱向）。為了防止縱向上的負(fù)坐標(biāo)，規(guī)定每個(gè)區(qū)域的中心子午線向西移動(dòng) 500公里， 即東偽偏移值為 500公里。 由于高斯

13、-克魯格投影的每個(gè)投影帶的坐標(biāo)都是相對(duì)于局部帶坐標(biāo)的原點(diǎn)的， 所以每個(gè)帶的坐標(biāo)都是完全相同的， 所以需要在橫軸坐標(biāo)之前加上一個(gè)帶號(hào)，例如 （4231898， 2165933），其中21 是帶號(hào)，同樣的 east偽偏移值的定義也需要加上一個(gè)帶號(hào)，例如， 21 個(gè)帶的 east 偽偏移值是 2150萬米。如果您的工作區(qū)域位于 21 區(qū)，即中國北京54 坐標(biāo)系統(tǒng)的經(jīng)度自1XXXX 年以來已采用 Krassovsky 橢球建立，新的大地坐標(biāo)系 Xi 安80 坐標(biāo)系統(tǒng)已于1978 年采用國際大地測(cè)量協(xié)會(huì)推薦的 1975 橢球建立。目前，北京 54 坐標(biāo)系仍基本用作大地測(cè)量的參考。北京 54 坐標(biāo)WGS-

14、84 坐標(biāo)系與 Xi 80 坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換見國家測(cè)繪局公布的對(duì)照表。系采用WGS1984基準(zhǔn)面和 WGS-84橢球面。它是一個(gè)地心坐標(biāo)系，即以地心為橢球中心。 目前， 大多數(shù)全球定位系統(tǒng)測(cè)量數(shù)據(jù)都是基于WGS1984北京54坐標(biāo)系北京54 坐標(biāo)系是以參考為中心的大地坐標(biāo)系。 地球上的一個(gè)點(diǎn)可以通過經(jīng)度L54、緯度M54和大地高度H54來定位。它基于glasovsky橢球，是在局部調(diào)整后生成的。它與蘇聯(lián)于 1942 年建立的大地坐標(biāo)系相連， 以普爾科夫天文臺(tái)為原點(diǎn)。 相應(yīng)的橢球是克拉索夫斯基橢球到 XXXX 早期，中國已經(jīng)基本完成了天文大地測(cè)量。計(jì)算表明， 54坐標(biāo)系一般低于中國大地水準(zhǔn)面，平均誤

15、差約為 29 米。 Xi 安 80 坐標(biāo)系Xi 安 80是為國家天文大地網(wǎng)的整體平差而建立的根據(jù)橢球定位的基本原理，建立Xi 安 80 坐標(biāo)系的前提條件是:(1)地球的原點(diǎn)在中國中部，具體位置在陜西省涇陽縣永樂鎮(zhèn)；(2)Xi 80 坐標(biāo)系是一個(gè)參數(shù)坐標(biāo)系，橢球短軸 z 軸平行于地球的質(zhì)心指向地球的極原點(diǎn)方向， 地球的初始子午面平行于格林威治標(biāo)準(zhǔn)天文臺(tái)的子午面； X 軸垂直于 Z 軸， 指向地球初始子午線平面上的經(jīng)度0。Y 軸與 Z 軸和 X 軸形成右手坐標(biāo)系。(3)橢球體的參數(shù)是IUG -IUG 1975推薦的參數(shù)，因此Xi安80橢球體最常用的兩個(gè)幾何參數(shù)是 :長軸:6378140 5(m);平坦度比:1: 298.257橢球體用于根據(jù)中國高程異常值最小平方和原則定位參數(shù)(4) 多點(diǎn)定 位；(5)大地標(biāo)高以青島驗(yàn)潮站1956 年獲得的黃海平均水面為基礎(chǔ)WGS-84 坐標(biāo)系WGS-84(世界大地測(cè)量系統(tǒng)，1984)是由美國國防部開發(fā)和確定的大地測(cè)量坐標(biāo)系。 坐標(biāo)系的幾何定義是:原點(diǎn)在地球的質(zhì)心， Z 軸指向由BIH1984.0定義的協(xié)議地球極(CTP)方向，X軸指向B