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1、北京 54 坐标系(BJZ54)北京 54 坐标系为参心大地坐标系，大地上的一点可用经度 L54、纬度 M54 和大地高 H54定位，它是以克拉索夫斯基椭球为基础，经局部平差后产生的坐标系，其坐标详细定义可参见参考文献朱华统 1990。1954 年北京坐标系的历史：新中国成立以后，我国大地测量进入了全面发展时期，再全国范围内开展了正规的，全面的大地测量和测图工作，迫切需要建立一个参心大地坐标系。由于当时的“一边倒” 政治趋向，故我国采用了前苏联的克拉索夫斯基椭球参数，并与前苏联 1942 年坐标系进行联测，通过计算建立了我国大地坐标系，定名为 1954 年北京坐标系。因此，1954 年北京坐标
2、系可以认为是前苏联 1942 年坐标系的延伸。它的原点不在北京而是在前苏联的普尔科沃。西安 80 坐标系1978 年 4 月在西安召开全国天文大地网平差会议，确定重新定位，建立我国新的坐标系。为此有了 1980 年国家大地坐标系。1980 年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的数据。该坐标系的大地原点设在我国中部的陕西省泾阳县永乐镇，位于西安市西北方向约 60 公里，故称 1980 年西安坐标系，又简称西安大地原点。基准面采用青岛大港验潮站 19521979 年确定的黄海平均海水面（即 1985 国家高程基准）。西安 80 坐标系与北京
3、 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
4、，尺度变化面 DM 视为 0 。方法如下（MAPGIS 平台中）：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。（菜单：投影转换/输入单点投影转换，计算出这三个点的弧度值并记录下来）第三步：求公共点求操作系数（菜单：投影转换/坐标系转换）。如果求出转换系数后，记录下来。第四步：编辑坐标转换系数。（菜单：投影转换/编辑坐标转换系数。）最后进行投影变换，“当前投影 ”输入 80 坐标系参数，“目的投影” 输入 54 坐标系参数。进行转换时系统会自动调用曾编辑过的坐标转换系数。举个例
5、子，野外采集 gps 数据，数据是用大地坐标表示的，也就是用经纬度和高程表示。而采集的数据要在地图上显示出来，就需要将经纬度转化为平面坐标，也就是通常说的 x,y坐标。因为我国地形图一般采用高斯投影，所以通常转化成高斯平面坐标显示到地图上。而在经纬度向平面坐标转化的过程中，需要用到椭球参数，因此要考虑所选的坐标系，我国常用的坐标系有北京 54，西安 80，WGS-84 坐标系，不同的坐标系对应的椭球体是不一样的，这里你可能会不明白根椭球体有啥关系，是这样的，我们所说的地理数据都是为了描述大地水准面上的某一个点，而大地水准面是不规则的，我们用一个规定的椭球面去拟合这个水准面，用椭球面上的点来近似
6、表示地球上的点。每个国家地理情况不同，采用的椭球体也不尽相同。北京 54 坐标系采用的是克拉索夫斯基(Krassovsky)椭球体，而西安 80采用的是 IAG 75 地球椭球体。北京 54 坐标系与西安 80 坐标系的转换及常用坐标系参数2007-07-13 12:07分类：学习 字号： 大 中 小 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，
7、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 。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
8、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 。 方法如下：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；第二步：求公共点求操作系数（菜单：投影转换/坐标系转换）。如果求出转换系数后，记录下来。第三步：编辑坐标转换
9、系数。（菜单：投影转换/编辑坐标转换系数。）最后进行投影变换，“ 当前投影”输入 80 坐标系参数，“目的投影”输入 54 坐标系参数（长度单位选米角度单位选弧度）。进行转换时系统会自动调用曾编辑过的坐标转换系数。54 国家坐标系：建国初期，为了迅速开展我国的测绘事业，鉴于当时的实际情况，将我国一等锁与原苏联远东一等锁相连接，然后以连接处呼玛、吉拉宁、东宁基线网扩大边端点的原苏联 1942 年普尔科沃坐标系的坐标为起算数据，平差我国东北及东部区一等锁，这样传算过来的坐标系就定名为 1954 年北京坐标系。因此，P54可归结为：a 属参心大地坐标系；b 采用克拉索夫斯基椭球的两个几何参数；c.大
10、地原点在原苏联的普尔科沃；d 采用多点定位法进行椭球定位；e高程基准为 1956 年青岛验潮站求出的黄海平均海水面； f高程异常以原苏联 1955 年大地水准面重新平差结果为起算数据。按我国天文水准路线推算而得。自 P54 建立以来，在该坐标系内进行了许多地区的局部平差，其成果得到了广泛的应用。 1954 北京坐标系参考椭球基本几何参数 长半轴 a6378245m 短半轴 b6356863.0188m 扁 率 1/298.3 第一偏心率平方 0.006693421622966 第二偏心率平方 0.006738525414683 80 国家坐标系： 采用国际地理联合会（IGU）第十六届大会推荐的
11、椭球参数，大地坐标原点在陕西省泾和县永乐镇的大地坐标系，又称西安坐标系。C80 是为了进行全国天文大地网整体平差而建立的。根据椭球定位的基本原理，在建立 C80 坐标系时有以下先决条件：（1）大地原点在我国中部，具体地点是陕西省径阳县永乐镇；（2）C80 坐标系是参心坐标系，椭球短轴 Z 轴平行于地球质心指向地极原点方向，大地起始子午面平行于格林尼治平均天文台子午面；X 轴在大地起始子午面内与 Z 轴垂直指向经度 0 方向；Y 轴与 Z、X 轴成右手坐标系；（3）椭球参数采用 IUG 1975 年大会推荐的参数因而可得 C80 椭球两个最常用的几何参数为：长半轴 a63781405 （m） 短
12、半轴 b6356755.2882m 扁 率 1/298.257 第一偏心率平方 0.00669438499959 第二偏心率平方0.00673950181947 椭球定位时按我国范围内高程异常值平方和最小为原则求解参数。（4 ）多点定位；（5）大地高程以 1956 年青岛验潮站求出的黄海平均水面为基准。 WGS-84 大地坐标系WGS84 （World Geodetic System，1984 年）是美国国防部研制确定的大地坐标系，其坐标系的几何定义是：原点在地球质心,z 轴指向 BIH 19840 定义的协议地球极(CTP）方向，X 轴指向 BIH 1984.0 的零子午面和 CTP 赤道的
13、交点。Y 轴与 Z、X 轴构成右手坐标系（如图所示）。WGs-84 椭球及有关常数：对应于 WGS-8 大地坐标系有一个 WGS-84 椭球，其常数采用 IUGG 第 17 届大会大地测量常数的推荐值。下面给出 WGS-84 椭球两个最常用的几何常数：长半轴： 6378137 2（m ）短半轴 b6356752.3142m 扁 率 1/298.257223563 第一偏心率平方 0.00669437999013 第二偏心率平方 0.00673949674223 常用的一些椭球及参数 海福特椭球(1910) 我国 52 年以前基准椭球 a=6378388m b=6356911.9461279m
14、a=0.33670033670 北京 54 坐标系基准椭球 a=6378245m b=6356863.018773m a=0.33523298692 1975 年 I.U.G.G 推荐椭球(国际大地测量协会 1975) 西安 80 坐标系基准椭球 a=6378140m b=6356755.2881575m a=0.0033528131778 WGS-84 椭球 (GPS 全球定位系统椭球、17 届国际大地测量协会) WGS-84 GPS 基准椭球 a=6378137m b=6356752.3142451m a=0.00335281006247.一般来讲，GPS 直接提供的坐标（ B,L,H）是
15、 1984 年世界大地坐标系(Word Geodetic System 1984 即 WGS-84)的坐标，其中 B 为纬度，L 为经度，H 为大地高即是到 WGS-84椭球面的高度。而在实际应用中，我国地图采用的是 1954 北京坐标系或者 1980 西安坐标系下的高斯投影坐标（x,y,） ，不过也有一些电子地图采用 1954 北京坐标系或者 1980 西安坐标系下的经纬度坐标（B,L） ，高程一般为海拔高度 h。GPS 的测量结果与我国的 54 系或 80 系坐标相差几十米至一百多米，随区域不同，差别也不同，经粗落统计，我国西部相差 70 米左右，东北部 140 米左右，南部 75 米左右
16、，中部 45 米左右。现就上述几种坐标系进行简单介绍，供大家参阅，并提供各坐标系的基本参数，以便大家在使用过程中自定义坐标系。1、1984 世界大地坐标系 WGS-84 坐标系是美国国防部研制确定的大地坐标系，是一种协议地球坐标系。WGS-84坐标系的定义是：原点是地球的质心，空间直角坐标系的 Z 轴指向 BIH（1984.0 ）定义的地极（CTP）方向，即国际协议原点 CIO，它由 IAU 和 IUGG 共同推荐。X 轴指向 BIH 定义的零度子午面和 CTP 赤道的交点，Y 轴和 Z，X 轴构成右手坐标系。 WGS-84 椭球采用国际大地测量与地球物理联合会第 17 届大会测量常数推荐值，采用的两个常用基本几何参数： 长半轴 a=6378137m；扁率 f=1:298.257223563。 2、1954 北京坐标系1954 北京坐标系是将我国大地控制网与前苏联 1942 年
