我国三大坐标系

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1、我国三大坐标系中国三个公共坐标差（北京54、Xi 80和WGS 84）中国三个公共坐标差（北京 54、 Xi 80和 WGS 84）1、北京 54坐标（北 京 54）北京54坐标为参数大地坐标。地球上的一个点可以通过经度L54、 纬度M54和大地高度H54来定位。这是一个基于克拉索夫斯基椭球 的局部调整后生成的坐标系1954年北京坐标系历史:新中国成立后， 中国大地测量学进入全面发展时期，正式全面的大地测量学和测绘工 作在全国范围内展开。建立参考大地坐标系迫在眉睫。由于当时“一 边倒”的政治趋势，我国采用了前苏联的克拉索夫斯基椭球参数，并 与前苏联的 1942 坐标系进行了联合测量。通过计算，

2、我们建立了我 国的大地坐标系，命名为北京坐标系 1954。因此，1954 年北京坐标 系可以被认为是1942年苏联坐标系的延伸它的发源地不是北京，而 是前苏联的普尔科沃。北京 54 坐标系为三心坐标系，长轴 6378245 米，短轴6356863米，扁率为1/298.3。2.Xi安80坐标系| 1978 年4 月在 Xi 安召开了全国天文大地网平差会议，以确定中国 的重新定位和建立新的坐标系为此，建立了1980年国家大地坐标系。 1980年，国家大地坐标系采用了1975年国际大地测量和地球物理学 联合会第十六届大会建议的地球椭球的基本参数，即IAG 75地球椭 球该坐标系的大地原点位于我国中部

3、陕西省泾阳县永乐镇。它位于 Xi市西北约60公里处。因此，它被称为1980年的Xi坐标系，简称 Xi 大地原点。基准面采用 1952-1979 年青岛大港验潮站测定的黄海平 均海面(即1985年国家高程基准面)Xi 80坐标系是一个三中心坐标 系。长轴 6378140米，短轴 6356755 米，扁率 1/298.25722101 3WGS-84 坐标系WGS-84坐标系(世界大地测量系统)是国际上采用的地心坐标系坐 标的原点是地球的质心。地心空间直角坐标系的z轴指向国际时间局 (BIH)1984.0定义的协议地球极(CTP)方向，x轴指向BIH1984.0协议 子午线平面和CTP赤道的交点，

4、y轴形成垂直于z轴和x轴的右手坐 标系，称为 1984 年世界大地坐标系这是一个国际商定的地球参考系 统(ITRS),目前是全球统一的大地坐标系统。全球定位系统广播星历 基于 WGS-84 坐标系 WGS84 坐标系，长轴 6378137.000 米，短轴 6356752.314米，扁率1/298.2572363由于不同的椭球参考和投影限制，在全国各地没有一对一的转换 参数。对于这种转换，通常使用全球定位系统来联合测量已知点，并 且由于数量和条件较大，使用全球定位系统软件来自动完成坐标转换 当然，如果条件不允许并且有足够的重合点，也可以进行人工计算。 附:高程系统“1956黄海高程系统”建立于

5、1956年根据青岛验潮站1950-1956年 黄海潮汐调查资料，发现该站验潮井中水平压入的铜线高度为 3.61 米，因此黄海平均海面确定为钢丝以下 3.61 米。从这个平均海平面 来看，1956 年青岛水准原点的高程估计为 72.289 米。国家 85 高程基准也是黄海高程基准，但旧的称为“1956 黄海高程 系统”，新的称为“1985国家高程基准”。新的比旧的低0.029 米。1956 年，中国规定黄海（青岛）多年平均海平面为统一基准面， 这是中国第一个高度系统国家，从而结束了过去高度系统的复杂局面 然而，由于计算该基准面的青岛验潮站数据系列较短（1950-1956 年）， 中国测绘主管部门

6、决定重新计算黄海平均海面。根据青岛验潮站 1952-1979 年的验潮资料，用精密水准测量法测量了中华人民共和国 青岛高程的原点，得到 1985 年国家高程基准高程与1956 年黄海高程 的关系如下:1985 年国家高程基准高程 =1956 年黄海高程-0.029 米 1985 年，国家高程标准于1987年5 月投入使用，1956年黄海高程系 统同时废止。高程系统之间的关系:56 黄海高程基准:+0.00085 高程基准（ 最新黄海高程 ）:56 高程基准-0.029 吴淞高程系统:56 高 程基准+1.688珠江高程系统:56 高程基准-0.586中国目前常用的高程基准为:85 高程基准大地

7、坐标系1 和椭球9基准面是特定区域内特定椭球体与地球表面的近似值，因此每个 国家或地区都有自己的基准面。基准面建立在椭球体的基础上，椭球 体可以对应多个基准面，基准面只能对应一个椭球体。椭球体的几何定义:0是椭球体的中心，NS是旋转轴，a是长半轴，b是短半轴子午线 圆:通过切割包含旋转轴和椭球面的平面获得的椭圆。纬线圆:通过切割一个垂直于旋转轴的平面和一个椭圆体获得的 圆，也称为平行圆赤道:穿过椭球中心的平行圆基本几何参数:256 的 扁率+椭圆椭圆的第一个偏心率椭圆的第二个偏心率，其中a和b称为长度元素；平面度a反映椭球面的平面度偏心 率E和E是从子午线椭圆中心到椭圆半径的距离之比。它们也反

8、映 了椭球体的扁平程度。偏心率越大，椭球面越平坦。适用不同的椭圆体，不同的经度和纬度将在同一个地方测量以下 是几个常见椭球体和参数的列表几个常见椭球参数值克拉索夫斯基椭球1975国际椭球WGS-84椭球a b caE2 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)6 356 752.314 2(m)6 399 593.62

9、5 8(m)1/298.257 223 563 0.006 694 379 901 3 0.001 计算球面上 的角距离是非常麻烦的，地图是印在平纸上的。要将球面上的对象绘 制到纸上，必须将其展平。将球面转换成平面的过程称为“投影” 通过投影过程将球面坐标转换成平面直角坐标，便于打印和计算 角度和距离。由于球面在没有变形的情况下不能完全展开成平面，所 以除了地球之外的所有地图都有一定程度的变形，一些地图可以保持 面积不变，一些地图可以保持方向不变，这取决于它们的用途。是目前世界上普遍使用的一种投影，即横向梅克投影，也称高斯- 克鲁格投影，它在小范围内保持形状不变，更便于各种应用。我们可 以想象

10、一个水平放置的圆柱体，覆盖地球的外部，将地球表面投影到 圆柱体上，然后将圆柱体展开成一个平面。圆柱体沿南北子午线与地 球相切，我们称之为“中央子午线”。位于中央子午线上，投影平面完全靠近地球，所以图形没有变形。从中央子午线向东和向西延伸，表面图形将逐渐变大，变形越来越严重。为了将投影精度保持在可接受的范围内，一次只能使用中央子午 线两侧附近的区域，因此必须将其切割成许多投影带。这就像沿着南 北子午线切开地球，就像切开西瓜，把它切成几段，然后把它展开成 一个平面。目前，世界各国军用地图使用的UTM坐标系是一种横轴 投影。它将地球沿子午线方向以 6 度的间隔分割成多个区域，并将世 界总共分割成 6

11、0 个投影区域。地图投影的几何分类主要包括:结合变形属性和几何投影。投影分类包括:3，中国基础比例尺地形图（1: 5， 000， 1:10， 000， 1: 25， 000， 1: 50， 000）中地图投影的定义投影；小于 500， 000 的地形图采用法向轴等 角截锥投影，也称为兰伯特保角投影。海面上小于 500， 000 的地形 图通常用法向轴等角圆柱投影，也称为墨卡托投影。在我们的地理信 息系统中，应采用与基本比例尺地形图系列相一致的地图投影系统。 为对应的高斯-克鲁格投影、兰伯特投影和墨卡托投影定义的坐标系 参数序列如下:高斯-克鲁格:投影代码（类型）、基准、单位、原点长、原点纬度、

12、 原点纬度、比例因子、东假偏移、北纬偏移兰伯特:投影类型、基准、单位、原点长、原点纬度、标准纬度1（标 准平行轴）、标准纬度标准纬度在城市地理信息系统中均采用 6 度或 3 度分区高斯-克鲁格投影，因 为一般城市建设坐标采用 6 度或 3 度分区高斯-克鲁格投影坐标高斯- 克鲁格投影分为 6 度或 3 度区域，每个区域形成一个独立的平面直角 坐标网络。投影区中心子午线投影的直线是赤道投影后的 X 轴（纵轴， 纬向）和 Y 轴（横轴，纵向）。为了防止纵向上的负坐标，规定每个区 域的中心子午线向西移动 500 公里，即东伪偏移值为 500 公里。由于 高斯-克鲁格投影的每个投影带的坐标都是相对于局

13、部带坐标的原点 的，所以每个带的坐标都是完全相同的，所以需要在横轴坐标之前加 上一个带号，例如（4231898, 2165933），其中21是带号，同样的east 伪偏移值的定义也需要加上一个带号，例如， 21 个带的 east 伪偏移 值是 2150 万米。如果您的工作区域位于 21 区，即中国北京 54 坐标系统的经度自 1XXXX 年以来已采用 Krassovsky 椭球建立，新的大地坐标系 Xi 安80 坐标系统已于 1978 年采用国际大地测量协会推荐的 1975 椭球建 立。目前，北京54 坐标系仍基本用作大地测量的参考。北京54 坐标 系与Xi 80坐标系的转换见国家测绘局公布的

14、对照表。WGS-84坐标 系采用 WGS1984 基准面和 WGS-84 椭球面。它是一个地心坐标系， 即以地心为椭球中心。目前，大多数全球定位系统测量数据都是基于 WGS1984 北京 54 坐标系北京 54 坐标系是以参考为中心的大地坐标系。地球上的一个点可 以通过经度L54、纬度M54和大地高度H54来定位。它基于glasovsky 椭球，是在局部调整后生成的。它与苏联于 1942 年建立的大地坐标 系相连，以普尔科夫天文台为原点。相应的椭球是克拉索夫斯基椭球 到 XXXX 早期，中国已经基本完成了天文大地测量。计算表明，54 坐标系一般低于中国大地水准面，平均误差约为 29 米。 Xi

15、 安 80 坐 标系Xi 安 80 是为国家天文大地网的整体平差而建立的根据椭球定位 的基本原理，建立 Xi 安 80 坐标系的前提条件是:(1)地球的原点在中 国中部，具体位置在陕西省泾阳县永乐镇；(2)Xi 80 坐标系是一个参数坐标系，椭球短轴 z 轴平行于地球的质 心指向地球的极原点方向，地球的初始子午面平行于格林威治标准天 文台的子午面；X轴垂直于Z轴，指向地球初始子午线平面上的经度 0。 Y 轴与 Z 轴和 X 轴形成右手坐标系。(3)椭球体的参数是IUGIUG 1975推荐的参数，因此Xi安80椭球 体最常用的两个几何参数是:长轴:6378140 5(m)；平坦度比:1: 298

16、.257椭球体用于根据中国高程异常值最小平方和原则定位参数 (4)多点 定位；(5)大地标高以青岛验潮站 1956 年获得的黄海平均水面为基础WGS-84坐标系WGS-84 (世界大地测量系统，1984)是由美国国防部开发和确定的 大地测量坐标系。坐标系的几何定义是:原点在地球的质心， Z 轴指向 由 BIH1984.0定义的协议地球极(CTP)方向，X轴指向BIH 1984.0的零子 午线平面和CTP赤道的交点Y轴、Z轴和X轴形成右手坐标系(如图 所示)WGs-84椭球体及相关常数：有一个WGs-84椭球体，对应WGs-8大地坐标系，其常数采用第 17届IUGG大会大地常数推荐值WGS-84椭球的几何常数：长半轴:6378137 2 (m)扁率:1/298.25722356重力常数 (包括大气 )GM = 3986005 归一化二阶谐波系数 C2.