坐標(biāo)系、坐標(biāo)系統(tǒng)及坐標(biāo)轉(zhuǎn)換PPT精選文檔

1、12/17/202112/17/20211 1坐標(biāo)系種類及坐標(biāo)轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系種類及坐標(biāo)轉(zhuǎn)換12/17/202112/17/20212 2 坐標(biāo)系是指描述空間位置的表達(dá)形式。坐標(biāo)系是指描述空間位置的表達(dá)形式。一、坐標(biāo)系一、坐標(biāo)系基本概念基本概念 坐標(biāo)系的種類很多，坐標(biāo)系的種類很多，在數(shù)學(xué)當(dāng)中按表達(dá)方式的不同分為在數(shù)學(xué)當(dāng)中按表達(dá)方式的不同分為:笛卡爾直角笛卡爾直角坐標(biāo)系、球面坐標(biāo)系坐標(biāo)系、球面坐標(biāo)系(或或稱球坐標(biāo)系稱球坐標(biāo)系)、平面極坐標(biāo)系平面極坐標(biāo)系和和柱面坐標(biāo)系柱面坐標(biāo)系(或稱或稱柱坐標(biāo)系柱坐標(biāo)系)等等。n 坐標(biāo)系坐標(biāo)系n 坐標(biāo)系種類坐標(biāo)系種類12/17/202112/17/20213 3n 在測(cè)

2、量中在測(cè)量中根據(jù)研究對(duì)象的不同主要分為兩類：根據(jù)研究對(duì)象的不同主要分為兩類：天球坐標(biāo)系天球坐標(biāo)系和和地球坐標(biāo)系地球坐標(biāo)系。p天球坐標(biāo)系用來(lái)描述天體的位置，與地球自轉(zhuǎn)無(wú)關(guān)，是一種慣性系天球坐標(biāo)系用來(lái)描述天體的位置，與地球自轉(zhuǎn)無(wú)關(guān)，是一種慣性系。p地球坐標(biāo)系用來(lái)描述地面點(diǎn)的位置，隨同地球自轉(zhuǎn)地球坐標(biāo)系用來(lái)描述地面點(diǎn)的位置，隨同地球自轉(zhuǎn)。二二、測(cè)量坐標(biāo)系的分類測(cè)量坐標(biāo)系的分類12/17/202112/17/20214 4n天球坐標(biāo)系分為天球球面坐標(biāo)系和天球直角坐標(biāo)系。天球坐標(biāo)系分為天球球面坐標(biāo)系和天球直角坐標(biāo)系。二二、測(cè)量坐標(biāo)系的分類測(cè)量坐標(biāo)系的分類1、天球坐標(biāo)系、天球坐標(biāo)系12/17/202112

3、/17/20215 5p原點(diǎn)：地球質(zhì)心原點(diǎn)：地球質(zhì)心p赤經(jīng)赤經(jīng)：天體子午面與春分點(diǎn)子午面的夾角：天體子午面與春分點(diǎn)子午面的夾角p赤緯赤緯：天體與地心聯(lián)線和天球赤道面的夾角面的夾角：天體與地心聯(lián)線和天球赤道面的夾角面的夾角p向徑向徑r：天體與地心的距離：天體與地心的距離二二、測(cè)量坐標(biāo)系的分類測(cè)量坐標(biāo)系的分類（1）天球球面坐標(biāo)系）天球球面坐標(biāo)系12/17/202112/17/20216 6p原點(diǎn)：地球質(zhì)心原點(diǎn)：地球質(zhì)心pZ軸：指向北天極軸：指向北天極pX軸：指向春分點(diǎn)軸：指向春分點(diǎn)pY軸：與軸：與X、Z軸構(gòu)成右手坐標(biāo)系軸構(gòu)成右手坐標(biāo)系二二、測(cè)量坐標(biāo)系的分類測(cè)量坐標(biāo)系的分類（2）天球空間直角坐標(biāo)）天

4、球空間直角坐標(biāo)12/17/202112/17/20217 72、地球坐標(biāo)系、地球坐標(biāo)系n以上兩類都有以下幾種表達(dá)方式：以上兩類都有以下幾種表達(dá)方式：n地球坐標(biāo)系根據(jù)原點(diǎn)的不同，即參考橢球的不地球坐標(biāo)系根據(jù)原點(diǎn)的不同，即參考橢球的不同分為地心坐標(biāo)系和參心坐標(biāo)系。同分為地心坐標(biāo)系和參心坐標(biāo)系。二二、測(cè)量坐標(biāo)系的分類測(cè)量坐標(biāo)系的分類l空間大地坐標(biāo)系，即大地經(jīng)緯度（空間大地坐標(biāo)系，即大地經(jīng)緯度（B,LH）形式；）形式；l空間直角坐標(biāo)系，即三維空間坐標(biāo)（空間直角坐標(biāo)系，即三維空間坐標(biāo)（X,Y,Z）形式；）形式；l投影平面直角坐標(biāo)系，即二維平面坐標(biāo)（投影平面直角坐標(biāo)系，即二維平面坐標(biāo)（x，y，h）形式）形

5、式12/17/202112/17/20218 8n 地心坐標(biāo)系：坐標(biāo)原點(diǎn)位于地球質(zhì)心地心坐標(biāo)系：坐標(biāo)原點(diǎn)位于地球質(zhì)心n 參心坐標(biāo)：坐標(biāo)原點(diǎn)不位于地球質(zhì)心參心坐標(biāo)：坐標(biāo)原點(diǎn)不位于地球質(zhì)心p 地心坐標(biāo)系適用于全球應(yīng)用地心坐標(biāo)系適用于全球應(yīng)用p 參心坐標(biāo)系適用于局部應(yīng)用參心坐標(biāo)系適用于局部應(yīng)用l 有利于局部大地水準(zhǔn)面與參考橢球面符合更好有利于局部大地水準(zhǔn)面與參考橢球面符合更好l 保持國(guó)家坐標(biāo)系的穩(wěn)定保持國(guó)家坐標(biāo)系的穩(wěn)定l 有利于參心坐標(biāo)系的保密有利于參心坐標(biāo)系的保密二二、測(cè)量坐標(biāo)系的分類測(cè)量坐標(biāo)系的分類2、地球坐標(biāo)系、地球坐標(biāo)系12/17/202112/17/20219 9 地心坐標(biāo)系和參心坐標(biāo)系的

6、區(qū)別地心坐標(biāo)系和參心坐標(biāo)系的區(qū)別二二、測(cè)量坐標(biāo)系的分類測(cè)量坐標(biāo)系的分類12/17/202112/17/20211010n建立一個(gè)地心坐標(biāo)系，通常包括以下幾個(gè)內(nèi)容：建立一個(gè)地心坐標(biāo)系，通常包括以下幾個(gè)內(nèi)容：l 確定地球橢圓體：它的大小和形狀要同大地球體最佳吻合確定地球橢圓體：它的大小和形狀要同大地球體最佳吻合；l 地心的定位和定向：坐標(biāo)系原點(diǎn)位于地球地心的定位和定向：坐標(biāo)系原點(diǎn)位于地球(含海洋和大氣含海洋和大氣)的質(zhì)的質(zhì)心，定向?yàn)閲?guó)際時(shí)間局心，定向?yàn)閲?guó)際時(shí)間局(BIH)測(cè)定的某一歷元的協(xié)議地極測(cè)定的某一歷元的協(xié)議地極(CTP)和零子午線；和零子午線；l 采用廣義相對(duì)論下某一局部地球框架內(nèi)的尺度作

7、為測(cè)量長(zhǎng)度的采用廣義相對(duì)論下某一局部地球框架內(nèi)的尺度作為測(cè)量長(zhǎng)度的尺度。尺度。二二、測(cè)量坐標(biāo)系的分類測(cè)量坐標(biāo)系的分類n（1）地心坐標(biāo)系）地心坐標(biāo)系12/17/202112/17/20211111目前主要的地心坐標(biāo)系目前主要的地心坐標(biāo)系f)/(23smGM)/(srad810418.3986004810418.39860048104 .3986004510292115. 7510292115. 7510292115. 7810418.3986004510292115. 7二二、測(cè)量坐標(biāo)系的分類測(cè)量坐標(biāo)系的分類12/17/202112/17/20211212n參心坐標(biāo)系的原點(diǎn)與某一地區(qū)或某個(gè)國(guó)家所

8、采用的參考橢參心坐標(biāo)系的原點(diǎn)與某一地區(qū)或某個(gè)國(guó)家所采用的參考橢球中心重合。球中心重合。n建立一個(gè)參心坐標(biāo)系，通常包括以下幾個(gè)內(nèi)容：建立一個(gè)參心坐標(biāo)系，通常包括以下幾個(gè)內(nèi)容：（1）確定參考橢球體的形狀和大小；）確定參考橢球體的形狀和大??；（2）確定參考橢球中心的位置（參考橢球定位）；）確定參考橢球中心的位置（參考橢球定位）；（3）確定坐標(biāo)軸的方向（定向）；）確定坐標(biāo)軸的方向（定向）；（4）確定大地原點(diǎn)的大地經(jīng)緯度。）確定大地原點(diǎn)的大地經(jīng)緯度。二二、測(cè)量坐標(biāo)系的分類測(cè)量坐標(biāo)系的分類n（2）參心坐標(biāo)系）參心坐標(biāo)系12/17/202112/17/20211313n空間大地坐標(biāo)系采用大地緯度（空間大地坐

9、標(biāo)系采用大地緯度（B）、大地經(jīng)度（）、大地經(jīng)度（L）和）和大地高來(lái)描述空間位置。大地高來(lái)描述空間位置。p大地經(jīng)度是空間的點(diǎn)與參考大地經(jīng)度是空間的點(diǎn)與參考 橢球的自轉(zhuǎn)軸法線與參考橢橢球的自轉(zhuǎn)軸法線與參考橢球的起球的起 始子午面的夾角。始子午面的夾角。p大地緯度是空間的點(diǎn)沿參考大地緯度是空間的點(diǎn)沿參考橢球面的法線與赤道面的夾橢球面的法線與赤道面的夾角。角。p大地高度是空間的點(diǎn)沿參考大地高度是空間的點(diǎn)沿參考橢球的法線方向與參考橢球橢球的法線方向與參考橢球面的距離。面的距離。二二、測(cè)量坐標(biāo)系的分類測(cè)量坐標(biāo)系的分類2、地球坐標(biāo)系、地球坐標(biāo)系n（1）空間大地坐標(biāo)系（地理坐標(biāo)系）空間大地坐標(biāo)系（地理坐標(biāo)系）

10、n三種表達(dá)形式：三種表達(dá)形式：12/17/202112/17/20211414n大地坐標(biāo)系采又稱地理坐標(biāo)系，可以表示地球上任何一點(diǎn)大地坐標(biāo)系采又稱地理坐標(biāo)系，可以表示地球上任何一點(diǎn)的位置。的位置。p通過(guò)格林尼治天文臺(tái)子午環(huán)中心的子午線作為本初子午通過(guò)格林尼治天文臺(tái)子午環(huán)中心的子午線作為本初子午線。線。p參考橢球不同得到的經(jīng)緯度也是不一樣的。參考橢球不同得到的經(jīng)緯度也是不一樣的。二二、測(cè)量坐標(biāo)系的分類測(cè)量坐標(biāo)系的分類12/17/202112/17/20211515p坐標(biāo)原點(diǎn)位于參考橢球的中坐標(biāo)原點(diǎn)位于參考橢球的中心。心。pX軸指向起始子午面與赤道軸指向起始子午面與赤道的交點(diǎn)；的交點(diǎn)；pZ軸指向參

11、考橢球的北極軸指向參考橢球的北極pY軸位于赤道面上，且按右軸位于赤道面上，且按右手系與手系與X軸成軸成90夾角。夾角。二二、測(cè)量坐標(biāo)系的分類測(cè)量坐標(biāo)系的分類n（2）空間直角坐標(biāo)系）空間直角坐標(biāo)系12/17/202112/17/20211616n平面直角坐標(biāo)系是利用平面直角坐標(biāo)系是利用投影變換，將空間坐標(biāo)投影變換，將空間坐標(biāo)通過(guò)某種數(shù)學(xué)變換映射通過(guò)某種數(shù)學(xué)變換映射到平面上，這種變換又到平面上，這種變換又稱投影變換。稱投影變換。n投 影 變 換 有 很 多 ， 如投 影 變 換 有 很 多 ， 如UTM投影、投影、Lambuda投影等，在我國(guó)采用的投影等，在我國(guó)采用的最多的是高斯克呂格投最多的是高

12、斯克呂格投影。影。二二、測(cè)量坐標(biāo)系的分類測(cè)量坐標(biāo)系的分類n（3）平面直角坐標(biāo)）平面直角坐標(biāo)12/17/202112/17/20211717p坐標(biāo)系是指描述空間位置的表達(dá)形式。坐標(biāo)系是指描述空間位置的表達(dá)形式。三三、我國(guó)常用的測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)我國(guó)常用的測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)p基準(zhǔn)是指為描述空間位置而定義的點(diǎn)線面?；鶞?zhǔn)是指為描述空間位置而定義的點(diǎn)線面。 大地測(cè)量基準(zhǔn)是指用以描述地球形狀的地球橢球參數(shù)，包含描述大地測(cè)量基準(zhǔn)是指用以描述地球形狀的地球橢球參數(shù)，包含描述 地球橢球幾何特征的長(zhǎng)短半軸和物理特征的有關(guān)參數(shù)、地球在空間地球橢球幾何特征的長(zhǎng)短半軸和物理特征的有關(guān)參數(shù)、地球在空間的定位及定向以及描述這些位置所采

13、用的單位長(zhǎng)度的定義的定位及定向以及描述這些位置所采用的單位長(zhǎng)度的定義 。n 坐標(biāo)系統(tǒng)由坐標(biāo)系和基準(zhǔn)兩方面要素構(gòu)成。坐標(biāo)系統(tǒng)由坐標(biāo)系和基準(zhǔn)兩方面要素構(gòu)成。nWGS-84、北京54、西安80都可以用（B,L,H）和（X,Y,Z）表示。12/17/202112/17/20211818nWGS-84世界大地坐標(biāo)系世界大地坐標(biāo)系n（The WGS-84 Coordinate System）我國(guó)常用的測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)有：我國(guó)常用的測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)有：n1954年北京坐標(biāo)系年北京坐標(biāo)系n（Beijing Geodetic Coordinate System 1954）n1980國(guó)家大地坐標(biāo)系國(guó)家大地坐標(biāo)系n（Nat

14、ional Geodetic Coordinate System 1980）n地方獨(dú)立地坐標(biāo)系地方獨(dú)立地坐標(biāo)系注注:以上是標(biāo)準(zhǔn)名稱。以上是標(biāo)準(zhǔn)名稱。三三、我國(guó)常用的測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)我國(guó)常用的測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)12/17/202112/17/20211919nWGS-84坐標(biāo)系是一個(gè)地心坐標(biāo)系。由美國(guó)國(guó)防部制圖坐標(biāo)系是一個(gè)地心坐標(biāo)系。由美國(guó)國(guó)防部制圖局建立，于局建立，于1987年取代了年取代了WGS-72坐標(biāo)系。坐標(biāo)系。（一）、（一）、 WGS-84坐標(biāo)系坐標(biāo)系p原點(diǎn)是地球的質(zhì)心。原點(diǎn)是地球的質(zhì)心。p空 間 直 角 坐 標(biāo) 的空 間 直 角 坐 標(biāo) 的 Z 軸 指 向軸 指 向BIH1984.0定義的（定

15、義的（CTP）方向。）方向。pX軸指向軸指向BIH1984.0定義的零度子定義的零度子午面和（午面和（CTP）赤道的交點(diǎn)。）赤道的交點(diǎn)。pY軸構(gòu)成右手坐標(biāo)系。軸構(gòu)成右手坐標(biāo)系。注注:GPS直接提供的坐標(biāo)是（直接提供的坐標(biāo)是（B,L,H）; BIH( Bureau International de lHeure)國(guó)際時(shí)間服務(wù)機(jī)構(gòu)國(guó)際時(shí)間服務(wù)機(jī)構(gòu); CTP(Conventional Terrestrial Pole)協(xié)議地級(jí)協(xié)議地級(jí)三三、我國(guó)常用的測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)我國(guó)常用的測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)12/17/202112/17/20212020n1954年北京坐標(biāo)系是一個(gè)參心大地坐標(biāo)系。年北京坐標(biāo)系是一個(gè)參心大地

16、坐標(biāo)系。（二）、（二）、1954年北京坐標(biāo)系年北京坐標(biāo)系p采用克拉索夫斯基橢球的兩個(gè)兒何參數(shù)；采用克拉索夫斯基橢球的兩個(gè)兒何參數(shù)；p大地原點(diǎn)在原蘇聯(lián)的普爾科沃；大地原點(diǎn)在原蘇聯(lián)的普爾科沃；p采用多點(diǎn)定位法進(jìn)行橢球定位；采用多點(diǎn)定位法進(jìn)行橢球定位；p高程基準(zhǔn)為高程基準(zhǔn)為1956年青島驗(yàn)潮站求出的黃海平均海水面；年青島驗(yàn)潮站求出的黃海平均海水面；p高程異常以原蘇聯(lián)高程異常以原蘇聯(lián)1955年大地水準(zhǔn)面重新平差結(jié)果為起算數(shù)年大地水準(zhǔn)面重新平差結(jié)果為起算數(shù)據(jù)；據(jù)；p按我國(guó)天文水準(zhǔn)路線推算而得。按我國(guó)天文水準(zhǔn)路線推算而得。三三、我國(guó)常用的測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)我國(guó)常用的測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)12/17/202112/17/2

17、0212121n1980國(guó)家大地坐標(biāo)系是一個(gè)參心大地坐標(biāo)系。國(guó)家大地坐標(biāo)系是一個(gè)參心大地坐標(biāo)系。（三）、（三）、1980國(guó)家大地坐標(biāo)系國(guó)家大地坐標(biāo)系p采用的國(guó)際大地測(cè)量和地球物理聯(lián)合會(huì)于采用的國(guó)際大地測(cè)量和地球物理聯(lián)合會(huì)于1975年推薦的橢球年推薦的橢球參數(shù)；參數(shù)；p大地原點(diǎn)位于我國(guó)陜西省徑陽(yáng)縣永樂鎮(zhèn)；大地原點(diǎn)位于我國(guó)陜西省徑陽(yáng)縣永樂鎮(zhèn)；p橢球面同大地水準(zhǔn)面在我國(guó)境內(nèi)最為擬合；橢球面同大地水準(zhǔn)面在我國(guó)境內(nèi)最為擬合；p大地高程基準(zhǔn)采用大地高程基準(zhǔn)采用1956年青島驗(yàn)潮站求出的黃海平均海水面；年青島驗(yàn)潮站求出的黃海平均海水面；p橢球定向明確，其短軸指向我國(guó)地極原點(diǎn)橢球定向明確，其短軸指向我國(guó)地極原

18、點(diǎn)JYD1968.0方向，方向，地起始子午面平行于格林尼治平均天文臺(tái)的子午面；地起始子午面平行于格林尼治平均天文臺(tái)的子午面；三三、我國(guó)常用的測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)我國(guó)常用的測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)12/17/202112/17/20212222n在許多城市測(cè)量與工程測(cè)量中，如果直接在國(guó)家坐標(biāo)系中在許多城市測(cè)量與工程測(cè)量中，如果直接在國(guó)家坐標(biāo)系中建立控制網(wǎng)，則存在如下問題：建立控制網(wǎng)，則存在如下問題：（四）、地方獨(dú)立坐標(biāo)系（四）、地方獨(dú)立坐標(biāo)系p受起算數(shù)據(jù)影響較大；受起算數(shù)據(jù)影響較大；p當(dāng)測(cè)區(qū)離分帶中央子午線較遠(yuǎn)時(shí)，其長(zhǎng)度變形較大當(dāng)測(cè)區(qū)離分帶中央子午線較遠(yuǎn)時(shí)，其長(zhǎng)度變形較大(大比例尺大比例尺圖上的距離或按平面坐標(biāo)反算

19、得到的距離，與實(shí)地直接測(cè)定圖上的距離或按平面坐標(biāo)反算得到的距離，與實(shí)地直接測(cè)定的跟離相差較大；的跟離相差較大；p當(dāng)測(cè)區(qū)的平均高程為當(dāng)測(cè)區(qū)的平均高程為H時(shí)，控制點(diǎn)間在時(shí)，控制點(diǎn)間在H高程面上的水平距離高程面上的水平距離D歸算到參考橢球面上的長(zhǎng)度會(huì)縮短；歸算到參考橢球面上的長(zhǎng)度會(huì)縮短；三三、我國(guó)常用的測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)我國(guó)常用的測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)12/17/202112/17/20212323（四）、地方獨(dú)立坐標(biāo)系（四）、地方獨(dú)立坐標(biāo)系p地方獨(dú)立坐標(biāo)系是一種高斯平面直角坐標(biāo)系；地方獨(dú)立坐標(biāo)系是一種高斯平面直角坐標(biāo)系；p在小范圍的城市測(cè)量和工程測(cè)最中，為了減小投影變形一般在小范圍的城市測(cè)量和工程測(cè)最中，為了減小

20、投影變形一般采用地方獨(dú)立坐標(biāo)系；采用地方獨(dú)立坐標(biāo)系；p中央子午線選在該測(cè)區(qū)的中心，投影面選在測(cè)區(qū)的平均高程中央子午線選在該測(cè)區(qū)的中心，投影面選在測(cè)區(qū)的平均高程面，坐標(biāo)系定向在當(dāng)?shù)氐恼狈较蚧蛑付ǚ较颉Ｃ?，坐?biāo)系定向在當(dāng)?shù)氐恼狈较蚧蛑付ǚ较?。三三、我?guó)常用的測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)我國(guó)常用的測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)12/17/202112/17/20212424地球橢球：地球橢球：三三、我國(guó)常用的測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)我國(guó)常用的測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)p 橢圓的長(zhǎng)半軸：橢圓的長(zhǎng)半軸： ap 橢圓的短半軸：橢圓的短半軸： bp 橢圓的扁率：橢圓的扁率： abafp橢圓的第一偏心率橢圓的第一偏心率： abae22p橢圓的第二偏心率：橢圓的第二

21、偏心率： bbae22 p五個(gè)基本幾何參數(shù)五個(gè)基本幾何參數(shù) 12/17/202112/17/20212525三三、我國(guó)常用的測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)我國(guó)常用的測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng) 我國(guó)所采用的的1954年北京坐標(biāo)系應(yīng)用的是克拉索夫斯基橢球參數(shù)；以后采用的1980國(guó)家大地坐標(biāo)系應(yīng)用的是1975國(guó)際橢球參數(shù)；而GPS應(yīng)用的是WGS-84系橢球參數(shù)。 幾種地球橢球參數(shù)：幾種地球橢球參數(shù)：12/17/202112/17/20212626一一、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的基本概念、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的基本概念1、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的基本概念、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的基本概念（1）坐標(biāo)系變換：）坐標(biāo)系變換：坐標(biāo)轉(zhuǎn)換是測(cè)繪實(shí)踐中經(jīng)常遇到的重要問題之一。坐標(biāo)轉(zhuǎn)換是測(cè)繪實(shí)踐中經(jīng)常遇

22、到的重要問題之一。坐標(biāo)轉(zhuǎn)換通常包含兩層含義：坐標(biāo)轉(zhuǎn)換通常包含兩層含義：坐標(biāo)系變換和基準(zhǔn)變換。坐標(biāo)系變換和基準(zhǔn)變換。 （2） 基準(zhǔn)變換：基準(zhǔn)變換：就是在同一地球橢球下，空間點(diǎn)的不同坐標(biāo)表示形式間進(jìn)行變換。包括大就是在同一地球橢球下，空間點(diǎn)的不同坐標(biāo)表示形式間進(jìn)行變換。包括大地坐標(biāo)系與空間直角坐標(biāo)系的相互轉(zhuǎn)換、空間直角坐標(biāo)系與站心坐標(biāo)系的地坐標(biāo)系與空間直角坐標(biāo)系的相互轉(zhuǎn)換、空間直角坐標(biāo)系與站心坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換、以及大地坐標(biāo)系與高斯平面坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換（即高斯投影正反算）轉(zhuǎn)換、以及大地坐標(biāo)系與高斯平面坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換（即高斯投影正反算） 是指空間點(diǎn)在不同的地球橢球見的坐標(biāo)變換?？捎每臻g的三參數(shù)或七參數(shù)是指空間點(diǎn)

23、在不同的地球橢球見的坐標(biāo)變換。可用空間的三參數(shù)或七參數(shù)實(shí)現(xiàn)不同橢球間空間直角坐標(biāo)系或不同橢球見大地坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換。實(shí)現(xiàn)不同橢球間空間直角坐標(biāo)系或不同橢球見大地坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換。四四、坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換12/17/202112/17/20212727一一、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的基本概念、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的基本概念2、大地測(cè)量基準(zhǔn)的基本概念、大地測(cè)量基準(zhǔn)的基本概念所謂基準(zhǔn)是指為描述空間位置而定義的點(diǎn)線面。所謂基準(zhǔn)是指為描述空間位置而定義的點(diǎn)線面。而大地測(cè)量基準(zhǔn)是指用以描述地球形狀的地球橢球參數(shù)，包含描述地球橢球幾何而大地測(cè)量基準(zhǔn)是指用以描述地球形狀的地球橢球參數(shù)，包含描述地球橢球幾何特征的長(zhǎng)短半軸和物理特征的有關(guān)

24、參數(shù)、地球在空間的定位及定向以及描述這些特征的長(zhǎng)短半軸和物理特征的有關(guān)參數(shù)、地球在空間的定位及定向以及描述這些位置所采用的單位長(zhǎng)度的定義。位置所采用的單位長(zhǎng)度的定義。經(jīng)典大地測(cè)量基準(zhǔn)通常采用的是與區(qū)域大地水準(zhǔn)面最佳擬合的參考橢球，其中心經(jīng)典大地測(cè)量基準(zhǔn)通常采用的是與區(qū)域大地水準(zhǔn)面最佳擬合的參考橢球，其中心往往與地心不重合。由于地球表面的不規(guī)則性，適合于不同地區(qū)的參考橢球的大往往與地心不重合。由于地球表面的不規(guī)則性，適合于不同地區(qū)的參考橢球的大小、定位和定向都不一樣，每個(gè)參考橢球都有各自的參數(shù)和參考系。參考橢球?qū)π?、定位和定向都不一樣，每個(gè)參考橢球都有各自的參數(shù)和參考系。參考橢球?qū)τ谔煳拇蟮販y(cè)量

25、、大地點(diǎn)坐標(biāo)的推算以及國(guó)家測(cè)圖和區(qū)域繪圖來(lái)說(shuō)，是十分適宜于天文大地測(cè)量、大地點(diǎn)坐標(biāo)的推算以及國(guó)家測(cè)圖和區(qū)域繪圖來(lái)說(shuō)，是十分適宜的。的。四四、坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換12/17/202112/17/20212828二二、坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的模型、坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的模型（1）大地坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為空間直角坐標(biāo)系（）大地坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為空間直角坐標(biāo)系（BLHXYZ）在相同的基準(zhǔn)下，將大地坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為空間直角坐標(biāo)系。公式為在相同的基準(zhǔn)下，將大地坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為空間直角坐標(biāo)系。公式為四四、坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換12/17/202112/17/20212929二二、坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的模型、坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的模型利用該式計(jì)算有一個(gè)問題：

26、利用該式計(jì)算有一個(gè)問題：（2）空間直角坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為大地坐標(biāo)系（）空間直角坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為大地坐標(biāo)系（ XYZ BLH ） 在相同的基準(zhǔn)下，將大地坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為空間直角坐標(biāo)系。公式為：在相同的基準(zhǔn)下，將大地坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為空間直角坐標(biāo)系。公式為：后兩式中有交叉變量，因此必須采用迭代的方法。因此必須采用下面的辦法處后兩式中有交叉變量，因此必須采用迭代的方法。因此必須采用下面的辦法處理理四四、坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換12/17/202112/17/20213030二二、坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的模型、坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的模型大地測(cè)量學(xué)與測(cè)量工程專業(yè)大地測(cè)量學(xué)與測(cè)量工程專業(yè)然后，利用然后，利用B的初值求出的初值求出H、N的初值，

27、再次求定的初值，再次求定B的值。的值。（2）空間直角坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為大地坐標(biāo)系（）空間直角坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為大地坐標(biāo)系（ XYZ BLH ）首先用下式求出首先用下式求出B的初值的初值四四、坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換12/17/202112/17/20213131二二、基準(zhǔn)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換的模型轉(zhuǎn)換的模型（2）空間直角坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為大地坐標(biāo)系（）空間直角坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為大地坐標(biāo)系（ XYZ BLH ）也可以采用如下的直接算法。公式為：也可以采用如下的直接算法。公式為：四四、坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換12/17/202112/17/20213232二二、坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的模型、坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的模型2. 大地坐標(biāo)與平面直角坐標(biāo)的

28、相互轉(zhuǎn)換大地坐標(biāo)與平面直角坐標(biāo)的相互轉(zhuǎn)換（1）高斯投影正算公式（）高斯投影正算公式（BL xy ）公式為：公式為：四四、坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換12/17/202112/17/20213333二二、坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的模型、坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的模型2. 大地坐標(biāo)與平面直角坐標(biāo)的相互轉(zhuǎn)換大地坐標(biāo)與平面直角坐標(biāo)的相互轉(zhuǎn)換（2）高斯投影反算公式（）高斯投影反算公式（ xy BL ）公式為：公式為：四四、坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換12/17/202112/17/202134341.不同橢球坐標(biāo)系的空間三參數(shù)或七參數(shù)轉(zhuǎn)換不同橢球坐標(biāo)系的空間三參數(shù)或七參數(shù)轉(zhuǎn)換 不同橢球之間的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換實(shí)際上是不同基準(zhǔn)之間的轉(zhuǎn)換。不

29、同橢球之間的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換實(shí)際上是不同基準(zhǔn)之間的轉(zhuǎn)換。不同基準(zhǔn)之間的轉(zhuǎn)換方法很多，可以通過(guò)空間變換的方法實(shí)現(xiàn)，亦可用平不同基準(zhǔn)之間的轉(zhuǎn)換方法很多，可以通過(guò)空間變換的方法實(shí)現(xiàn)，亦可用平面變換方法進(jìn)行。面變換方法進(jìn)行。下面介紹七參數(shù)布爾莎模型下面介紹七參數(shù)布爾莎模型 設(shè)兩不同橢球的對(duì)應(yīng)的兩個(gè)空間直角坐標(biāo)系見有設(shè)兩不同橢球的對(duì)應(yīng)的兩個(gè)空間直角坐標(biāo)系見有7個(gè)轉(zhuǎn)換參數(shù)：個(gè)轉(zhuǎn)換參數(shù)： 3個(gè)平移參數(shù)（原點(diǎn)不重合產(chǎn)生）；個(gè)平移參數(shù)（原點(diǎn)不重合產(chǎn)生）； 3個(gè)旋轉(zhuǎn)參數(shù)（坐標(biāo)軸不平行產(chǎn)生）；個(gè)旋轉(zhuǎn)參數(shù)（坐標(biāo)軸不平行產(chǎn)生）； 1個(gè)尺度參數(shù)（兩坐標(biāo)系間的尺度不一致產(chǎn)生）。個(gè)尺度參數(shù)（兩坐標(biāo)系間的尺度不一致產(chǎn)生）。四四、坐標(biāo)

30、系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換三三、基準(zhǔn)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換的模型轉(zhuǎn)換的模型12/17/202112/17/20213535四四、坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換三三、基準(zhǔn)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換的模型轉(zhuǎn)換的模型12/17/202112/17/202136361.不同地球橢球坐標(biāo)系的空間三參數(shù)或七參數(shù)轉(zhuǎn)換不同地球橢球坐標(biāo)系的空間三參數(shù)或七參數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)設(shè)（XA，YA，ZA）為某點(diǎn)在）為某點(diǎn)在A空間直角坐標(biāo)系中的三維坐標(biāo)；空間直角坐標(biāo)系中的三維坐標(biāo)；（XB，YB，ZB）為某點(diǎn)在）為某點(diǎn)在B空間直角坐標(biāo)系中的三維坐標(biāo)；空間直角坐標(biāo)系中的三維坐標(biāo)；（X0， Y0， Z0）為某點(diǎn)從）為某點(diǎn)從A空間直角坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到空間直角坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到B空空間直角坐標(biāo)系中的三個(gè)平移參數(shù)；間直角坐標(biāo)系中的三個(gè)平移參數(shù)；（ X， Y， Z ）為某點(diǎn)從）為某點(diǎn)從A空間直角坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到空間直角坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到B空間直角空間直角坐標(biāo)系中的三個(gè)旋轉(zhuǎn)參數(shù)；坐標(biāo)系中的三個(gè)旋轉(zhuǎn)參數(shù)；m為某點(diǎn)從為某點(diǎn)從A空間直角坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到空間直角坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到B空間直角坐標(biāo)系中的三個(gè)尺度參數(shù)?？臻g直角坐標(biāo)系中的三個(gè)尺度參數(shù)。則點(diǎn)從則點(diǎn)從A空間直角坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到空間直角坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到B