測量相關(guān)的坐標(biāo)體系

測量相關(guān)的坐標(biāo)體系地固坐標(biāo)系又稱大地坐標(biāo)系/地球坐標(biāo)系，是一種固定在地球上，隨地球一起轉(zhuǎn)動的非慣性坐標(biāo)系。根據(jù)其原點的位置不同，分為地心坐標(biāo)系和參心坐標(biāo)系。地心坐標(biāo)系的原點與地球質(zhì)心重合.GPS衛(wèi)星定位測量常用的WGS-84坐標(biāo)系就是一種地心坐標(biāo)系，坐標(biāo)原點為地球質(zhì)心，其地心空間直角坐標(biāo)系的Z軸指向BIH（國際時間服務(wù)機構(gòu)）1984.O定義的協(xié)議地球極（CTP）方向，X軸指向BIH1984.0的零子午面和CTP赤道的交點，Y軸與Z軸、X軸垂直構(gòu)成右手坐標(biāo)系，稱為1984年世界大地坐標(biāo)系統(tǒng)。參心坐標(biāo)系的原點與某一地區(qū)或國家所采用的參考橢球中心重合，通常與地球質(zhì)心不重合。我國先后建立的1954年北京坐標(biāo)系、1980西安坐標(biāo)系都是參心坐標(biāo)系。但是隨著GNSS技術(shù)的發(fā)展，很多國家都逐漸開使用地心坐標(biāo)系.AutoCAD中采用的數(shù)學(xué)坐標(biāo)系：世界坐標(biāo)系（WCS）即參照坐標(biāo)系。其它所有的坐標(biāo)系都是相對WCS定義的，WCS是永遠(yuǎn)不改變的。用戶坐標(biāo)系統(tǒng)（UCS）即工作中的坐標(biāo)系，使我們繪圖使用最多的坐標(biāo)系。（Cass7.0繪圖軟件采用的坐標(biāo)系為測量坐標(biāo)系，正好和數(shù)學(xué)上的笛卡爾坐標(biāo)系相反，X軸為南北方向，Y軸為東西方向。這就是在CAD中查詢出的坐標(biāo)和在Cass中查詢出的坐標(biāo)縱橫坐標(biāo)剛好相反的原因。）1、地理坐標(biāo)地理坐標(biāo)是用緯度、經(jīng)度表示地面點位置的球面坐標(biāo)。在大地測量學(xué)中，對于地理坐標(biāo)系統(tǒng)中的經(jīng)緯度有三種提法：天文經(jīng)緯度、大地經(jīng)緯度和地心經(jīng)緯度。（1） 天文坐標(biāo)系天文坐標(biāo)系是以鉛垂線為基準(zhǔn)、以大地水準(zhǔn)面為基準(zhǔn)面建立的坐標(biāo)系，它以天文經(jīng)緯度（入，中）表示地面點在大地水準(zhǔn)面上的位置，其中天文經(jīng)度入是觀測點天頂子午面與格林尼治天頂子午面間的二面角，地球上定義為本初子午面與觀測點之間的二面角；天文緯度中定義為鉛垂線與赤道平面間的夾角。（2） 大地坐標(biāo)系大地坐標(biāo)系是以橢球面法線為基準(zhǔn)線，以參考橢球面為基準(zhǔn)面建立的坐標(biāo)系，它以大地坐標(biāo)（L,B,h）表示地面點在參考橢球面上的位置，其中大地經(jīng)度L為參考橢球面上某點的大地子午面與本初子午面間的二面角，大地緯度B為參考橢球面上某點的法線與赤道平面的夾角，北緯為正，南緯為負(fù)；為h為大地高，即從觀測點沿橢球法線方向到橢球面的距離。我國目前常用坐標(biāo)系為1954北京坐標(biāo)系、1980國家大地坐標(biāo)系以及2000國家大地坐標(biāo)系（CGCS2000）。（3） 地心坐標(biāo)系地心坐標(biāo)系是地固坐標(biāo)系的一種，是指以總地球橢球為基準(zhǔn)、原點與質(zhì)心重合的坐標(biāo)系，它與地球體固連在一起，與地球同步運動。它以（L,B）來表示點的位置，其中L為地心經(jīng)度，與大地經(jīng)度一致；B為地心緯度，指參考橢球面上觀測點與橢球質(zhì)心或中心連線與赤道面之間的夾角。心坐標(biāo)系是在大地體內(nèi)建立的O-XYZ坐標(biāo)系。原點O設(shè)在大地體的質(zhì)量中心，用相互垂直的X,Y,Z三個

軸來表示，X軸與首子午面與赤道面的交線重合，向東為正。Z軸與地球旋轉(zhuǎn)軸重合，向北為正。Y軸與XZ平面垂直構(gòu)成右手系。2、直角坐標(biāo)（1）高斯平面直角坐標(biāo)地理坐標(biāo)是球面坐標(biāo)，當(dāng)測區(qū)范圍較大時，要建平面坐標(biāo)系就不能忽略地球曲率的影響。把地球上的點位化算到平面上，稱為地圖投影。地圖投影的方法有很多，目前我國采用的是高斯一一克呂格投影（又稱高斯正形投影），簡稱高斯投影。它是由德國數(shù)學(xué)家高斯提出的，由克呂格改進的一種分帶投影方法。它成功解決了將橢球面轉(zhuǎn)換為平面的問題。公式一Lo=（6N-3°）N 6°帶的帶號公式二Lo=3N'N'——3°帶的帶號。此坐標(biāo)系中：中央子午線是縱坐標(biāo)軸，為x軸，并規(guī)定向北（向上）為正方向；赤道是橫坐標(biāo)軸，為Y軸，并規(guī)定向東（向右）為正方向；兩軸的交點為坐標(biāo)原點；角度從縱坐標(biāo)軸（x軸）的正向開始按順時針方向量取，象限也按順時針編號高斯投影沒有角度變形，但有長度變形和面積變形，離中央子午線越遠(yuǎn)，變形就越大。其主要特點有以下三點：投影后中央子午線為直線，長度不變形，其余經(jīng)線投影對稱并且凹向于中央子午線，離中央子午線越遠(yuǎn)，變形越大。赤道的投影也為一直線，并與中央子午線正交，其余的經(jīng)緯投影為凸向赤道的對稱曲線。經(jīng)緯投影后仍然保持相互垂直的關(guān)系，投影后有角度無變形。我國領(lǐng)土位于東經(jīng)72°s136。之間，共包括了11個6°帶，即13s23帶;22個3。投影帶即24s45帶.高斯平面直角坐標(biāo)的表示：X的坐標(biāo)原值（單位m）不變，直接作為其坐標(biāo)值；Y坐標(biāo)的坐標(biāo)原值（單位m）應(yīng)增加500000m后為其坐標(biāo)值，并在Y值前添加帶號，以表示地面點所在的高斯投影帶（2）獨立平面直角坐標(biāo)大地水準(zhǔn)面雖然是曲面，但是當(dāng)測區(qū)范圍較?。ò嗉壭◆~10Km）范圍時，可以用測去的切平面代替大地水準(zhǔn)面，在切平面上建立直角坐標(biāo)系。在城市測量中，一般要求投影長度變形不大于2.5cm/km。然而，采用國家坐標(biāo)系統(tǒng)在高海拔地區(qū)或離中央子午線較遠(yuǎn)地方不能滿足這一要求，這就要考慮建立地方獨立坐標(biāo)系。建立過程：自測區(qū)中心點A,沿鉛垂線方向，向大地水準(zhǔn)面（或假定水準(zhǔn)面）投影，投影點A’。作一個與大地水準(zhǔn)面相切的平面，簡稱切平面。該切平面的西南角方向設(shè)一個坐標(biāo)原點0。過原點O,南北方向設(shè)為X軸，作為坐標(biāo)系的縱軸，規(guī)定指北為正；東西方向設(shè)為Y軸，作為坐標(biāo)系的橫軸，規(guī)定指東為正。坐標(biāo)系的四個象限按順時針排序（便于用數(shù)學(xué)的三角函數(shù)公式）。在實際測量時，X軸（縱坐標(biāo)軸）可選?。旱厍蚰媳狈较?，地磁南北方向，測區(qū)主要地物（建筑或道路）的南北軸線。（3）建筑坐標(biāo)系建筑坐標(biāo)系是指在房屋建筑或其他工程建筑工地，為了對其平面位置進行施工放樣的方便，使所采用的平面直角坐標(biāo)系與建筑設(shè)計的軸線相平行或垂直，對于左右、前后對稱的建筑物，甚至可以把坐標(biāo)原點設(shè)置于其對稱中心，以簡化計算。將地區(qū)平面直角坐標(biāo)系或建筑坐標(biāo)系與當(dāng)?shù)馗咚蛊矫嬷苯亲鴺?biāo)系進行連測后，可以將點的坐標(biāo)在這兩種坐標(biāo)系之間進行坐標(biāo)換算【?該坐標(biāo)系平面只適用于該測區(qū)；?坐標(biāo)軸可以按照測圖或施工的需要來設(shè)置，?該坐標(biāo)系的圓點左邊與國際統(tǒng)一坐標(biāo)既可以有關(guān)聯(lián)，也可以無關(guān)聯(lián)（建立地方獨立坐標(biāo)系的常規(guī)方法是以一個國家大地控制點和一條邊的方位角作為起算數(shù)據(jù)，觀測邊長投影到某特定面（測區(qū)平均高程面、抵償面）上）?！?我國的大地坐標(biāo)系1954北京坐標(biāo)系，1980西安坐標(biāo)系，2000國家大地坐標(biāo)系（1） 、“1954年北京坐標(biāo)系”，是采用蘇聯(lián)克拉索夫斯基橢圓體，在1954年完成測定工作的，所以叫“1954年北京坐標(biāo)系”，我國地形圖上的平面坐標(biāo)位置都是以這個數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)推算的。1954年北京坐標(biāo)系可以認(rèn)為是前蘇聯(lián)1942年坐標(biāo)系的延伸。它的大地原點不在北京，而是在前蘇聯(lián)的普爾科沃（Pulovo）。（2） 、1980西安坐標(biāo)系：1978年4月在西安召開全國天文大地網(wǎng)平差會議，確定重新定位，建立我國新的坐標(biāo)系。為此有了1980國家大地坐標(biāo)系。1980國家大地坐標(biāo)系采用地球橢球基本參數(shù)為1975年國際大地測量與地球物理聯(lián)合會第十六屆大會推薦的數(shù)據(jù)。該坐標(biāo)系的大地原點設(shè)在我國中部的陜西省涇陽縣永樂鎮(zhèn)，位于西安市西北方向約60公里，故稱1980西安坐標(biāo)系，又簡稱西安大地原點。該坐標(biāo)系的大地原點設(shè)在我國中部的陜西省涇陽縣永樂鎮(zhèn)，位于西安市西北方向約60公里。（3）、2000國家大地坐標(biāo)系：簡稱為CGS2000，即ChinaGeodeticSystem2000。Z軸指向BIH1984.0定義的協(xié)議極地方向（BIH國際時間局），X軸指向BIH1984.0定義的零子午面與協(xié)議赤道的交點，Y軸按右手坐標(biāo)系確定。

坐標(biāo).奈名稱-棉球#械球主要參數(shù)-長半說由（□）＞短半抽0扁率“北京54坐標(biāo)克拉寶夫斯基橢珞637B245.-6356863■-1/258.眼西安8。坐標(biāo)系-I^G75地球6373140.63567551/29S.257WGS-04大地坐標(biāo)系『WGS-fil地球637B137，63o6752.31%］網(wǎng)土257223563.國家2000大地坐怵系、典堂000地球橢珞637813