1.测量常用坐标的综述及转换.doc

测量常用坐标的综述及转换一、地面点的测量坐标系统 地面点在投影面上的坐标，根据具体情况，可选用三种坐标系统中的一种来表示。 1、大地坐标系 大地坐标系是用地面点在旋转椭球面上的投影位置的经度和纬度来表示的。纬度表示从地球中心到地球表面东西方向线之间的角度。经度指从地球中心到地球表面南北方向线之间的角度。经纬度可以表示为十进制角度（DD），或表示为度、分、和秒（DMS）。 2、高斯平面直角坐标系 高斯投影是等角横切椭圆柱投影。等角投影（正形投影），就是在极小的区域内椭球面上的图形投影后保持形状相似。即投影后角度不变形。按投影带不同通常分为6和3度带。我国境内有11个6带（13带到23带），我国境内21个3带（25带到45带）。 点在高斯平面直角坐标系中的坐标值，理论上中央子午线的投影是X轴，赤道的投影是Y轴，其交点是坐标原点。点的X坐标是点至赤道的距离；点的Y坐标是点至中央子午线的距离，设为Y；Y有正有负。为了避免Y坐标出现负值，把原点向西平移500公里。为了区分不同投影带中的点，在点的Y坐标值上加带号N，所以点的横坐标通用值为Y=N*1000000+500000+Y。 3、平面直角坐标系 当测量的范围很小时，可以把该测区的球面当做平面看待，直接将地面点沿铅垂线投影到水平面上，用平面直角坐标来表示它。 测量上选用的平面直角坐标系，规定纵坐标轴为X轴，表示南北方向，向北为正；横坐标轴为Y轴，表示东西方向，向东为正；坐标原点可假定也可选在测区的已知点上。象限按顺时针方向编号。二、几种常用投影系统1、高斯-克吕格投影是等角横切椭圆柱投影，投影后中央经线保持长度不变，即比例系数为1。以中央经线3投影为纵轴X，赤道投影为横轴Y，两轴交点即为各带的坐标原点。2、UTM投影是等角横轴割圆柱投影（通用横轴莫卡托投影），此投影系统是美国编制世界各地军用地图和地球资源卫星像片所采用的投影系统。以中央经线-177投影为纵轴X，赤道投影为横轴Y，两轴交点即为各带的坐标原点。圆柱割地球于南纬80度、北纬84度两条等高圈，投影后两条割线上没有变形，中央经线上长度比0.9996，比例因子取0.9996是为了保证离中央经线左右约330km处有两条不失真的标准经线。UTM投影将北纬84度至南纬80度之间按经度分为60个带,每带6度.从西经180度起算,两条标准纬线距中央经线为180KM左右,中央经线比例系数为0.9996. 3、两投影系统间的转换从计算结果看，两者主要差别在比例因子上，高斯-克吕格投影中央经线上的比例系数为1， UTM投影为0.9996，高斯-克吕格投影与UTM投影可近似采用 XUTM=0.9996 * X高斯，YUTM=0.9996 * Y高斯，进行坐标转换（注意：如坐标纵轴西移了500000米，转换时必须将Y值减去500000乘上比例因子后再加500000）。从分带方式看，两者的分带起点不同，高斯-克吕格投影自0度子午线起每隔经差6度自西向东分带，第1带的中央经度为3；UTM投影自西经180起每隔经差6度自西向东分带，第1带的中央经度为-177，因此高斯-克吕格投影的第1带是UTM的第31带。为了避免横坐标出现负值，高斯- 克吕格投影与UTM北半球投影中规定将坐标纵轴西移500公里当作起始轴，而UTM南半球投影除了将纵轴西移500公里外，横轴南移10000公里。利比里亚处于北半球。北京54国家平面坐标系和西安80国家平面坐标系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：（1）属参心大地坐标系；（2）采用克拉索夫斯基椭球的两个几何参数；（3）大地原点在原苏联的普尔科沃；（4）采用多点定位法进行椭球定位；（5）高程基准为 1956年青岛验潮站求出的黄海平均海水面； （6）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。 80国家坐标系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