坐标系的建立

如何建立地方独立坐标系要建立地方独立坐标系，需要以下步骤：1.了解现有的坐标系统：在开始建立地方独立坐标系之前，我们需要先了解目前使用的常见坐标系统，主要包括国际标准坐标系统、地理坐标系统和工程坐标系统。

这些坐标系统通常由国际或国家标准机构规定，用于描述和测量地球表面上的位置。

2.选择适当的基准面和投影方式：基准面是建立坐标系的基础，它定义了度量位置的参考点。

基准面的选择应考虑到所建立坐标系的使用目的，如地图制图、测量数据分析等。

同时，还需要选择适当的投影方式，以将三维地球表面的点映射到二维地图上。

3.收集地理控制点数据：地理控制点是已知位置的点，用于确定地方独立坐标系中的起源和比例因子。

收集足够数量和广泛分布的地理控制点是至关重要的，这些点应包括土地边界、地物特征和地形等。

4.进行大地测量和数据处理：大地测量是测量地球表面位置和高程的科学，包括天文测量、地形测量和地理测量等。

通过使用收集的地理控制点数据，进行大地测量和数据处理，可以计算出具体的坐标值和高程信息。

5.确定地方坐标参考系：根据收集的地理控制点数据和测量结果，确定地方独立坐标系的原点、坐标轴方向和比例因子。

这些参数是建立坐标系的关键要素，用于将地方坐标系统与全球标准坐标系统进行转换。

6.创建坐标系转换工具和数据模型：为了使地方独立坐标系能够与其他坐标系统进行转换和集成，需要创建坐标系转换工具和数据模型。

这些工具和模型可以用于在不同坐标系统之间进行地理位置和数据转换。

7.验证和调整坐标系：对建立的地方独立坐标系进行验证和调整是必要的。

验证可包括与已知位置的地理实体进行对比，确保坐标系的准确性和一致性。

调整可包括重新测量地理控制点，以提高坐标系的精度和稳定性。

8.文档化和发布坐标系：最后一步是文档化和发布建立的地方独立坐标系，以便其他使用者能够理解和应用该坐标系。

文档应包括坐标系参数、转换公式、转换工具和数据模型等信息。

总之，建立地方独立坐标系需要全面的数据收集和处理，以及准确的测量和调整。

如何建立坐标系？恰当地建立坐标系，可以使解题简便．通常以加速度a 的方向为x 轴的正方向，与此垂直的方向为y 轴，建立直角坐标系．将物体所受到的力按x 轴、y 轴方向分解，分别求得x 轴和y 轴上的合力F x 和F y ，根据力的独立作用原理得方程组F x =ma ，F y =0．但有时用这种方法得到的方程组求解较为烦琐，因此在建立直角坐标系时，也可根据物体的受力情况，使尽可能多的力位于两坐标轴上而分解加速度a 得a x 和a y ，根据牛顿第二定律得方程组F x =ma x ，F y =ma y 求解．究竟采用哪种方法，要视具体情况灵活使用．例1 质量为10kg 的物体放在水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，如果用大小为40 N ，方向斜向上与水平方向的夹角为37°的恒力作用，使物体沿水平面向右运动，（g 取10 m/s 2， sin370=0.6，cos370=0.8），求：（1）物体运动的加速度大小；（2）若物体由静止开始运动，需要多长时间速度达到8.4m/s?物体的位移多大?答案：（1）a ＝1.68m/s 2 （2）5 s 21m【解析】（1）以物体为研究对象，首先对物体进行受力分析，如图4-6-1所示．建立平面直角坐标系把外力沿两坐标轴方向分解．设向右为正方向，依据牛顿第二定律列方程：F ·cos θ－f ＝m aF ·sin θ＋F N ＝mgf ＝μF N整理后得到：a ＝m F mg F )sin (cos θμθ⋅--⋅ 代入相关数据，解得物体运动加速度大小a ＝1.68m/s 2．（2）因为物体做匀加速直线运动，所以根据运动学公式可知：v t ＝v 0＋a t物体运动时间为：t ＝a v t ＝68.14.8s ＝5 s s ＝v 0t ＋21a t 2 物体的位移大小为：s ＝21a t 2＝21×1.68×52m ＝21m ． 说明：（1）这是一道已知物体的受力情况，确定物体的运动情况的习题；（2）本题中物体受4个力作用（大于3个力作用），一般在处理力的关系时用正交分解法；（3）支持力不是外力在竖直方向上的分力；重力大小不等于地面给予的支持力．【点评】本题是已知物体的受力求物体的运动情况，关键在于对物体的受力分析要正确，应用牛顿第二定律求出加速度，再由运动学公式求解．图4-6-1例2 如图4-6-2所示，某商场内电梯与水平面夹角为300，当电梯加速向上运动时，人对梯面压力为其重力的56，则人与梯面间的摩擦力是其重力的多少倍？ 答案：mg F f 53= 【解析】选梯面上的人为研究对象，对其进行受力分析，重力和支持力都不难分析，至于人与梯面间的摩擦力是本题分析的难点，由于人与电梯具有相同的加速度，故人所受合外力沿斜面向上，因而人所受摩擦力一定沿梯面水平向右；如图4-6-3所示，水平、竖直建立直角坐标系，将加速度在两个坐标轴上分解，设电梯倾角为θ，加速度为a ，在x 轴和y 轴分别列方程，得θcos ⋅=ma F f ①θsin ⋅=-ma mg F N ②由题意，知 mg F N 56= ③ ①②③三式联立，代入数据，得 mg F f 53=【点评】本题是已知物体的运动情况求物体的受力，关键在于对物体的受力分析要正确，能够建立合适的坐标系（本题也可以沿斜面和垂直斜面建坐标系，同学们可以试一试），使方程和求解都更加简洁．在用牛顿定律解决问题时，有时可以分解力，有时可以分解加速度，看哪一种更为简单．图4-6-2。

空间直角坐标系的建立空间直角坐标系是用于表示空间中一个点位置的一种系。

建立空间直角坐标系需要确定三个互相垂直的坐标轴，分别沿着三个方向选取单位长度，用来表示空间中的位置。

在这个坐标系中，根据对应的坐标值可以唯一地确定一个点的位置。

建立空间直角坐标系的方法和建立平面直角坐标系非常类似。

下面我们来介绍一下建立空间直角坐标系的步骤。

步骤一：确定原点建立空间直角坐标系需要确定一个起点，称为原点。

原点通常位于三个坐标轴的交点处。

可以任选一个位置作为原点。

步骤二：确定坐标轴方向建立空间直角坐标系需要确定三个互相垂直的坐标轴，它们固定的方向通常为正方向。

我们可以先确定一个坐标轴方向，比如说选择x轴（也可以选择y轴或z轴作为起点）。

确定x轴的正方向后，可以确定y轴的正方向与z轴的正方向。

y轴的正方向可以沿着x 轴与z轴之间垂直的方向上，z轴的正方向可以沿着x轴与y轴之间垂直的方向上。

步骤三：选取单位长度建立空间直角坐标系需要确定沿着坐标轴的单位长度。

我们需要选择一个单位长度用来表示空间中的位置。

通常情况下，我们可以选择1个单位长度。

空间直角坐标系的表示方法比较灵活。

通常情况下，我们可以用一个有序数对表示二维平面上的点，例如(1, 2)，用一个有序三元组表示三维空间中的点，例如(1, 2, 3)。

其中，第一个元素对应x轴的坐标值，第二个元素对应y轴的坐标值，第三个元素对应z轴的坐标值。

在空间直角坐标系中，一个点的坐标可以表示为(x,y,z)。

其中x、y、z的取值范围是实数集合。

点的坐标是有序三元组(x,y,z)。

空间直角坐标系在数学中扮演了非常重要的角色，可用于描述空间中的物理现象，建立三维模型等等。

掌握建立空间直角坐标系的方法，对深入理解空间的坐标系，解决三维空间中的几何问题非常关键。

建立直角坐标系的原则
建立直角坐标系是数学中一种重要的概念，它有助于人们更加充分清晰地理解数据。

它可以用来表示图形，也可以将复杂的关系抽象化成直角坐标，用于简单易懂地描述几何形状及其特征。

1、垂直原则：建立坐标系时，将一个直线作为x轴，另一个直线作为y轴，它们的顺序不重要，但要保持斜率为0，也就是它们要垂直；
2、正负定义原则：把两个直线交汇的点定义为坐标系原点，从这一点出发，对每一条直线，可以将一侧定义为正半轴，另一侧定义为负半轴；
3、定位原则：将物体定位在坐标系中，要计算它的横纵坐标，横坐标是指它在x轴的距离，纵坐标是指它在y轴的距离；
4、连续性原则：在四象限中，从正x轴开始，顺时针分别为第一象限、第二象限、第三象限和第四象限，并依据该原则把坐标表示出来；
5、合并极维原则：合并第一象限与第二象限，极维定义为正，将它们整合为一个正象限；合并第三象限与第四象限，极维定义为负，将它们整合为一个负象限；
6、单位定义原则：对横、纵坐标，定义统一的计量单位，得以求出物体坐标与它本身大小的比例关系。

要构建一套适用的直角坐标系，上述原则必须全部遵循，只有这样才能有效地将物体的位置与它的实际大小及其他物理属性用图表的形式表示出来。

CGCS2000如所周知，20世纪50年代，为满足测绘工作的迫切需要，我国采用了1954年北京坐标系，后来随着天文大地网布设任务的完成，通过天文大地网整体平差，于8O年代初我国又建立了1980西安坐标系。

应当肯定，1954北京坐标系和1980西安坐标系在我国的经济建设和国防建设中发挥了巨大作用。

同时也应当看到，随着情况的变化和时间的推移，这两个以经典测量技术为基础的局部大地坐标系，目前已经不能适应科学技术特别是空间技术发展，不能适应我国经济建设和国防建设需要。

我国大地坐标系的更新换代，是经济建设、国防建设、社会发展和科技发展的客观需要。

以地球质量中心为原点的地心大地坐标系，是当今空间时代全球通用的基本大地坐标系。

以空间技术为基础的地心大地坐标系，是我国新一代大地坐标系的适宜选择。

地心大地坐标系可以满足大地测量、地球物理、天文、导航和航天应用以及经济、社会发展的广泛需求。

多年以来，我国测绘、地震部门和科学院有关单位为建立我国新一代大地坐标系作了大量基础性工作，近年又先后建成全国GPS一、二级网，国家GPSA、B级网，中国地壳运动观测网络和许多地壳形变网，为地心大地坐标系的实现奠定了较好的基础。

我国大地坐标系更新换代的条件业已具备。

我国新一代大地坐标系建立的基本原则是：1)坐标系应尽可能对准ITRF(国际地球参考框架)；2)坐标系应由空间大地网在某参考历元的坐标和速度体现；3)参考椭球的定义参数选用长半轴、扁率、地球地心引力常数和地球角速度，其参数值采用IUGG(国际大地测量与地球物理联合会)或IERS(国际地球旋转与参考系服务局)的采用值或推荐值。

2000中国大地坐标系(ChinaGeodeticCoordinateSystem2000，CGCS2000)，国人又称之为2000国家大地坐标系，是我国新一代大地坐标系，现已在全国正式实施。

本文意在介绍2000中国大地坐标系的定义和实现，给出参考椭球的定义常数和导出常数以及相关的正常重力公式，并对坐标系作几点说明。

坐标系建立的原理是什么坐标系是用于描述空间中点位置的一种数学工具，其建立的原理包括参考点的选择、轴线的确定以及刻度的设定等。

首先，建立坐标系需要选择一个参考点，通常称为原点。

原点是坐标系的起点，用来确定其他点的位置。

原点的选择通常依据实际应用需求，可以选择地球的质心作为原点，也可以选择一个固定点作为原点。

在二维坐标系中，原点在平面上，而在三维坐标系中，原点在空间中。

其次，建立坐标系需要确定轴线。

轴线是与参考点相交的表示方向的直线。

在二维坐标系中，通常选择两条相互垂直的直线作为轴线，分别称为x轴和y轴。

x 轴和y轴相交于原点，并且以原点为起点。

在三维坐标系中，需要选择三条相互垂直的直线作为轴线，分别称为x轴、y轴和z轴。

x轴和y轴仍然相交于原点，而z轴则与x轴和y轴垂直。

建立轴线后，需要设定刻度。

刻度是用来表示每个单位长度的标记。

在二维坐标系中，刻度通常沿着轴线进行等分，可以选择单位长度为1，也可以选择其他合适的长度。

在三维坐标系中，同样沿着轴线进行等分，可以选择单位长度为1，也可以选择其他合适的长度。

刻度的设定有助于准确地表示点的位置，从而进行距离、角度等计算。

建立好坐标系后，就可以利用坐标系描述空间中的点位置了。

在二维坐标系中，一个点的位置通过它在x轴和y轴上的坐标值来表示，通常用一个有序数对(x, y)来表示。

在三维坐标系中，一个点的位置通过它在x轴、y轴和z轴上的坐标值来表示，通常用一个有序数组(x, y, z)来表示。

坐标值表示了一个点与原点之间的直线距离，以及该直线与轴线正方向的夹角。

综上所述，坐标系建立的原理包括参考点的选择、轴线的确定以及刻度的设定等。

通过建立坐标系，可以准确地描述点的位置，并进行各种数学计算和几何推理。

坐标系在各个学科和行业中都有广泛的应用，如数学、物理、工程、地理等。

高中物理：坐标系的分类及建立原则
为了定量地描述物体的位置及位置变化，需要在参考系上建立适当的坐标建立坐标系时应明确坐标原点、正方向及单位长度，标明坐标单位．建立何种坐标系要根据物体的运动情况而定．
[典例1] 小明所在学校的校门口是朝南的，他进入校门后一直向前走120米后，再向东走40米就到了他所在的教室，请你画出他的教室所在的位置．
[思路点拨]
选取坐标原点―→建坐标系―→确定坐标位置
[解析] 选校门口为坐标原点，x 轴正方向表示向东，y 轴正方
向表示向北，以1 cm 长的线段表示40 m ，建立坐标系如图所示，
小明的教室在坐标为(40 m ，120 m)处．
[答案] 见解析
[规律总结]
坐标系的建立及坐标值的正负判断
(1)建立何种坐标系由物体的运动特点确定，建立坐标系的原则是能够方便、准确地描述物体的位置及位置变化．
(2)物体在坐标系中的坐标值是正值还是负值，与正方向的规定和原点的位置有关．。

建立空间直角坐标系的几种方法方法一：直角坐标系基于物体的参考点和参考线。

首先，选择一个点作为原点，然后选择一个方向作为x轴的正方向，并将参考直线从原点开始延伸。

然后，选择与x轴垂直的方向作为y轴的正方向，并延伸直线。

最后，选择与xy平面垂直的方向作为z轴的正方向，并延伸直线。

这样，就完成了一个空间直角坐标系的建立。

方法二：直角坐标系基于坐标系的旋转和平移。

在二维平面中，我们可以通过将一个坐标系进行旋转和平移来建立另一个坐标系。

同样，在三维空间中，我们可以通过对一个已有的坐标系进行旋转和平移来建立一个新的坐标系。

通过旋转和平移的组合，我们可以得到一个新的坐标系，其中的坐标轴可以与原坐标系的坐标轴成直角。

方法三：直角坐标系基于物体的方向和参考面。

在航空航天等领域，直角坐标系通常是根据物体的方向和参考面来建立的。

例如，在航空航天器中，航天员在太空中的朝向通常是以地球为参考面建立的直角坐标系。

方法四：直角坐标系可以通过测量和计算得到。

在地理测量和地质勘探等领域，可以通过测量物体的位置和方向来确定一个直角坐标系。

测量可以通过使用全站仪或其他测量设备进行精确的三维测量来完成。

方法五：直角坐标系可以基于地图坐标系建立。

在地理信息系统（GIS）中，地图坐标系是一种基于平面坐标系的直角坐标系。

通过将地图上的点与已知的地理坐标进行对应，并利用平面坐标系的投影方法，可以建立地图坐标系。

以上是建立空间直角坐标系的几种常见方法。

这些方法在各种领域中得到广泛应用，可以帮助我们更好地理解和描述物体在空间中的位置和方向。

建立工件坐标系操作方法
1. 确定工件的中心点：首先需要在工件上找到准确的中心点，通常通过测量来获得。

2. 定位工件：将工件放置在加工设备上，需要解决工件的定位问题，以便确定它的准确位置。

3. 确定坐标轴方向：确定工件坐标系坐标轴的方向。

通常情况下，Z轴方向指向加工设备的刀具，X轴方向垂直于Z轴，而Y轴方向则右手定则决定。

4. 选择初始点：选择一个已知的初始点，在此点上建立工件坐标系，可以选择工件的表面或者边缘作为初始点。

5. 建立坐标系：根据选择的初始点和坐标轴方向，在工件上建立起坐标系，同时需要确定坐标系的原点和各坐标轴与机床相对应的方向。

6. 清除误差：在建立完坐标系后，需要检查误差和校正偏差，确保坐标系的精度和准确性。

7. 确定工件坐标系的起点：确定工件坐标系的起点，这个点被称为工件零点，它通常位于工件的中心点。

建立坐标系后，需要将零点清零，以便计算机控制系统能够准确地计算出坐标位置。

8. 测量并记录工件坐标系：最后需要进行测量并记录工件坐标系，以便后续的加工过程能够按照准确的坐标系进行。

建立坐标系的方法
建立坐标系的方法有以下几种：
1. 直角坐标系：以两条垂直的数轴为基准线，建立平面直角坐标系。

其中横轴称为x轴，纵轴称为y轴。

坐标系的原点为二者相交处，点的坐标用(x,y)表示，其中x为横坐标，y为纵坐标。

2. 极坐标系：在平面直角坐标系中，以原点为极点，任取一条射线（通常取x 轴正半轴），建立极轴。

则平面内一点P的极坐标(r,\theta)，其中r为OP的长度，\theta为射线OP与极轴的夹角，取正值为逆时针方向，负值为顺时针方向。

3. 三维直角坐标系：以三条相互垂直的数轴为基准，建立三维直角坐标系。

其中x,y,z轴分别垂直于彼此，坐标系的原点为三者相交处，一个点的坐标用(x,y,z)表示。

4. 柱面坐标系：在三维直角坐标系中，以z轴为轴线，建立柱面坐标系。

一个点的柱面坐标用(r,\theta,z)表示，其中r为该点到z轴的距离，\theta为该点在x-y平面上的极角（同极坐标系），z为该点到x-y平面的距离。

5. 球面坐标系：在三维直角坐标系中，以坐标原点为球心，建立球面坐标系，一个点的球面坐标用(r,\theta,\phi)表示，其中r为该点到球心的距离，\theta
为该点在x-y平面上的极角（同极坐标系），\phi为该点与z轴正半轴的夹角（0\leq\phi\leq\pi）。

建立平面直角坐标系的步骤
建立平面直角坐标系的步骤如下：
1. 准备一个平面，可以是纸张或平面表面。

2. 选择一个点作为原点，通常被标记为O。

3. 根据需要，选择一条水平线作为x轴（横轴）或垂直线作为y轴（纵轴），并通过原点O。

4. 根据需要确定x轴和y轴的正方向。

通常x轴是向右延伸，
y轴是向上延伸。

5. 根据需要在x轴和y轴上选择适当的刻度，以表示不同的数值。

6. 根据需要绘制坐标轴上的刻度线，以显示刻度之间的单位距离。

7. 在坐标轴上选择其他点，并用字母标记这些点，例如A、B、C等。

8. 根据需要，在图中绘制任意线段、图形或其他几何实体，并用字母或符号标记，以表示它们对应的坐标点。

这样，一个平面直角坐标系就建立了。

可以利用这个坐标系表示和计算平面上的点、直线、曲线等几何对象的位置和属性。

坐标系建立六大步骤
1. 寻找参考高度（或者清晰的边缘）
聚焦表面，测量一个点
按“ENTER ”输入点点测
量窗口的 按钮确定完成操作。

2. 将第一步中测量出的点设置为Z 轴原点
点击构造 坐标原点 ，在模型视窗中选取第一步测量的点，选取设置Z 轴置
零 ，点击 完成操作。

3. 寻找坐标原点
根据测量工件的图纸选择测量一个园或者测量一个点，
或者 ，采用自动寻边光标 ，用鼠标光标在需要测量的园上
点去3点，在完成自动取点后，点击 完成操作。

4.设置坐标原点（XY 轴）
点击构造 坐标原点 ，在模型视窗中选取第三步测量得到的圆/点，选取设置
X/Y 轴置零 ，点击 完成操作。

5.寻找坐标轴向
根据测量工件的图纸选择测量一个园或者测量一个点，
或者 ，采用自动寻边光标 ，用鼠标光标在需要测量
的园上点去3点，在完成自动取点后，点击 完成操作。

6.设置坐标轴向
点击构造 坐标轴向 ，在模型视窗中选取第五步测量得到的圆/点，选取设置做
为X 轴 ，点击 完成操作。

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only.。