大地坐标与平面坐标的区别

空间直角坐标系、大地坐标系、平面坐标系、高斯平面直角坐标系本篇学习了空间直角坐标系、大地坐标系、平面坐标系、高斯平面直角坐标系。

这个个坐标系有时很容易弄混淆！（一）空间直角坐标系空间直角坐标系的坐标原点位于参考椭球的中心，Z轴指向参考椭球的北极，X轴指向起始子午面与赤道的交点，Y轴位于赤道面上切按右手系于X轴呈90度夹角，某点中的坐标可用该点在此坐标系的各个坐标轴上的投影来表示。

空间直角坐标系可用如下图所示：（二）大地坐标系大地坐标系是采用大地纬度、经度和大地高程来描述空间位置的。

纬度是空间的点与参考椭球面的法线与赤道面的夹角；经度是空间的点与参考椭球的自转轴所在的面与参考椭球的起始子午面的夹角；大地高程是空间的点沿着参考椭球的法线方向到参考椭球面的距离。

地面点的高程和国家高程基准(1)绝对高程。

地面点沿垂线方向至大地水准面的距离称为绝对高程或称海拔。

过去我国采用青岛验潮站(tide gauge station)1950～1956年观测成果求得的黄海平均海水面作为高程的零点，称为“1956年黄海高程系”(Huanghai height system 1956水准原点高程为72.289m)。

后经复查，发现该高程系的验潮资料时间过短，准确性较差，改用青岛验潮站1950～1979年的观测资料重新推算，并命名为“1985年国家高程基准”（Chinese height datum 1985）。

国家水准原点(leveling origin高程为72.260m)设于青岛市观象山附近，作为我国高程测量的依据。

它的高程值是以“1985年国家高程基准”所确定的平均海水面为零点测算而得。

在使用原“1956年黄海高程系”的高程成果时，应注意将其换算为新的高程基准系统。

(2)相对高程。

地面点沿铅垂线方向至任意假定的水准面的距离称为该点的相对高程，亦称假定高程。

在图l—5中，地面点A和B的相对高程分别为H'A 和H'B 。

我国三大常用坐标系区别(qūbié)（北京54、西安80和WGS－84）我国三大常用坐标系区别（北京54、西安80和WGS－84）我国三大常用坐标系区别（北京54、西安80和WGS－84）1、北京54坐标系(BJZ54)北京54坐标系为参心大地坐标系，大地上的一点可用经度L54、纬度(wěidù)M54和大地高H54定位，它是以克拉索夫斯基椭球为基础，经局部平差后产生的坐标系。

1954年北京坐标系的历史：新中国成立以后，我国大地测量进入了全面发展时期，再全国范围内开展了正规的，全面的大地测量和测图工作，迫切需要建立一个参心大地坐标系。

由于当时的“一边倒”政治趋向，故我国采用了前苏联的克拉索夫斯基椭球参数，并与前苏联1942年坐标系进行联测，通过计算建立了我国大地坐标系，定名为1954年北京坐标系。

因此，1954年北京坐标系可以认为是前苏联1942年坐标系的延伸。

它的原点不在北京而是在前苏联的普尔科沃。

北京54坐标系，属三心坐标系，长轴6378245m，短轴6356863，扁率1/298.3；2、西安80坐标系1978年4月在西安召开全国天文大地网平差会议，确定重新定位，建立我国新的坐标系。

为此有了1980年国家大地坐标系。

1980年国家大地坐标系采用地球椭球基本参数为1975年国际大地测量(dà dì cè liáng)与地球物理联合会第十六届大会推荐的数据，即IAG 75地球椭球体。

该坐标系的大地原点设在我国中部的陕西省泾阳县永乐镇，位于西安市西北方向约60公里(ɡōnɡlǐ)，故称1980年西安坐标系，又简称西安大地原点。

基准面采用青岛大港验潮站1952－1979年确定的黄海平均海水面（即1985国家高程(gāochéng)基准）。

西安80坐标系，属三心坐标系，长轴6378140m，短轴6356755，扁率1/298.257221013、WGS－84坐标系WGS－84坐标系（World Geodetic System）是一种国际上采用的地心坐标系。

本篇学习了空间直角坐标系、大地坐标系、平面坐标系、高斯平面直角坐标系。

这个个坐标系有时很容易弄混淆！（一）空间直角坐标系空间直角坐标系的坐标原点位于参考椭球的中心，Z轴指向参考椭球的北极，X轴指向起始子午面与赤道的交点，Y轴位于赤道面上切按右手系于X轴呈90度夹角，某点中的坐标可用该点在此坐标系的各个坐标轴上的投影来表示。

空间直角坐标系可用如下图所示：（二）大地坐标系大地坐标系是采用大地纬度、经度和大地高程来描述空间位置的。

纬度是空间的点与参考椭球面的法线与赤道面的夹角；经度是空间的点与参考椭球的自转轴所在的面与参考椭球的起始子午面的夹角；大地高程是空间的点沿着参考椭球的法线方向到参考椭球面的距离。

地面点的高程和国家高程基准(1)绝对高程。

地面点沿垂线方向至大地水准面的距离称为绝对高程或称海拔。

过去我国采用青岛验潮站(tide gauge station)1950～1956年观测成果求得的黄海平均海水面作为高程的零点，称为“1956年黄海高程系”(Huanghai height system 1956水准原点高程为72.289m)。

后经复查，发现该高程系的验潮资料时间过短，准确性较差，改用青岛验潮站1950～1979年的观测资料重新推算，并命名为“1985年国家高程基准”（Chinese height datum 1985）。

国家水准原点(leveling origin高程为72.260m)设于青岛市观象山附近，作为我国高程测量的依据。

它的高程值是以“1985年国家高程基准”所确定的平均海水面为零点测算而得。

在使用原“1956年黄海高程系”的高程成果时，应注意将其换算为新的高程基准系统。

(2)相对高程。

地面点沿铅垂线方向至任意假定的水准面的距离称为该点的相对高程，亦称假定高程。

在图l—5中，地面点A和B的相对高程分别为H'A 和H'B。

(3)高差。

地面上任意两点的高程(绝对高程或相对高程)之差称为高差。

南方CASS和南方平差易可以计算，正反算，坐标换带下面收集的文章总结，相互转换需根据文章计算方法：1.大地坐标系：WGS84（世界坐标系）坐标以经纬度显示，GPS测得2.平面直角坐标系：高斯投影平面直角坐标系：北京54全国80，平面坐标以数字显示，由WGS84坐标系根据椭球参数转换而得。

北京54和全国80坐标系之间可以相互转换3.全站仪放样测得坐标属于平面直角坐标；GPS测得坐标属于大地坐标，高程是海拔高程。

4.同一个坐标系之间的转换高斯投影坐标系中坐标换带的计算见以下文章，比如80坐标系的6度带坐标，要换带计算为80坐标系的3度带，需要平面坐标先转换为大地坐标后根据经纬度调整再转换为另一度带坐标5.全站仪采用极坐标放样原理：把坐标输入全站仪，全站仪自动转换成方位角和距离，根据后视基准边的夹角和距离来放样。

具体参考WORD直角坐标与极坐标的区别和转换例题：高斯坐标和北京54，西安80坐标有什么区别，举例说一下，行吗？举个例子，野外采集GPS数据，数据是用大地坐标表示的，也就是用经纬度和高程表示。

而采集的数据要在地图上显示出来，就需要将经纬度转化为平面坐标，也就是通常说的x,y 坐标。

因为我国地形图一般采用高斯投影，所以通常转化成高斯平面坐标显示到地图上。

而在经纬度向平面坐标转化的过程中，需要用到椭球参数，因此要考虑所选的坐标系，我国常用的坐标系有北京54，西安80，WGS-84坐标系，不同的坐标系对应的椭球体是不一样的，这里你可能会不明白根椭球体有啥关系，是这样的，我们所说的地理数据都是为了描述大地水准面上的某一个点，而大地水准面是不规则的，我们用一个规定的椭球面去拟合这个水准面，用椭球面上的点来近似表示地球上的点。

每个国家地理情况不同，采用的椭球体也不尽相同。

北京54坐标系采用的是克拉索夫斯基(Krassovsky)椭球体，而西安80采用的是IAG 75地球椭球体WGS84坐标与北京54坐标转换（转）2007-09-20 12:03转自GIS中的坐标系定义与转换戴勤奋1. 椭球体、基准面及地图投影GIS中的坐标系定义是GIS系统的基础，正确定义GIS系统的坐标系非常重要。

正确区分测量学中的坐标系类型黄河水利职业技术学院地理信息0901 杨鹏飞ypf97586@1与坐标系相关的几个基本概念1.1对地球形状的描述宇宙中地球是一个美丽的湛蓝湛蓝的球状星体，从机舱窗口俯视大地，地球是一个有些微起伏，极其复杂的表面，珠穆朗玛峰海拔8848.43米，马里亚纳海沟-11022米，实时是地球不是一个正球体，而是一个极半径略短，赤道半径略突出，南极略扁平，近似于梨形的椭球体一级逼近:水准面水准面(大地体)设想一个与静止的平均海水面重合并延伸到大陆内部的包围整个地球的封闭的重力位水准面。

二级逼近:旋转椭球面地球椭球大地水准面的形状接近于一个两级略短的旋转椭球，通常用旋转椭球代表地球，作为描述地球空间位置的基准长轴a、短轴b、椭球扁率f=a-b/a三级逼近:参考椭球体定位对地球的a、b、f测定后，还必须测定大地水准面相对关系，即确定一个局部地区与大地水准面符合最好的椭球体，并通过数学方法计算出两者各点间的偏差。

1.2地球椭球体(Ellipsoid)众所周知我们的地球表面是一个凸凹不平的表面，而对于地球测量而言，地表是一个无法用数学公式表达的曲面，这样的曲面不能作为测量和制图的基准面。

假想一个扁率极小的椭圆，绕大地球体短轴旋转所形成的规则椭球体称之为地球椭球体。

地球椭球体表面是一个规则的数学表面，可以用数学公式表达，所以在测量和制图中就用它替代地球的自然表面。

因此就有了地球椭球体的概念。

地球椭球体有长半径和短半径之分，长半径(a)即赤道半径，短半径(b)即极半径。

f=（a-b）/a为椭球体的扁率，表示椭球体的扁平程度。

由此可见，地球椭球体的形状和大小取决于a、b、f 。

因此，a、b、f被称为地球椭球体的三要素。

对地球椭球体而言，其围绕旋转的轴叫地轴。

地轴的北端称为地球的北极，南端称为南极；过地心与地轴垂直的平面与椭球面的交线是一个圆，这就是地球的赤道；过英国格林威治天文台旧址和地轴的平面与椭球面的交线称为本初子午线。

大地坐标与平面坐标之间的区别与转换下面看几个概念：1、地球椭球体（Ellipsoid，Spheroid）2、大地基准面（Geodeticdatum）3、地理坐标系统（GeographicCoordinateSystem）4、投影坐标系统（ProjectedCoordinateSystem）其中，地理坐标系统包含地球椭球体和大地基准面，即3包含1和2；地球椭球体包含所选椭球的长半轴、短半轴和扁率。

投影坐标系统包含所需的投影方式（常用的投影有高斯－克吕投影GaussKruger简称GK和墨卡托投影Mecator），即东伪偏移量、北伪偏移量、中央子午线、尺度、纬度原点和米单位等。

上面提到的这些信息都是已知的或者包含在文件中，之所以需要转换参数，是因为大地基准面未知，它包含的信息就是转换参数，有了转换参数才能实行不同坐标系之间的转换。

常用的坐标转换使用的是布尔莎7参数法：1、DX－－X轴偏移量2、DY－－Y轴偏移量3、DZ－－Z轴偏移量4、WX－－X轴旋转角度5、WY－－Y轴旋转角度6、WZ－－Z轴旋转角度7、K－－尺度其他三参数、四参数等都可以由7参数演变而来。

三参数和四参数都不涉及角度旋转问题。

几种常用坐标系统：1、大地坐标系（ArcGIS里称为地理坐标系），也即常说的经纬度坐标系，表示方法（B,L,H），B=经度，L=纬度，H=海拔2、空间直角坐标系统，表示方法（X,Y,Z），电子地图很少用这种坐标系统表示3、平面直角坐标系统，表示方法（X,Y,H）由于1和3多用于二维电子地图，多用两位来表示坐标，即（B,L)和（X,Y)，H可以作为要素的一个属性字段来表示下面重点看大地坐标系和平面直角坐标系。

这两种坐标系有什么区别呢？大地坐标系（即经纬度坐标系）只包含地理坐标系；而平面直角坐标系既包含地理坐标系也包含投影坐标系。

所以，如果只是大地坐标系之间相互转换，就不涉及到投影变换。

大地坐标系之间相互转换分2种情况：1、参考椭球体相同，大地基准面不同2、参考椭球体不同，大地基准面也不同对于第一种情况，因为所选椭球相同，所以椭球圆心是一致的，只是椭球的大小不同而已，即尺度不一样，理论上是只涉及到一个参数（尺度），又因为起始点可能不一样，所以会有偏移，转换需要四个参数（DX、DY、DZ、K）。

关于在同一坐标系内大地坐标和平面坐标的转换问题工程施工过程中，常常会遇到不同坐标系统间，坐标转换的问题。

目前国内常见的转换有以下几种：1，大地坐标（BLH）对平面直角坐标（XYZ）；2，北京54全国80及WGS84坐标系的相互转换；3，任意两空间坐标系的转换。

其中第2类可归入第三类中。

所谓坐标转换的过程就是转换参数的求解过程。

常用的方法有三参数法、四参数法和七参数法。

以下对上述三种情况作详细描述如下：1，大地坐标（BLH）对平面直角坐标（XYZ）常规的转换应先确定转换参数，即椭球参数、分带标准（3度，6度）和中央子午线的经度。

椭球参数就是指平面直角坐标系采用什么样的椭球基准，对应有不同的长短轴及扁率。

一般的工程中3度带应用较为广泛。

对于中央子午线的确定有两种方法，一是取平面直角坐标系中Y坐标的前两位*3，即可得到对应的中央子午线的经度。

如x=3250212m，y=395121123m，则中央子午线的经度=39*3=117度。

另一种方法是根据大地坐标经度，如果经度是在155.5~185.5度之间，那么对应的中央子午线的经度=（155.5+185.5）/2=117度，其他情况可以据此3度类推。

另外一些工程采用自身特殊的分带标准，则对应的参数确定不在上述之列。

确定参数之后，可以用软件进行转换，以下提供坐标转换的程序下载。

2，北京54全国80及WGS84坐标系的相互转换这三个坐标系统是当前国内较为常用的，它们均采用不同的椭球基准。

其中北京54坐标系，属三心坐标系，大地原点在苏联的普而科沃，长轴6378245m，短轴6356863，扁率1/298.3；西安80坐标系，属三心坐标系，大地原点在陕西省径阳县永乐镇，长轴6378140m，短轴6356755，扁率1/298.25722101；WGS84坐标系，长轴6378137.000m，短轴6356752.314，扁率1/298.257223563。

由于采用的椭球基准不一样，并且由于投影的局限性，使的全国各地并不存在一至的转换参数。

测绘技术中的大地坐标系与平面坐标系转换在测绘工作中，大地坐标系与平面坐标系转换是一个十分重要的环节。

大地坐标系是指以地球为参考进行坐标测量的系统，而平面坐标系则是指将地球上的曲面投影到平面上进行测量的系统。

两者之间的转换关系十分复杂，需要借助数学和地理学的知识进行计算。

本文将从大地坐标系和平面坐标系的定义和特点入手，探讨转换的原理和方法，并讨论转换过程中可能出现的误差和影响因素。

大地坐标系是基于地球形状的椭球体进行测量的坐标系。

由于地球的形状并非完全规则的球体，因此在进行测量时需要考虑地球的椭球形状。

常用的大地坐标系有经纬度和大地坐标。

经纬度是一种以地球赤道为基准的坐标系统，使用经度和纬度两个角度值来表示一个点的位置。

经度表示在东西方向上的位置，纬度表示在南北方向上的位置。

大地坐标是基于地球椭球体的三维坐标系统，使用X、Y和Z三个数值来表示一个点的位置。

其中，X轴指向赤道交点，Y轴指向经度0°，纬度0°的点，Z轴则垂直于椭球体。

平面坐标系是将地球上的曲面投影到平面上进行测量的坐标系。

由于地球表面是一个曲面，为了方便实际的测量和绘图操作，需要进行投影转换。

常用的平面坐标系有高斯投影和UTM投影。

高斯投影是一种常见的平面坐标系，它将地球表面划分为一系列的纵向和横向的带状区域，并根据某个中央经线进行投影转换。

UTM投影是一种广泛应用于地理信息系统的坐标系统，按照地球表面纬线划分带状区域，并以每个区域中央经线作为投影参数。

大地坐标系与平面坐标系之间的转换是测绘工作中常见的任务之一。

在实际操作中，可以通过一系列的数学公式和参数进行转换计算。

具体步骤包括将大地坐标系的点转换为球面坐标系或椭球面坐标系，然后再根据所采用的投影方式进行投影计算，最终得到平面坐标系下的坐标值。

这个过程涉及到大量的数学计算和参数推导，需要有一定的专业知识和技能。

然而，在大地坐标系与平面坐标系转换过程中，可能会出现一些误差和影响因素。

测量中常用的坐标系一、坐标系类型1、大地坐标系定义：大地测量中以参考椭球面（不准确）为基准面建立起来的坐标系。

一定的参考椭球和一定的大地原点上的大地起算数据，确定了一定的坐标系。

通常用参考椭球参数和大地原点上的起算数据作为一个参心大地坐标系建成的标志。

大地坐标（地理坐标）：将某点投影到椭球面上的位置用大地经度L和大地纬度B表示，（ B ， L）统称为大地坐标。

大地高H：某点沿投影方向到基准面（参考椭球面）的距离。

在大地坐标系中，某点的位置用（B ， L，H）来表示。

2、空间直角坐标系定义：以椭球体中心为原点，起始子午面与赤道面交线为X 轴，在赤道面上与X轴正交的方向为Y轴，椭球体的旋转轴为Z轴。

在空间直角坐标系中，某点的位置用（X，Y，Z）来表示。

3、平面直角坐标系在小区域进行测量工作若采用大地坐标来表示地面点位置是不方便的，通常采用平面直角坐标系。

测量工作以x轴为纵轴，以y轴为横轴投影坐标：为了建立各种比例尺地形图的控制及工程测量控制，一般应将椭球面上各点的大地坐标按照一定的规律投影到平面上，并以相应的平面直角坐标表示。

4、地方独立坐标系基于限制变形、方便、实用和科学的目的，在许多城市和工程测量中，常常会建立适合本地区的地方独立坐标系，建立地方独立坐标系，实际上就是通过一些参数来确定地方参考椭球与投影面。

二、国家大地坐标系1.1954年北京坐标系（BJ54旧）坐标原点：前苏联的普尔科沃。

参考椭球：克拉索夫斯基椭球。

平差方法：分区分期局部平差。

存在问题：（1）椭球参数有较大误差。

（2）参考椭球面与我国大地水准面存在着自西向东明显的系统性倾斜。

（3）几何大地测量和物理大地测量应用的参考面不统一。

（4）定向不明确。

2.1980年国家大地坐标系（GDZ80）坐标原点：陕西省泾阳县永乐镇。

参考椭球：1975年国际椭球。

平差方法：天文大地网整体平差。

特点：（1）采用1975年国际椭球。

（2）参心大地坐标系是在1954年北京坐标系基础上建立起来的。

测绘技术中的大地坐标与平面坐标转换测绘技术在现代社会中扮演着重要的角色。

无论是城市规划、土地开发还是基础设施建设，都离不开测绘技术的支持。

在测绘过程中，大地坐标与平面坐标转换是非常关键的一部分。

本文将深入探讨这一转换过程及其在测绘中的应用。

一、大地坐标和平面坐标的概念大地坐标是以地球的形状和尺寸为基础，利用经纬度来确定地球上某一点的位置。

经度指的是地球表面上东西方向上的角度，而纬度则指的是地球表面上南北方向上的角度。

大地坐标可以提供地球表面上任一点的准确位置信息。

平面坐标，又称为笛卡尔坐标，是指在一个平面上，以直角坐标系的形式表示点的位置。

平面坐标使用x、y坐标轴表示位置，其中x轴为东西方向，y轴为南北方向。

平面坐标常用于地图绘制和工程测量等场景中。

二、大地坐标和平面坐标的转换原理大地坐标和平面坐标之间的转换可以通过各种数学和几何计算方法实现。

其中一个常用的转换方法是椭球面坐标系到平面坐标系的转换。

首先，椭球面坐标系是基于地球椭球体形状建立的坐标系。

它使用经纬度来确定地球上的点位置。

而平面坐标系则是基于一个平面建立的坐标系，使用直角坐标系来表示点的位置。

转换过程中，首先需要确定椭球参数，包括椭球体的长半轴a、短半轴b和椭球的扁率f。

然后根据经纬度计算出大地水平曲率半径N和卯酉圈曲率半径M。

接下来，使用椭球面坐标系中的经纬度和转换参数，计算出所要转换点的平面坐标。

常见的转换方法包括正算和反算。

正算是根据经纬度和转换参数计算得到平面坐标的过程。

反算则是根据平面坐标和转换参数计算出经纬度的过程。

这两种方法可以互相转换，实现大地坐标和平面坐标的相互转换。

三、大地坐标和平面坐标转换的应用大地坐标和平面坐标转换在测绘领域有着广泛的应用。

首先是地图制图。

在绘制地图时，常常需要将地球上的大地坐标转换为平面坐标，以便在纸张或屏幕上准确显示地图上的各种要素。

转换后的平面坐标可以直接用于绘制地理要素，如道路、建筑物、河流等。