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测绘中常用的坐标系与坐标转换方法在测绘学中，坐标系和坐标转换方法是重要的概念。
测绘工程师和地理信息专家经常需要使用不同的坐标系来描述和分析地球表面的特征。
本文将介绍几种常用的坐标系以及常见的坐标转换方法。
首先，让我们来了解一下常见的坐标系。
地球是一个复杂的三维球体，在测绘中我们需要将其简化为二维平面来表示。
为此，人们开发了各种各样的坐标系。
最常见的是地理坐标系和投影坐标系。
地理坐标系以地球的经度和纬度作为坐标来表示地点的位置。
经度是指一个位置相对于地球上的子午线的角度，范围从-180度到180度。
纬度是指一个位置相对于赤道的角度，范围从-90度到90度。
地理坐标系非常适合描述较大范围的地理位置，比如国家、大洲、全球等。
然而，由于地球不是一个完美的球体，而是稍微扁平的。
所以地理坐标系并不适合描述局部地区的位置。
在局部地区，我们更常用的是投影坐标系。
投影坐标系通过将地球表面投影到一个平面上来表示地点的位置。
最常见的投影方法是经纬度投影。
这种方法将地球的经纬度网格映射到一个平面上，以实现局部位置的表示。
常见的经纬度投影有墨卡托投影、兰伯特投影和正轴等距投影等。
当需要在不同坐标系之间进行转换时，我们需要使用坐标转换方法。
常见的坐标转换方法有三角法、相似变换和大地测量等。
三角法是一种基础的坐标转换方法，它使用三角形相似性定理来计算两个坐标系之间的转换参数。
这种方法在测量小范围地区时非常实用，但对于大范围地区的坐标转换则会产生较大的误差。
相似变换是一种更复杂的坐标转换方法，它使用不同比例尺的相似形状来表示两个坐标系之间的转换。
这种方法适用于小范围和中等范围的坐标转换，但对大范围地区的转换也会有误差。
大地测量是一种比较准确的坐标转换方法，它基于地球的椭球体形状和地球椭球体的参数来计算坐标之间的转换。
大地测量方法适用于任意范围的坐标转换，但计算复杂度较高。
除了以上介绍的常用坐标系和坐标转换方法，还有一些其他的坐标系统和转换方法。
7.5 常用坐标系之间的关系与转换一、大地坐标系和空间大地直角坐标系及其关系大地坐标系用大地纬度企丈地经度L 和丈地髙H 来表示点的位置°这种坐标系是经 典大地测量甬:両用座标紊7屜据地图投影的理论,大地坐标系可以通过一定的投影转 化为投影平面上的直角坐标系，为地形测图和工程测量提供控制基础。
同时，这种坐标系 还是研究地球形状和大小的 种有用坐标系°所以大地坐标系在大地测量中始终有着重要 的作用.空间大地直角坐标系是-种以地球质心为原点购亘墮®坐标系，一般用X 、化Z 表 示点BSSTSTT 逐碇SS 範菇飞両H 绕禎扭转冻其轨道平面随时通过 地球质心。
对它们的跟踪观测也以地球质心为坐标原点，所以空间大地直角坐标系是卫星 大地测量中一种常用的基本坐标系。
现今，利用卫星大地测量的手段*可以迅速地测定点的空间大地直角坐拯，广泛应用于导航定位等空间技术。
同时经过数学变换，还可求岀点 的大地坐标I 用以加强和扩展地面大地网，进行岛屿和洲际联测，使传统的大地测量方法 发生了深刻的变化，所以空间大地宜角坐标系对现今大地测量的发展’具有重要的意义。
、大地坐标系和空间大地直角坐标系的转换如图7- 23所示’尸点的位置用空间 大地直角坐标〔X, Y, Z)表示，其相应 的大地坐标为(E, L)a 将该图与图？一5上式表明了 2种基本坐标系之间的关系。
加以比较可见，图7-5中的子午椭圆平面 相当于图7-23中的OJVP 平面.其中 PPz=Z.相当于图7-5中的j7；OP 3相当 丫于图7-5中的仏两平面的经度乙可视为相同，等于"叽 于是可以直接写岀X=jrcQsi f Y=jrsinL, Z=y将式(7-21).式(7-20)分别代入上式, 井考虑式(7-26)得X=Ncos^cosZr ”Y =NcQsBsinL > (7—78)Z=N (1—护〉sin^ ；BB 7-231.由大地坐标求空间大地直角坐标当已知椭球面上任一点P 的大地坐标(B, L)时，可以按式(7-78)直接求该点的 空间大地直角坐标(X, Y, Z)。
测量常用各种坐标系及其转换一、北京54坐标系简介北京54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，在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。
它是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：a．属参心大地坐标系；b．采用克拉索夫斯基椭球的两个几何参数；c.大地原点在原苏联的普尔科沃；d．采用多点定位法进行椭球定位；e．高程基准为1956年青岛验潮站求出的黄海平均海水面；f．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。
坐标参数椭球坐标参数：长半轴a=6378245m；短半轴=6356863.0188m；扁率α=1/298.3。
缺点自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。
但是随着测绘新理论、新技术的不断发展，人们发现该坐标系存在如下缺点：1、椭球参数有较大误差。
克拉索夫斯基椭球差数与现代精确的椭球参数相比，长半轴约大109m。
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的倾斜，在东部地区大地水准面差距最大达+60m。
这使得大比例尺地图反映地面的精度受到影响，同时也对观测量元素的归算提出了严格的要求。
7.5 常用坐标系之间的关系与转换一、大地坐标系和空间大地直角坐标系及其关系 大地坐标系用大地纬度企丈地经度L 和丈地髙H 来表示点的位置°这种坐标系是经 典大地测量甬:両用座标紊7屜据地图投影的理论,大地坐标系可以通过一定的投影转 化为投影平面上的直角坐标系，为地形测图和工程测量提供控制基础。
同时，这种坐标系 还是研究地球形状和大小的 种有用坐标系°所以大地坐标系在大地测量中始终有着重要 的作用.空间大地直角坐标系是-种以地球质心为原点购亘墮®坐标系，一般用X 、化Z 表 示点BSSTSTT 逐碇SS 範菇飞両H 绕禎扭转冻其轨道平面随时通过 地球质心。
对它们的跟踪观测也以地球质心为坐标原点，所以空间大地直角坐标系是卫星 大地测量中一种常用的基本坐标系。
现今，利用卫星大地测量的手段*可以迅速地测定点的空间大地直角坐拯，广泛应用于导航定位等空间技术。
同时经过数学变换，还可求岀点 的大地坐标I 用以加强和扩展地面大地网，进行岛屿和洲际联测，使传统的大地测量方法 发生了深刻的变化，所以空间大地宜角坐标系对现今大地测量的发展’具有重要的意义。
、大地坐标系和空间大地直角坐标系的转换如图7- 23所示’尸点的位置用空间 大地直角坐标〔X, Y, Z)表示，其相应 的大地坐标为(E, L)a 将该图与图？一5加以比较可见，图7-5中的子午椭圆平面 相当于图7-23中的OJVP 平面.其中 PPz=Z.相当于图7-5中的j7；OP 3相当 丫于图7-5中的仏两平面的经度乙可视为相同，等于"叽 于是可以直接写岀X=jrcQsi f Y=jrsinL, Z=y将式(7-21).式(7-20)分别代入上式, 井考虑式(7-26)得X=Ncos^cosZr ”Y =NcQsBsinL > (7—78)Z=N (1—护〉sin^ ；上式表明了 2种基本坐标系之间的关系。
BB 7-231.由大地坐标求空间大地直角坐标当已知椭球面上任一点P 的大地坐标(B, L)时，可以按式(7-78)直接求该点的 空间大地直角坐标(X, Y, Z)。
常用坐标系及其转换
1、常用坐标系
大地坐标系：以地球椭球面为参考面的地球椭球面坐标系(LBH)。
(参心、地心)
空间直角坐标系(XYZ)
站心(局部)直角坐标系(UNE)极坐标系
直角坐标系原点位于测站点
U轴与测站点法线重合，指向天顶
N轴垂直于U轴，指向(北)
E轴形成左手系(东)
站心极坐标系用极距、方位角和高度角表示
常用坐标系及其转换
1、常用坐标系
高斯直角坐标系(xyH)
高斯投影的条件是：
满足正形投影条件(柯西黎曼方程)
中央子午线投影后为直线
中央子午线投影后长度不变(其它线变长)
2、坐标系转换
XYZ LBH(同一参考系下换算)
XYZ NEU(同一参考系下换算，已知站心的大地或空间直角坐标) 不同参考系下坐标系转换(用XYZ转换公式，B 模型和M
模型，七参数-平移量旋转量各3，一个尺度因子;
四参数一般是针对平面坐标的转换-2个平移，一个旋转，一个尺度) LBH xyH(球面化为平面，注意中央子午线选取和分带,H为大地高)
2、坐标系转换
不同坐标系之间常用BURSA 模型，七参数)
2、坐标系转换
局部小范围内，对高斯平面坐标可用四参数模型
四、我国的大地坐标系
(一)、1954年北京坐标系
(二)、1980年国家大地坐标系
(三)、2000中国大地坐标系CGCS2000
(四)、新1954年北京坐标系
(五)、1978地心坐标系
(六)、1988地心坐标系。
测绘技术中常见的坐标系转换问题解析测绘技术是一门涉及地理空间数据的学科，它的目标是通过获取、处理和分析地理信息，为城市规划、土地利用、资源管理等决策提供准确的数据支持。
在实际的测绘工作中，常常涉及到坐标系转换的问题。
本文将从理论和实践两个方面，对测绘技术中常见的坐标系转换问题进行解析。
一、理论基础1.1 坐标系统的定义和分类坐标系是用于描述地球表面上点位置的一种系统。
常见的坐标系统包括地理坐标系统、投影坐标系统和高程坐标系统。
地理坐标系统以经纬度表示，投影坐标系统则将曲面地球投影到平面上，高程坐标系统则描述点的高度。
1.2 坐标转换的原理坐标转换是将一个坐标系中的点位置转换到另一个坐标系的过程。
常见的坐标转换方法有七参数法、四参数法、三参数法和一参数法等。
七参数法适用于大范围地球坐标系的转换，四参数法适用于相对较小范围内的转换，三参数法用于水平坐标的平差，一参数法用于垂直坐标的平差。
二、实践应用2.1 坐标系转换在GIS中的应用地理信息系统（GIS）是一种集成了地图制作、数据分析和空间模型等功能的计算机软件系统。
在GIS中，坐标系转换是一个重要的功能，它能够将不同坐标系下的数据进行融合和叠加分析。
例如，在城市规划中，需要将不同地块的信息整合到同一个坐标系下，以便进行综合评估和决策支持。
2.2 GPS测量中的坐标系转换全球定位系统（GPS）是一种利用卫星信号来测量地球上点位置的系统。
在GPS测量中，常常需要将测得的GPS坐标转换到其他坐标系中，以满足不同应用的需求。
例如，在航空测量中，需要将所测得的GPS坐标转换为地形坐标系，以配合数字地形模型的制作。
2.3 坐标系转换对于遥感影像的处理与分析的影响遥感影像是通过卫星或飞机等远距离方式获取的地球表面的图像数据。
由于不同卫星或飞机所采用的数据采集方式不同，因此遥感影像通常以不同的坐标系统表示。
在遥感影像的处理与分析中，常需要将不同坐标系统下的影像进行转换，以便进行图像配准、变换和分类等处理。
测绘技术中常用的坐标系统及转换方法引言在测绘领域，坐标系统是一种重要的工具，被广泛用于测量、绘制和分析地理空间数据。
不同的坐标系统适用于不同的应用场景，因此了解不同坐标系统及其转换方法对于测绘工作者来说至关重要。
本文将介绍一些常用的坐标系统及其转换方法，以帮助读者更好地理解测绘技术中的坐标系统应用。
地理坐标系统地理坐标系统使用经纬度描述地球上的点位置。
经度表示东西方向的位置，纬度表示南北方向的位置。
经度的范围是-180度到180度，纬度的范围是-90度到90度。
地理坐标系统最常用的是WGS 84坐标系统，它被广泛应用于全球定位系统（GPS）和众多GIS软件中。
投影坐标系统投影坐标系统用于将地球的表面投影到一个二维平面上。
由于地球的表面是一个三维曲面，所以无法直接展示在二维平面上。
投影坐标系统有很多种，常见的有UTM坐标系统、高斯-克吕格坐标系统等。
UTM坐标系统UTM坐标系统是世界上最常用的坐标系统之一，它将地球划分为60个区域，每个区域都有一个投影中央子午线。
每个区域的投影中央子午线与经度相对应，并且保持距离不变。
UTM坐标系统在地图绘制、导航和测量等方面具有广泛的应用。
在中国，UTM坐标系统通常被称为“国家大地坐标系统”。
高斯-克吕格坐标系统高斯-克吕格坐标系统是中国测绘界常用的坐标系统之一。
它基于高斯投影，将地球划分为若干带区，每个带区都有一个投影中央子午线。
高斯-克吕格坐标系统具有较高的精度和可靠性，广泛用于地图绘制、地理信息系统、测量和土地管理等领域。
坐标转换在测绘工作中，常常需要将一个坐标系下的坐标转换到另一个坐标系下。
这时就需要用到坐标转换方法。
常用的坐标转换方法有参数法和基准面法。
参数法是通过建立坐标转换的数学模型来实现的。
例如，地理坐标系与投影坐标系之间的转换常采用七参数法。
七参数包括平移、旋转和尺度变换等，通过对七个参数的测量和计算可以将一个坐标系下的点转换到另一个坐标系下。
关于坐标转换，坐标系（大地坐标、平面坐标、投影、北京54、西安80、WGS84）的一些理解各种坐标系让人头晕，坐标转换让人头疼今天我们来详细讲解下关于坐标转换及坐标系的理解，全是经验之谈希望对你有所帮助，让你对坐标问题不再头疼。
坐标转换每个项目收集到的资料并不一定都是一致的，如坐标类型不同：大地经纬度坐标，平面坐标等，也有可能采用的椭球体不同(坐标系不同)或投影方式不同等等。
所以坐标系的相互转换在项目中使用非常普遍，如大地坐标转平面坐标，平面坐标转空间直角坐标，平面坐标转大地坐标等等…目前很多软件都可以对大部份坐标系进行转换，在使用这些软件进行坐标转换时，主要是要设置好坐标转换的相关参数。
下面我们就以Coord MG坐标转换软件为例，详细讲解一下坐标转换的过程。
无转换参数的坐标转换坐标常用转换参数包括：三参数、四参数和七参数，很多时候在未进行野外工作时无法得到以上几种参数。
现在我们谈到的无转换参数，并不是说它不需要转换参数，实际上在确定源坐标系和目标坐标系采用的参考椭球体参数时，已经确定了其转换关系，这里我们认为它是一种'隐性转换参数'。
因为这种隐性转换参数是把地球作为一个规则的椭球体推算得来的，它的长短半轴在同一个坐标系中取值是固定的，而实际上地球的表面是很不规则的，因此把一个坐标系中的坐标值在无转换参数的前提下转换成另一个坐标系中的坐标值，肯定会存在误差，误差的大小根据所处的位置，地形起伏，投影方式的变化而变化。
下面我们举例讲解一下无转换参数的坐标转换：假定在津巴有某一点在使用WGS84参考椭球时的经纬度坐标是29°48′E，20°31′S，现在需将此点坐标转换为ARC50坐标系下的平面直角坐标，其中投影方式为UTM投影。
转换前我们需要分析一下经纬度数据：1、'E'表示东经、'W'表示西经、'N'表示北纬、'S'表示南纬。
