内容发布更新时间 : 2024/12/22 18:50:36星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

坐标系的概念

东伪偏移 falseEasting falEastng ：投影平面中为避免横轴(经度方向)坐标出现负值,而所加的偏移量.我国规定将高斯-克吕格投影各带纵坐标轴西移500公里,因此高斯-克吕格投影东伪偏移值为500公里。如:500000,表示投影的东伪偏移值为500公里 。

北伪偏移 falseNorthing falNorthng ：投影平面中为避免纵轴(纬度方向)坐标出现负值,而所加的偏移量,高斯-克吕格投影需在此注明北伪偏移值,我国高斯-克吕格投影北伪偏移值为0 。如:0,表示投影的北伪偏移值为0 。 一：需要用到的几个基本概念-------- 球面坐标系

1. 几个常涉及到的名词的中英文对照：地形面（Topography）；大地水准面（Geoid）；参考椭球面（Reference Ellipsoid）；基准（Datum）；

2. 基准：就是一组用于描述其他量的量，比如，描述空间位置的基准为位置基准；描述时间的基准为时间基准。具体的例子如：位置基准-----椭球有原点、尺度、定向；时间基准-----起点、尺度等。

3. 坐标系转换：首先坐标参照系是由基准和坐标系两部分构成的，坐标系转换实质上是在基准相同的情况下，坐标系之间的相互转换。比如：在同一基准下（即地球椭球的参数、定位、定向等不变），同一个点既可以用空间直角坐标表示，也可以用大地坐标表示；或者在站心坐标系中，同一个点级可以用站心地平坐标表示，也可以用站心极坐标法表示。（从这我们也就很容易地明白了：基准转换实质上是基准发生了变化即椭球及其定位定向发生了改变）（无论基准和坐标系哪一个发生了变化就会导致坐标参照系的改变）

4. 基准转换：实质上是将同一点从某一个基准或坐标参照系下的坐标转换到另一种坐标基准或者坐标参照系下去，即两种基准（椭球参数、定位、定向）之间的转换。比如：旧BJ54坐标系下的坐标和CGCS2000大地坐标系之间的转换（因为前者是参心坐标系，后者是地心坐标系）

5. 大地基准：是指用于定义地球参考椭球的一系列参数，主要包括：

椭球的大小和形状-----只要有长半轴a(Semo--major Axis)和扁率 f (Flattening)即可（注意扁率和偏心率不是一个概念），其他参数均可由他们两个推导得出；

椭球短半轴(Semi--minor Axis)指向（Orientation）：通常与地球的自转轴平行；（另外它还和极移和章动有联系）

椭球中心的位置：根据需要确定，若为地心则称为地心椭球，否则称为参心椭球；（注意参考和参心的不同含义）

本初子午线（Prime Meridian）：通过固定平极和经度原点的天文子午线，通常称为格林尼治子午线。

6. 大地坐标系：以大地基准

为基础建立的坐标系称为大地坐标系，也称为椭球坐标系，用（B,L,H）来表示空间任一点的位置。其中，H是该点沿该点处法线至参考椭球面的距离即是我们通常所说的大地高。一般在工程测量当中我们很少使用大地高，而是使用正高或者正常高：

正高：是空间任一点沿该点处垂线至大地水准面的距离（与大地高的基准面不一样）。

正常高：由于高程方向上的重力值很难精确表达出来，所以引入距离方向上的重力平均值来进行确定高程值，相应的基准面就是似大地水准面，因为它与大地水准面十分接近。

大地水准面差距（N）：指的就是空间任一点大地高与正高的差值-------H（大地高）=H（正高）+N；

高程异常（sita）： 指的就是空间任一点大地高与正常高的差值-------H（大地高）=H（正常高）+sita

问题：工程测量当中，平面位置与高程位置的控制分开的主要原因是-------我们虽然可以通过GPS精密单点定位或者差分方法得到精度相当高的（X,Y,Z）或者（B,L,H），但是他们都是以椭球参考面为基准的，然而我们却无法精确确定大地水准面差距或者高程异常，因而高程方向的精度一般通过 GPS等方法获得的比较低，从而导致我们工程测量当中常常还是采用精密水准测量的方法进行高程控制。

7. 空间直角坐标系/笛卡尔坐标系：实质上点的空间直角坐标就是该点到坐标系原点形成的向径在三个坐标轴上的投影；一般坐标系原点选在参考椭球的中心（参考椭球分为地心椭球和参心椭球），X轴指向本初子午线与赤道的交点，Z轴与地球自转轴平行并指向参考椭球的北极，最终与Y轴形成右手直角坐标系。一般用（X,Y,Z）来表示任一点的空间位置。

8. 站心坐标系：分为站心地平坐标系（又称直角坐标系并且是左手系）和站心极坐标系：

站心地平坐标系：它是以测站标石中心为坐标系原点；

以该点出椭球法方向为U轴（uppering）；

以与U轴垂直并且指向Z轴的方向为N轴（northing）；

以东方向为E轴（easting）；

从而形成左手系。

站心地平极坐标系：以测站标石中心为原点；NU轴所在平面为起始平面；顺时针为正方向，空间任一点到原点为向径；从而形成的的坐标系。

二：需要用到的几个基本概念-------- 平面坐标系/格网坐标

前言：虽然空间任一点我们都可以在球面坐标系下描述其具体位置，但是在实际应用当中，我们还是习惯于在一个平面二维坐标系中来确定一个点

的位置。由球面坐标系转换到平面二维坐标系是通过所谓的“投影（Projection）”方法实现的，其投影函数的数学表达方式为：

x=f1(B,L)

y=f2(B,L)

其中x，y为平面系下的坐标；B, L为任一点的大地坐标系的经纬度；f1，f2为单值、连续、有界的投影函数。在一些文献和软件中也称平面坐标为格网坐标。

1. 横轴墨卡托投影：也称为高斯正形投影、高斯--克吕格投影或者高斯投影，我国统一采用高斯投影，一般在工程测量当中采用3度带或6度带投影法，为尽可能减少由球面坐标系转换到平面坐标系时带来的变形影响，在精密程度要求较高的工程项目当中一般采用3度带法。

6度带中央子午线经度L=6n-3；其中n是带数标号，起始编号为1，即第一带的中央子午线的经度为3度。我国的经度为69度至135度共跨12带。

3度带的中央子午线一般与6度带的重合，一般和6度带的边沿重合，其中央子午线经度的计算公式为：L=3n；

其中n=1，2，3，。。。

按照目前我的测绘法规规定：在国内进行测量工作时，在需要进行球面坐标系到平面坐标系的转换时，统一采用高斯投影法。

2. 通用横轴墨卡托投影（UTM）：有些西方国家为了控制投影带边沿的变形，采用之。它的显著特点是：投影后中央子午线的长度发生变化，与原来的比值为0.9996.它与高