54坐标系

坐标系

编写教师：夏文显审稿教师：周仁哲

一、知识梳理

1．平面直角坐标系

（1）平面直角坐标系的概念：

在平面上，当取定两条互相垂直的直线的交点为原点，并确定了度量单位和这两条直线的

方向，就建立了平面直角坐标系.它使平面上任一点P都可以由唯一的实数对(,)

x y确定.

（2）平面直角坐标系中的伸缩变换：

设点(,)

P x y是平面直角坐标系中的任意一点，在变换,(0),

:

,(0)

x x

y y

λλ

?

μμ

'=>

?

?'

=>

?

的作用下，

点(,)

P x y对应到点(,)

P x y

'''，称?为平面直角坐标系中的坐标伸缩变换，简称伸缩变换．

2．极坐标系：

（1）极坐标系的概念：

在平面内取一个定点O，叫做极点；自极点O引一条射

线Ox，叫做极轴；再选定一个长度单位、一个角度单位（通

常取弧度）及其正方向（通常取逆时针方向），这样就建立

了一个极坐标系.

（2）极坐标系内任意一点的极坐标的规定：

设M是平面内一点，极点O与点M的距离||

OM叫做点M的极径，记为ρ；以极轴Ox

为始边，射线OM为终边的角xOM叫做点M的极角，记为θ. 有序数对(,)

ρθ叫做点M的

极坐标，记作(,)

Mρθ.

一般的，不作特殊说明时，我们认为0

ρ≥，θ可取任意实数.

（3）负极径的规定：

在极坐标系中，极径ρ允许取负值，当0

ρ<时，点(,)

Mρθ位于极角θ的终边的反向

延长线上，且||||

OMρ

=，从而点(,)

Mρθ也可以表示为

(,2)

k

ρθπ

+(,(21))

k

ρθπ

-++

或，k Z

∈.

（4）极坐标和直角坐标的互化：

把直角坐标系的原点作为极点，x轴的正半轴作为极轴，并

在两种坐标系中取相同的长度单位. 设M是平面内任意一点，它

的直角坐标是(,)

x y，极坐标是(,)

ρθ，如图，可以得到它们之

间的关系：

c o s,

s i n.

x

y

ρθ

ρθ

=

?

?

=

?

，

222,

tan(0).

x y

y

x

x

ρ

θ

?=+

?

?

=≠

??

（5）简单曲线的极坐标方程：

一般地，在极坐标系中，如果平面曲线C上任意一点的极坐标中至少有一个满足方程

(,)0

fρθ=，并且坐标适合方程(,)0

fρθ=的点都在曲线C上，那么方程(,)0

fρθ=叫

做曲线C的极坐标方程.

（6）常见的几种圆与直线的极坐标方程：

①圆的极坐标方程：

（ⅰ）圆心在极点，半径为r的圆的极坐标方程：r

ρ=.

（ⅱ）圆心在(,0)

a，半径为a的圆的极坐标方程：2cos

a

ρθ

=.

（ⅲ）圆心在(,)

2

a

π

，半径为a的圆的极坐标方程：2sin

a

ρθ

=.

②直线的极坐标方程：

（ⅰ）过极点，倾斜角为α的直线的极坐标方程：()R

θαρ

=∈.

（ⅱ）过点(,0)

a(0)

a>，且垂直于极轴的直线的极坐标方程：cos a

ρθ=.

O

（ⅲ）过点(,)2

a π

(0)a >，且平行于极轴的直线的极坐标方程：sin a ρθ=.

二、题型探究

探究一：平面直角坐标系中的伸缩变换的应用

例1 （1）在平面直角坐标系中，方程12

2

=+y x 所对应的图形经过伸缩变换2,

3.

x x y y '=??'=?后的图形

为_________________.

（2）在同一直角坐标系中，若经过伸缩变换3,

.

x x y y '=??'=?后，曲线C 变为曲线2299x y ''+=，则曲

线C 的方程为________________.

（3）在同一直角坐标系中，若伸缩变换?将直线22=-y x 变成直线42='-'y x ，则伸缩变换

? 为________________.

例2 定义变换cos sin ,

:sin cos .

x y x T x y y θθθθ'?+?=??

'?-?=?可把平面直角坐标系上的点(,)P x y 变换到这一平面

上的点(,)P x y '''. 特别地，若曲线C 上一点P 经变换公式T 变换后得到的点P '与点P 重合，则称点P 是曲线C 在变换T 下的不动点. 已知3tan 4θ=

，且02

πθ<<， （Ⅰ）求椭圆2

213

x y +=的左焦点1F 和右焦点2F 经变换公式T 变换后得到的点1F '和2F '的坐标； （Ⅱ）求椭圆2

213

x

y +=在变换T 下的所有不动点的坐标.

探究二：求动点轨迹的极坐标方程

例3 如图，点A 在直线5x =上移动，等腰OPA ?的顶角OPA ∠为120?（,,O P A 按顺时针方向排列），若取O 为极点，x 正半轴为极轴，建立极坐标系 （Ⅰ）写出直线5x =所对应的极坐标方程； （Ⅱ）求点P 的轨迹的极坐标方程.

探究三：极坐标与极坐标方程的应用

例4 在直角坐标系xoy 中，以O 为极点，x 轴正半轴为极轴建立极坐标系，曲线C 的极坐标方程为cos()13

π

ρθ-

=，,M N 分别为曲线C 与x 轴，y 轴的交点．

（Ⅰ）写出曲线C 的直角坐标方程，并求,M N 的极坐标； （Ⅱ）设,M N 的中点为P ，求直线OP 的极坐标方程．

例5 在平面直角坐标系xoy 中，曲线1C 的参数方程为4cos ,

2sin .x y θθ=??=?

（θ为参数），在以坐标原点

O 为极点，x 轴的正半轴为极轴建立的极坐标系中，曲线2C 的极坐标方程为2cos 4sin ρθθ=-

（0ρ>）．

（Ⅰ）化曲线1C 、2C 的方程为普通方程，并说明它们分别表示什么曲线；

（Ⅱ）设曲线1C 与x 轴的一个交点的坐标为(,0)(0)P m m >，经过点P 作曲线2C 的切线l ，求

切线l 的方程．

三、方法提升

（1）极坐标系和极坐标的理解：

极坐标系和直角坐标系的最大区别在于：平面直角坐标系中，平面上的点与有序数对之间的对应关系是一一对应的；而极坐标系中，对于给定的有序数对(,)ρθ,可以确定平面上的一点，但

是平面内的一点的极坐标，却不是惟一的（如：判断点14(,)23P π-与曲线sin 2

θ

ρ=的位置关系）．

（2）极坐标与直角坐标的互化注意事项：

注意极坐标与直角坐标的互化需满足三个条件：① 原点与极点重合；② x 轴正半轴与极轴重合；③ 长度单位相同.

极坐标和直角坐标的互化中，需注意等价性，特别是两边同乘以ρ时，要注意0ρ=是否是

方程的解，若不是，要去掉该解.

（3）由极坐标方程给出的问题，若不好处理，就将之转化为直角坐标方程，再加以解决. （4）求动点的极坐标轨迹方程的步骤与在直角坐标系中求轨迹方程类似，关键是从几何的角度获得ρ与θ的等量关系，要注意利用题中的几何条件以及正弦定理和余弦定理．

四、课时作业 一、选择题

（1）将点M

的直角坐标(1M -化为极坐标，正确的是

（A ）(2)2

π， （B ）(2)3π

，-

（C ）2(2)3π， （D ）(22),3

k k Z π

π+∈， （2）在同一平面直角坐标系中，直线22x y -=经过伸缩变换,

4.x x y y '=??'=?

后，得到的直线方程为

（A ） 24x y ''+= （B ）24x y ''-= （C ）24x y ''+= （D ）24x y ''-= （3）在极坐标系中，与点(2,

)3

P π

关于极点对称的点的坐标是

（A ）(2,)3

π

--

（B ）4(2,

)3

π

- （C ）(2,)3

π

- （D ）2(2,)3

π-

（4）在极坐标系中，圆2sin ρθ=的圆心与点(1,)D π的距离为

（A

（B ） 2 （C ）0 （D ）1 （5）在极坐标系中，圆心坐标是(,)(0)a a π>，半径为a 的圆的极坐标方程是

（A ）32cos (

)22a π

π

ρθθ=-≤≤

（B ）cos (0)a ρθθπ=≤<

（C ）32sin ()22

a ππ

ρθθ=-≤<

（D ）sin (0)a ρθθπ=≤<

（6）在极坐标系中，若02θπ≤<，则曲线2sin ρθ= 与cos 1ρθ=- 的交点的极坐标为

（A ）3(2,

)4

π （B ）(2,

)4

π

- （C

）5)4

π （D

）3)4

π （7）在极坐标系中，若直线l 的方程是sin()16

π

ρθ+

=，点P 的坐标为(2,)π，则点P 到直线l

的距离为

（A ）0 （B ） 2 （C ）4 （D ）3 （8）在极坐标系中，已知两点,A B 的极坐标分别为(3,

)3

π

，(4,

)6

π

，则AOB ?（其中O 为极

点）的面积为

（A ）1 （B ） 2 （C ）3 （D ）4 二、填空题

（9）在极坐标系中，若过点(3,0)且与极轴垂直的直线交曲线4cos ρθ=于,A B 两点，则

||AB =______________________.

（10）已知曲线12C C ，的极坐标方程分别为cos 3ρθ=，4cos ρθ=(0,0)2

π

ρθ≥≤<

则曲线1C 与2C 交点的极坐标为 ．

（11）在极坐标系中，圆2ρ=上的点到直线()

6sin 3cos =+θθρ的距离的最小值是 ． （12）设直线1l 的参数方程为1,

3.x t y a t =+??

=+?

（t 为参数），以坐标原点为极点，x 轴为极轴建立极坐

标系得另一直线2l 的方程为sin 3cos 40ρθρθ-+=，若直线1l 与2l

实数a 的值为 ． 三、解答题

（13）已知圆1O 和圆2O 的极坐标方程分别为4cos ρθ=，4sin ρθ=-

（Ⅰ）把圆1O 和圆2O 的极坐标方程化成直角坐标系方程； （Ⅱ）求经过圆1O 和圆2O 交点的直线的直角坐标方程．

（14）在极坐标系中，圆2cos ρθ=与直线3cos 4sin 0a ρθρθ++=相切，求实数a 的值．

（15）在极坐标系下，已知圆:cos sin O ρθθ=+

和直线:sin()4

2

l π

ρθ-

=

， （Ⅰ）求圆O 和直线l 的直角坐标方程；

（Ⅱ）当(0,)θπ∈时，求直线l 与圆O 公共点的一个极坐标.

（16）已知圆C

的参数方程为12cos ,

2sin .

x y θθ=+???=??（θ为参数），若P 是圆C 与x 轴正半轴的交点，

以原点O 为极点，x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系，设过点P 的圆C 的切线为l ，求直线l 的极坐标方程． 一、

mapgis54转80坐标详解(附图)

MAPGIS“北京54 坐标系”转“西安80坐标系”详细教程 北京54坐标系和西安80坐标系其实是一种椭球参数的转换，作为这种转换在同一个椭球里的转换都是严密的，而在不同的椭球之间的转换是不严密，因此不存在一套转换参数可以全国通用的，在每个地方会不一样，因为他们是两个不同的椭球基准。那么，两个椭球间的坐标转换，一般而言比较严密的是用七参数布尔莎模型，即X平移，Y平移，Z平移，X旋转（WX），Y旋转（WY），Z旋转（WY），尺度变化（DM）。若求得七参数就需要在一个地区提供3个以上的公共点坐标对（即北京54坐标下x、y、z和西安80坐标系下x、y、z），如果区域范围不大，最远点间的距离不大于30km（经验值），这可以用三参数，即X平移，Y平移，Z平移，而将X旋转，Y旋转，Z旋转，尺度变化面DM视为0。 方法： 第一步：向地方测绘局（或其他地方）找本区域三个公共点坐标对（即北京54坐标下x、y、z和西安80坐标系下x、y、z）； 第二步：讲三个点的坐标对全部转换以弧度为单位。（菜单：投影转换——输入单点投影转换，计算出这三个点的弧度值并记录下来）；第三步：求公共点操作系数（菜单：投影转换——坐标系转换）。如果求出转换系数后，记录下来； 第四步：编辑坐标转换系数（菜单：投影转换——编辑坐标转换系数），最后进行投影变换，“当前投影”输入80坐标系参数，“目的投影”

输入54坐标系参数。进行转换时系统会自动调用曾编辑过的坐标转换系数。 详细步骤如下： 首先将MAPGIS平台的工作路径设置为“…..\北京54转西安80”文件夹下。 下面我们来讲解“北京54 坐标系”转“西安80坐标系”的转换方法和步骤。 一、数据说明 北京 54 坐标系和西安80 坐标系之间的转换其实是两种不同的椭球参数之间的转换，一般而言比较严密的是用七参数布尔莎模型，即X 平移，Y 平移，Z 平移，X 旋转（WX），Y 旋转（WY），Z 旋转（WY），尺度变化（DM）。若得七参数就需要在一个地区提供 3 个以上的公共点坐标对（即北京54 坐标下x、y、z 和西安80 坐标系下x、y、z），可以向地方测绘局获取。 二、“北京54 坐标系”转“西安80 坐标系”的操作步骤 启动“投影变换模块”，单击“文件”菜单下“打开文件”命令，将演示数据“演示数据_北京54.WT”、“演示数据_北京54.WL”、“演示数据_北京54.WP”打开，如图1 所示：

使用cass进行北京54坐标与西安80坐标相互转换教程

使用cass进行北京54坐标与西安80坐标相互转换教程 北京54坐标和西安80坐标是使用比较多的，有的时候涉及到这两个坐标系的转换，我们在这里介绍一下使用cass来进行互转的方法。当然还有其他的方法，比如利用COORD4.1进行坐标转换。COORD 4.1是一个免费的坐标转换软件,也是测绘工作者常备的工具之一。以后有机会再来介绍。先跟大家介绍如何使用cass来进行坐标系的互转。 第一步：输入公共点坐标数据 首先准备好2至3个公共点，即同时拥有54和80两套坐标，这些点要覆盖要转换数据所在在地区。然后打开CASS2008，选择“地物编辑”菜单下的“坐标转换”进入坐标转换界面,在“公共点”下面“转换前”后面的三个输入框中输入第一个公共点的54坐标, 再在“转换后”的三个输入框中输入该点的80西安坐标, 输完点击右侧“添加”按钮, 依次输入第二、第三个点的“54、80坐标并添加；如果经常在此区域进行坐标转换,可点击“存到公共点文件”,输入文件存储路径及文件名称，保存，下次使用时直接读入公共点文件即可。 第二步：输入转换前、后的数据文件名 在“转换前”右侧的输入框中输入转换前即54坐标数据的文件路径及文件名，也可以直接点击最右侧的查找按钮直接查找，然后在“转换后”右侧的输入框中输入转换后的文件名。 第三步：计算转换参数 如果用仅有两个已知点，可以计算四参数，三个或三个以上已知点则可以计算七参数。利用四参数转换就点击“计算转换四参数”按钮，如果用七参数转换还需选择转换前、后的坐标系统及转换点所在的中央子午线，点击“计算转换七参数”，软件就自动计算出了七参数。 第四步：进行数据转换 如果转换的是数据就把“转换数据”前面的对勾选上，点击“使用七参数”，即完成了数据的转换，当然也可点击“使用四参数”，完成转换。 补充：北京54坐标与西安80坐标转换原理 北京54坐标与西安坐标之间的转换其实是一种椭球参数的转换，作为这种转换在同一个椭球里的转换都是严密的，而在不同的椭球之间的转换是不严密的，因此不存在一套转换参数可以全国通用，也没有现成的公式来完成转换因此必须利用具有两套坐标值的公共点实现转换。

北京54坐标系与西安80坐标系及常用坐标系参数(精)

北京54坐标系与西安80坐标系及常用坐标系参数西安80坐标系与北京54坐标系其实是一种椭球参数的转换,作为这种转,在同一个椭球里的转换都是严密的,而在不同的椭球之间的转换是不严密,因此不存在一套转换参数可以全国通用的,在每个地方会不一样,因为它们是两个不同的椭球基准。那么,两个椭球间的坐标转换,一般而言比较严密的是用七参数布尔莎模型,即X平移, Y平移,Z平移,X旋转(WX,Y 旋转(WY,Z旋转(WZ,尺度变化(DM。要求得七参数就需要在一个地区需要3个以上的已知点。如果区域范围不大,最远点间的距离不大于30Km(经验值,这可以用三参数,即X平移,Y平移,Z平移,而将X旋转,Y旋转, Z旋转,尺度变化面DM视为0。 方法如下: 第一步:向地方测绘局(或其它地方找本区域三个公共点坐标对; 第二步:求公共点的操作系数。 第三步:利用相关软件进行投影变换。 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: 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。 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。 1954北京坐标系参考椭球基本几何参数 长半轴a=6378245m 短半轴b=6356863.0188m 扁率α=1/298.3 第一偏心率平方=0.006693421622966 第二偏心率平方=0.006738525414683 80国家坐标系:采用国际地理联合会(IGU第十六届大会推荐的椭球参数,大地 坐标原点在陕西省泾和县永乐镇的大地坐标系,又称西安坐标系。 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; (2C80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IUG1975年大会推荐的参数因而可得C80椭球两个最常用的几何参数为:

MAPGIS“北京54 坐标系”转“西安80坐标系”详细教程

M APGIS“54 坐标系”转“80坐标系”详细教程 54坐标系和80坐标系其实是一种椭球参数的转换，作为这种转换在同一个椭球里的转换都是严密的，而在不同的椭球之间的转换是不严密，因此不存在一套转换参数可以全国通用的，在每个地方会不一样，因为他们是两个不同的椭球基准。那么，两个椭球间的坐标转换，一般而言比较严密的是用七参数布尔莎模型，即X平移，Y平移，Z平移，X旋转（WX），Y旋转（WY），Z旋转（WY），尺度变化（DM）。若求得七参数就需要在一个地区提供3个以上的公共点坐标对（即54坐标下x、y、z和80坐标系下x、y、z），如果区域围不大，最远点间的距离不大于30km（经验值），这可以用三参数，即X平移，Y平移，Z平移，而将X旋转，Y旋转，Z旋转，尺度变化面DM视为0。 方法： 第一步：向地方测绘局（或其他地方）找本区域三个公共点坐标对（即54坐标下x、y、z 和80坐标系下x、y、z）； 第二步：讲三个点的坐标对全部转换以弧度为单位。（菜单：投影转换——输入单点投影转换，计算出这三个点的弧度值并记录下来）； 第三步：求公共点操作系数（菜单：投影转换——坐标系转换）。如果求出转换系数后，记录下来； 第四步：编辑坐标转换系数（菜单：投影转换——编辑坐标转换系数），最后进行投影变换，“当前投影”输入80坐标系参数，“目的投影”输入54坐标系参数。进行转换时系统会自动调用曾编辑过的坐标转换系数。 详细步骤如下： 首先将MAPGIS平台的工作路径设置为“…..\54转80”文件夹下。 下面我们来讲解“54 坐标系”转“80坐标系”的转换方法和步骤。 一、数据说明 54 坐标系和80 坐标系之间的转换其实是两种不同的椭球参数之间的转换，一般而言比较严密的是用七参数布尔莎模型，即X 平移，Y 平移，Z 平移，X 旋转（WX），Y 旋转（WY），Z 旋转（WY），尺度变化（DM）。若得七参数就需要在一个地区提供3 个以上的公共点坐标对（即54 坐标下x、y、z 和80 坐标系下x、y、z），可以向地方测绘局获取。 二、“54 坐标系”转“80 坐标系”的操作步骤 启动“投影变换模块”，单击“文件”菜单下“打开文件”命令，将演示数据“演示数据

南方CASS坐标转换方法

南方CASS坐标转换方法 摘要本文介绍了1954年北京坐标系、1980西安坐标系及其相互关系、转换原理及利用软件进行数据转换的两种方法。 关键词：坐标系坐标转换方法 近几年来，在测绘行政主管部门的推动下，我国西安80坐标系正在逐步得到使用，第二次全国土地调查已明确要求平面控制使用80西安坐标系统,省级基础测绘成果1:10000地形图也采用了1980西安坐标系，现有1954年北京坐标系将逐渐向1980西安坐标系过渡，但是，五十年来，我国在1954年北京坐标系下完成的大地控制及基本系列地形图数量巨大,价值巨大，必须充分利用。在当前测绘生产中既存在将54系转成80系的问题，也有相反的情况。

一、北京54坐标系、西安80坐标系及其相互关系 1954年北京坐标系是我国五十年代由原苏联1942年普尔科沃坐标系传算而来，采用克拉索夫斯基椭球体，其参数为：长半轴为6378245米，扁率为1／298.3。这个坐标系的建立在我国国民经济和社会发展中发挥了巨大的作用，但该坐标系存在着定位后的参考椭球面与我国大地水准面不能达到最佳拟合，在中国东部地区大地水准面差距自西向东增加最大达+68米；其椭球的长半轴与现代测定的精确值相比109米的缺陷；定向不明确，椭球短轴未指向国际协议原点CIO，也不是中国地极原点JYD1968.0；起始大地子午面也不是国际时间局BIH所定义的格林尼治平均天文台子午面。同时,该系统提供的大地点坐标是通过局部平差逐级控制求得的，由于施测年代不同、承担单位不同，不同锁段算出的成果相矛盾，给用户使用带来困难。 1978年4月,中国在西安召开了全国天文大地网平差会议,在会议上决定建立中国新的国家大地坐标系，有关部门根据会议纪要,开展并进行了多方面的工作,建成了1980西安国家大地坐标系(GDZ80)，该坐标系全面描述了椭球的4个基本参数,同时反映了椭球的几何特性和物理特性，这4个参数的数值采用的是1975年国际大地测量与地球物理联合会第16届大会的推荐值(简称IGA-1975椭球) 。其主要参数为：长半轴为6378140 米，扁率为1/298.257。IAG-1975椭球参数精度较高，能更好地代表和描述地球的几何形状和物理特征。在其椭体定位方面，以我国范围内高程异常平方和最小为原则，做到了与我国大地水准面较好的吻合。

北京54坐标转换为地理坐标的简易方法

北京54坐标转换为地理坐标的简易方法 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。GIS中的坐标系定义由基准面和地图投影两组参数确定，而基准面的定义则由特定椭球体及其对应的转换参数确定，因此欲正确定义GIS系统坐标系，首先必须弄清地球椭球体(Ellipsoid)、大地基准面(Datum)及地图投影(Projection)三者的基本概念及它们之间的关系。 基准面是利用特定椭球体对特定地区地球表面的逼近，因此每个国家或地区均有各自的基准面，我们通常称谓的北京54坐标系、西安80坐标系实际上指的是我国的两个大地基准面。我国参照前苏联从1953年起采用克拉索夫斯基(Krassovsky)椭球体建立了我国的北京54坐标系，1978年采用国际大地测量协会推荐的1975地球椭球体建立了我国新的大地坐标系--西安80坐标系，目前大地测量基本上仍以北京54坐标系作为参照，北京54与西安80坐标之间的转换可查阅国家测绘局公布的对照表。 WGS1984基准面采用WGS84椭球体，它是一地心坐标系，即以地心作为椭球体中心，目前GPS测量数据多以WGS1984为基准。

上述3个椭球体参数如下： 椭球体与基准面之间的关系是一对多的关系，也就是基准面是在椭球体基础上建立的，但椭球体不能代表基准面，同样的椭球体能定义不同的基准面，如前苏联的Pulkovo 1942、非洲索马里的Afgooye基准面都采用了Krassovsky椭球体，但它们的基准面显然是不同的。 地图投影是将地图从球面转换到平面的数学变换，如果有人说：该点北京54坐标值为X=4231898,Y=21655933，实际上指的是北京54基准面下的投影坐标，也就是北京54基准面下的经纬度坐标在直角平面坐标上的投影结果。 2. GIS中基准面的定义与转换 虽然现有GIS平台中都预定义有上百个基准面供用户选用，但均没有我们国家的基准面定义。假如精度要求不高，可利用前苏联的Pulkovo 1942基准面(Mapinfo中代号为1001)代替北京54坐标系；假如精度要求较高，如土地利用、海域使用、城市基建等GIS系统，则需要自定义基准面。 GIS系统中的基准面通过当地基准面向WGS1984的转换7参数来定义，转换通过相似变换方法实现，具体算法可参考科学出版社1999年出

什么是北京54坐标系

什么是北京54坐标系 1.概述 北京54坐标系(BJZ54)是指北京54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。 2.坐标历史 新中国成立以后，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。由于当时政治环境是“一边倒”地亲近苏联，所以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。于1954年完成测定工作，故命名为“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。它的大地原点不在北京，而是在前苏联的普尔科沃（Pulkovo）。

普尔科沃天文台 3.椭球参数 椭球坐标参数如下： 长半轴a=6378245m； 短半轴=6356863.0188m； 扁率α=1/298.3； 第一偏心率平方 =0.006693421622。 北京54椭球 4.坐标特点 ①属于参心大地坐标系； 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1954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。

1957年鄂尔多斯航测像片判读 5.坐标局限性 在当时，北京54坐标系满足了我国测绘事业发展的急需，此后很长一段时间内，也为国家经济建设做出了应有的贡献。但是随着测绘新理论、新技术的不断发展，北京54坐标系的缺点也愈加明显。最大的问题就是精度不够、误差较大。原因是北京54坐标系所采用的克拉索夫斯基椭球参数误差较大，与现代精确值相比长半轴大了约109m。并且，参考椭球面与我国似大地水准面符合较差，存在着自西向东明显的系统倾斜，东部地区最大差值达60余米。

北京54坐标系转换工具

北京54坐标系转换工具 利用ARCGIS进行自定义坐标系和投影转换 ARCGIS种通过三参数和其参数进行精确投影转换 注意：投影转换成54坐标系需要下载无偏移卫星图像进行转换，有偏移的转换将导致转换后的卫星图像扭曲，坐标错误，无法配准。 第一步：选择无偏移地图源，下载你所需要的卫星图像。 第二步：选择BIGEMAP软件右边工具栏，选择【投影转换】，如下图所示： 2.1 选择说明： 1. 源文件：选择下载好的卫星图像文件（下载目录中后缀为tiff的文件） 2. 源坐标系：打开的源文件的投影坐标系（自动读取，不需要手动填写） 3. 输出文件：选择转换后你要保持文件的文件路径和文件名 4. 目标坐标系：选择你要转换成的目标坐标系，如下图：

选择上图的更多，如下图所示： 1：选择 -Beijing 1954 2：选择地区3：选择分度带对应的带号（一般默认，也可以手动修改）

选择对应的分度带或者中央子午线（请参看：如何选择分度带？），点击【确定】 5. 重采样算法：投影转换需要将影像的像素重新排列，一次每种算法的效率不一样，一般选择【立方卷积采样】，以达到最好的效果。如下图： 6. 指定变换参数：在不知道的情况下，可以不用填此处信息，如果√上，则如下图：

此参数为【三参数】或者【七参数】，均为国家保密参数，需要到当地的测绘部门或者国土部门，以单位名义签保密协议进行购买，此参数各地都不一样，是严格保密的，请不要随便流通。 第三步：点击【确定】，开始转换，如下图：

第四步：完成后，打开你刚才选择的输出文件夹，里面就是转换后的卫星图像。 第五步：如果你需要套合你手里已经有的矢量文件，请参看：【BIGEMAP无偏移影像叠加配准】

54坐标系、80坐标系、84坐标系之间的转换关系

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。对于这种转换由于量较大，有条件的话，一般都采用GPS联测已知点，应用GPS软件自动完成坐标的转换。当然若条件不许可，且有足够的重合点，也可以进行人工解算。详细方法见第三类。 3，任意两空间坐标系的转换 由于测量坐标系和施工坐标系采用不同的标准，要进行精确转换，必须知道至少3个重合点（即为在两坐标系中坐标均为已知的点。采用布尔莎模型进行求解。布尔莎公式: 对该公式进行变换等价得到： 解算这七个参数，至少要用到三个已知点（2个坐标系统的坐标都知道），采用间接平差模型进行解算： 其中：V 为残差矩阵; X 为未知七参数; A 为系数矩阵; 解之：L 为闭合差 解得七参数后，利用布尔莎公式就可以进行未知点的坐标转换了，每输入一组坐标值，就能求出它在新坐标系中的坐标。但是要想GPS观测成果用于工程或者测绘，还需要将地方直

WGS84经纬度坐标到北京54高斯投影坐标的转换

使用ArcGIS实现WGS84经纬度坐标到北京54高斯投影坐标的转换 张兢1 王文瑞2 陈溪1 （1.广西第一测绘院广西南宁530023； 2.南宁市勘测院广西南宁530022） 【摘要】本文针对从事测绘工作者普遍遇到的坐标转换问题，简要介绍ArcGIS实现WGS84经纬度坐标到北京54高斯投影坐标转换原理和步骤。 【关键词】ArcGIS 坐标转换投影变换 1 坐标转换简介 坐标系统之间的坐标转换既包括不同的参心坐标之间的转换，或者不同的地心坐标系之间的转换，也包括参心坐标系与地心坐标系之间的转换以及相同坐标系的直角坐标与大地坐标之间的坐标转换，还有大地坐标与高斯平面坐标之间的转换。在两个空间角直坐标系中，假设其分别为O--XYZ和O--XYZ，如果两个坐标系的原来相同，通过三次旋转，就可以两个坐标系重合；如果两个直角坐标系的原点不在同一个位置，通过坐标轴的平移和旋转可以取得一致；如果两个坐标系的尺度也不尽一致，就需要再增加一个尺度变化参数；而对于大地坐标和高斯投影平面坐标之间的转换，则需要通过高斯投影正算和高斯投影反算，通过使用中央子午线的经度和不同的参考椭球以及不同的投影面的选择来实现坐标的转换。 如何使用ArcGIS实现WGS84经纬度坐标到BJ54高斯投影坐标的转换？这是很多从事GIS工作或者测绘工作者普遍遇到的问题。本文目的在于帮助用户解决这个问题。 我们通常说的WGS-84坐标是指经纬度这种坐标表示方法，北京54坐标通常是指经过高斯投影的平面直角坐标这种坐标表示方法。为什么要进行坐标转换？我们先来看两组参数，如表1所示： 表1 BJ54与WGS84基准参数

北京54坐标与西安80坐标相互转换的两种方法

北京54坐标与西安80坐标相互转换的两种方法 一、北京54坐标系、西安80坐标系及其相互关系 1954年北京坐标系是我国五十年代由原苏联1942年普尔科沃坐标系传算而 来采用克拉索夫斯基椭球体其参数为长半轴为 6378245米扁率为 1 。这个坐标系的建立在我国国民经济和社会发展中发挥了巨大的作用但 该坐标系存在着定位后的参考椭球面与我国大地水准面不能达到最佳拟合在中国东部地区大地水准面差距自西向东增加最大达+68米其椭球的长半轴与现代测定的精确值相比109米的缺陷定向不明确椭球短轴未指向国际协议原点CIO也不是中国地极原点起始大地子午面也不是国际时间局BIH 所定义的格林尼治平均天文台子午面。同时,该系统提供的大地点坐标是通过局部平差逐级控制求得的由于施测年代不同、承担单位不同不同锁段算出的成果相矛盾给用户使用带来困难。 1978年4月,中国在西安召开了全国天文大地网平差会议,在会议上决定建 立中国新的国家大地坐标系有关部门根据会议纪要,开展并进行了多方面的工作,建成了1980西安国家大地坐标系(GDZ80)该坐标系全面描述了椭球的4个基本参数,同时反映了椭球的几何特性和物理特性这4个参数的数值采用的是1975年国际大地测量与地球物理联合会第16届大会的推荐值(简称IGA-1975椭球 ) 。其主要参数为长半轴为6378140 米扁率为 1/。IAG-1975 椭球参数精度较高能更好地代表和描述地球的几何形状和物理特征。在其椭体定位方面以我国范围内高程异常平方和最小为原则做到了与我国大地水准面较好的吻合。 此外,1982年我国已完成了全国天文大地网的整体平差,消除了以前局部平 差和逐级控制产生的不合理影响提高了大地网的精度在上述基础上建立的1980西安坐标系比1954年北京坐标系更科学、更严密、更能满足科研和经济建设的需要。 由于北京54坐标系和西安80坐标系是两种不同的大地基准面这两个椭球

北京54坐标系与西安80坐标系的区别

北京54坐标系与西安80坐标系的区别 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，其坐标详细定义可参见参考文献[朱华统1990]。 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。 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年国际大地测量与地球物理联合会第十六届大会推荐的数据。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，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国家高程基准）。 西安80坐标系与北京54坐标系其实是一种椭球参数的转换作为这种转换在同一个椭球里的转换都是严密的，而在不同的椭球之间的转换是不严密，因此不存在一套转换参数可以全国通用的，在每个地方会不一样，因为它们是两个不同的椭球基准。 那么，两个椭球间的坐标转换，一般而言比较严密的是用七参数布尔莎模型，即X 平移，Y 平移，Z 平移，X 旋转（WX），Y 旋转（WY），Z 旋转（WZ），尺度变化（DM ）。要求得七参数就需要在一个地区需要 3 个以上的已知点。如果区域范围不大，最远点间的距离不大于30Km（经验值），这可以用三参数，即X 平移，Y 平移，Z 平移，而将X 旋转，Y 旋转，Z 旋转，尺度变化面DM视为0 。 方法如下（MAPGIS平台中）： 第一步：向地方测绘局（或其它地方）找本区域三个公共点坐标对（即54坐标x，y，z 和80坐标x，y，z）； 第二步：将三个点的坐标对全部转换以弧度为单位。（菜单：投影转换/输入单点投影转换，计算出这三个点的弧度值并记录下来） 第三步：求公共点求操作系数（菜单：投影转换/坐标系转换）。如果求出转换系数后，记录下来。 第四步：编辑坐标转换系数。（菜单：投影转换/编辑坐标转换系数。）最后进行投影变换，“当前投影”输入80坐标系参数，“目的投影”输入54坐标系参数。进行转换时系统会自动调用曾编辑过的坐标转换系数。

部分地区WGS84坐标系转换BJ54坐标系参数

部分地区WGS84坐标系转换BJ54坐标系参数 部分地区WGS84坐标系转换BJ54坐标系参数 转换参数来自 https://www.wendangku.net/doc/7e16255069.html,/forum_view.asp?forum_id=14&view_id=61&page =4鼎星在线GPS俱乐部，来自全国各地网友的共享，使用中最好验证一下该参数的正确性。注：以下参数仅供参考！！ 拉萨GPS参数 DX=11.9 DY=-120.8 DZ=-62.4 DA=-108.0 DF=0.00000050 E=93°00.000 +1.0000000 +5000000.0 0.0 藏东可用99°，其它参数不变，可对照地形图校对。 广东省GPS参数：这是WGS84转北京54的，适宜河源、惠州、深圳、东莞地区 DX=-19 DY=-112 DZ=-55 DA=-108.0 dF=0.00000050 E=114°00.000 +1.0000000 +5000000.0 0.0 ，WGS84转西安80的是 DX=-96 DY=-51 DZ=12 DA=-3 DF=0.00000000 E=114°00.000 +1.0000000 +5000000.0 0.0 适宜整个广东。 广东?河源GPS参数转换参数/ DX=12 DY=-121 DZ=-62 DA=-108 dF=0.00000050 E=114°00.000 +1.0000000 +5000000.0 0.0

坐标参数 海南坐标转换参数： dx=-9.8 dy=-114.6 dz=-62.7 da=-108.0 df=0.0000005 中央子午线：111 DX = -18 DY = -104.5 DZ = -57.5 DA= -108； DF= 0.0000005 中央子午经度：117或123（东为123，西为117） 新疆乌鲁木齐地区坐标转换参数： DX = 19 DY = -33 DZ = 5 DA= -108； DF= 0.0000005 中央子午经度：87 各地WGS84坐标系转换BJ54坐标系参数（不断加入中...）以下为四川盆地坐标系转换参数 Dx=-4 Dy=-104 Dz=-45 Da=-108 Df=+0.0000005 中央子午经度：105 以下为包头地区坐标系转换参数 Dx=-92 Dy=-49 Dz=-4 Da=-108 Df=+0.0000005 中央子午经度：114 安徽省坐标转换区域化参数： DX = -15 DY = -120 DZ = -48 DA= -108； DF= 0.0000005 中央子午经度：117

WGS84坐标与北京54坐标转换

WGS84坐标与北京54坐标转换 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。GIS中的坐标系定义由基准面和地图投影两组参数确定，而基准面的定义则由特定椭球体及其对应的转换参数确定，因此欲正确定义GIS系统坐标系，首先必须弄清地球椭球体(Ellipsoid)、大地基准面(Datum)及地图投影 (Projection)三者的基本概念及它们之间的关系。 基准面是利用特定椭球体对特定地区地球表面的逼近，因此每个国家或地区均有各自的基准面，我们通常称谓的北京54坐标系、西安80坐标系实际上指的是我国的两个大地基准面。我国参照前苏联从1953年起采用克拉索夫斯基(Krassovsky)椭球体建立了我国的北京54坐标系，1978年采用国际大地测量协会推荐的1975地球椭球体建立了我国新的大地坐标系--西安80坐标系，目前大地测量基本上仍以北京54坐标系作为参照，北京54与西安80坐标之间的转换可查阅国家测绘局公布的对照表。WGS1984基准面采用WGS84椭球体，它是一地心坐标系，即以地心作为椭球体中心，目前GPS测量数 据多以WGS1984为基准。 上述3个椭球体参数如下： 椭球体与基准面之间的关系是一对多的关系，也就是基准面是在椭球体基础上建立的，但椭球体不能代表基准面，同样的椭球体能定义不同的基准面，如前苏联的Pulkovo 1942、非洲索马里的Afgooye 基准面都采用了Krassovsky椭球体，但它们的基准面显然是不同的。 地图投影是将地图从球面转换到平面的数学变换，如果有人说：该点北京54坐标值为 X=4231898,Y=21655933，实际上指的是北京54基准面下的投影坐标，也就是北京54基准面下的经纬 度坐标在直角平面坐标上的投影结果。 2. GIS中基准面的定义与转换 虽然现有GIS平台中都预定义有上百个基准面供用户选用，但均没有我们国家的基准面定义。假如精度要求不高，可利用前苏联的Pulkovo 1942基准面(Mapinfo中代号为1001)代替北京54坐标系；假如精度要求较高，如土地利用、海域使用、城市基建等GIS系统，则需要自定义基准面。 GIS系统中的基准面通过当地基准面向WGS1984的转换7参数来定义，转换通过相似变换方法实现，具体算法可参考科学出版社1999年出版的《城市地理信息系统标准化指南》第76至86页。假设Xg、Yg、Zg表示WGS84地心坐标系的三坐标轴，Xt、Yt、Zt表示当地坐标系的三坐标轴，那么自定义基准面的7参数分别为：三个平移参数ΔX、ΔY、ΔZ表示两坐标原点的平移值；三个旋转参数εx、εy、εz表示当地坐标系旋转至与地心坐标系平行时，分别绕Xt、Yt、Zt的旋转角；最后是比例校 正因子，用于调整椭球大小。 美国国家测绘局(National Imagery and Mapping Agency)公布了世界大多数国家的当地基准面至

北京54转80坐标系软件操作步骤

“北京54 坐标系”转“西安80坐标系” 北京54坐标系和西安80坐标系其实是一种椭球参数的转换，作为这种转换在同一个椭球里的转换都是严密的，而在不同的椭球之间的转换是不严密，因此不存在一套转换参数可以全国通用的，在每个地方会不一样，因为他们是两个不同的椭球基准。那么，两个椭球间的坐标转换，一般而言比较严密的是用七参数布尔莎模型，即X平移，Y平移，Z平移，X旋转（WX），Y旋转（WY），Z旋转（WY），尺度变化（DM）。若求得七参数就需要在一个地区提供3个以上的公共点坐标对（即北京54坐标下x、y、z和西安80坐标系下x、y、z），如果区域范围不大，最远点间的距离不大于30km（经验值），这可以用三参数，即X 平移，Y平移，Z平移，而将X旋转，Y旋转，Z旋转，尺度变化面DM视为0。 方法： 第一步：向地方测绘局（或其他地方）找本区域三个公共点坐标对（即北京54坐标下x、y、z和西安80坐标系下x、y、z）； 第二步：讲三个点的坐标对全部转换以弧度为单位。（菜单：投影转换——输入单点投影转换，计算出这三个点的弧度值并记录下来）； 第三步：求公共点操作系数（菜单：投影转换——坐标系转换）。如果求出转换系数后，记录下来； 第四步：编辑坐标转换系数（菜单：投影转换——编辑坐标转换系数），最后进行投影变换，“当前投影”输入80坐标系参数，“目的投影”输入54坐标系参数。进行转换时系统会自动调用曾编辑过的坐标转换系数。 详细步骤如下：

首先将MAPGIS平台的工作路径设置为“…..\北京54转西安80”文件夹下。 下面我们来讲解“北京54 坐标系”转“西安80坐标系”的转换方法和步骤。 一、数据说明 北京54 坐标系和西安80 坐标系之间的转换其实是两种不同的椭球参数之间的转换，一般而言比较严密的是用七参数布尔莎模型，即X 平移，Y 平移，Z 平移，X 旋转（WX），Y 旋转（WY），Z 旋转（WY），尺度变化（DM）。若得七参数就需要在一个地区提供3 个以上的公共点坐标对（即北京54 坐标下x、y、z 和西安80 坐标系下x、y、z），可以向地方测绘局获取。 二、“北京54 坐标系”转“西安80 坐标系”的操作步骤 启动“投影变换模块”，单击“文件”菜单下“打开文件”命令，将演示数据“演示数据_北京54.WT”、“演示数据_北京54.WL”、“演示数据_北京54.WP”打开，如图1 所示： 图1 1、单击“投影转换”“单下“S坐标系转换”“令，系统弹出“转换坐标值”“话框，如图2所示：

北京54坐标系向国家2000大地坐标系的转换

北京54坐标系向国家2000大地坐标系的转换 摘要：2000国家坐标系统提高了测量的绝对精度，并且可以快速获取精确的三维地心坐标，能够提供高精度、地心、实用、统一的大地坐标系，自此以后的测量成果要求坐标系统采用2000国家大地坐标系，本文就北京54坐标系和2000国家大地坐标系原理和转换方法进行简单的分析。 1引言大地坐标系是地球空间框架的重要基础，是表征地球空间实体位置的三维参考基准，科学地定义和采用国家大地坐标系将会对航空航天、对地观测、导航定位、地震监测、地球物理勘探、地学研究等许多领域产生重大影响。建立大地坐标框架，是测量科技的精华，与空间导航乃至与经济、社会和军事活动均有密切关系，它是适应一定社会、经济和科技发展需要和发展水平的历史产物。过去受科技水平的限制，人们不得不使用经典大地测量技术建立局部大地坐标系，它的基本特点是非地心的、二维使用的。采用地心坐标系，即以地球质量中心为原点的坐标系统，是国际测量界的总趋势，世界上许多发达和中等发达国家和地区多年前就开始采用地心坐标系，如美国、加拿大、欧洲、墨西哥、澳大利亚、新西兰、日本、韩国等。我国也于2008年7月开始启用新的国家大地坐标系—2000国家大地坐标系。 2北京54系我国北京54坐标系是采用前苏联的克拉索夫斯基椭球参数（长轴6378245ra，短轴635686m，扁率1/298．3），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。其坐标的原点不在北京，而是在前苏联的普尔科沃。 3国家2000坐标系（CGCS2000）经国务院批准我国自2008年7月1日启用2000国家大地坐标系，2000国家坐标系统提高了测量的绝对精度，并且可以快速获取精确的三维地心坐标，能够提供高精度、地心、实用、统一的大地坐标系，为各项社会经济活动提供基础性保障；更好地阐明地球空间物体的运动，满足各部门高精度定位的需求。2000国家大地坐标系的原点为包括海洋和大气的整个地球的质量中心；2000国家大地坐标系的Z轴由原点指向历元2000．0的地球参考极的方向，该历元的指向由国际时间局给定的历元为1984．0的初始指向推算，定向的时间演化保证相对于地壳不产生残余的全球旋转，X轴由原点指向格林尼治参考子午线与地球赤道面（历元2000．0）的交点，Y轴与Z轴、X轴构成右手正交坐标系。采用广义相对论意义下的尺度。2000国家大地坐标系采用的地球椭球参数的数值为：长半轴，a=6378137m；扁率，f=1/298．257222101；地心引力常数，GM=3．986004418×1014m3s-2；自转角速度，ω=7．292l15×10－5 rads-1 。2000国家大地坐标系（CGCS2000）其定义与ITRS协议的定义一致，即坐标系原点为包括海洋和大气的整个地球的质量中心；尺度为在引力相对论意义下的局部地球框架的尺度；定向的初始值由1984．0时BIH定向给定，而定向的时间演化保证相对地壳不产生残余的全球旋转；长度单位为引力相对意义下局部

坐标转换的相关问题(椭球体、投影、坐标系统、转换、BEIJING54、XIAN80等)

坐标转换的相关问题（椭球体、投影、坐标系统、转换、BEIJING54、XIAN80 等） 最近需要将一些数据进行转换，用到了一点坐标转换的知识，发现还来这么复杂^_^，觉得自己真是愧对了武汉大学以及中科院这么多年培养我，让我上了好多课却从来没有好好听，今天才知道其实很有用！不多废话，给您分享下我的坐标转换之路。 Part one: Background 地理坐标系与投影坐标系的区别 (cite from:https://www.wendangku.net/doc/7e16255069.html,/f?kz=354009166) 1、首先理解地理坐标系（Geographic coordinate system），Geographic coordinate system直译为地理坐标系统，是以经纬度为地图的存储单位的。很明显，Geographic coordinate system是球面坐标系统。我们要将地球上的数字化信息存放到球面坐标系统上，如何进行操作呢？地球是一个不规则的椭球，如何将数据信息以科学的方法存放到椭球上？这必然要求我们找到这样的一个椭球体。这样的椭球体具有特点：可以量化计算的。具有长半轴，短 半轴，偏心率。以下几行便是Krasovsky_1940椭球及其相应参数。 Spheroid: Krasovsky_1940 Semimajor Axis: 6378245.000000000000000000 Semiminor Axis: 6356863.018773047300000000 Inverse Flattening（扁率）: 298.300000000000010000 然而有了这个椭球体以后还不够，还需要一个大地基准面将这个椭球定位。在坐标系统描述中，可以看到有这么一行： Datum: D_Beijing_1954 表示，大地基准面是D_Beijing_1954。 有了Spheroid和Datum两个基本条件，地理坐标系统便可以使用。 完整参数： Alias: Abbreviation: Remarks: Angular Unit: Degree (0.017453292519943299) Prime Meridian（起始经度）: Greenwich (0.000000000000000000) Datum（大地基准面）: D_Beijing_1954 Spheroid（参考椭球体）: Krasovsky_1940 Semimajor Axis: 6378245.000000000000000000 Semiminor Axis: 6356863.018773047300000000 Inverse Flattening: 298.300000000000010000 2、接下来便是Projection coordinate system（投影坐标系统），首先看看投影坐标系统中的一些参数。 Projection: Gauss_Kruger

北京54坐标系

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，其坐标详细定义可参见参考文献[朱华统1990]。 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。 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年国际大地测量与地球物理联合会第十六届大会推荐的数据。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，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国家高程基准）。 西安80坐标系与北京54坐标系其实是一种椭球参数的转换作为这种转换在同一个椭球里的转换都是严密的，而在不同的椭球之间的转换是不严密，因此不存在一套转换参数可以全国通用的，在每个地方会不一样，因为它们是两个不同的椭球基准。 那么，两个椭球间的坐标转换，一般而言比较严密的是用七参数布尔莎模型，即X 平移，Y 平移，Z 平移，X 旋转（WX），Y 旋转（WY），Z 旋转（WZ），尺度变化（DM ）。要求得七参数就需要在一个地区需要3 个以上的已知点。如果区域范围不大，最远点间的距离不大于30Km（经验值），这可以用三参数，即X 平移，Y 平移，Z 平移，而将X 旋转，Y 旋转，Z 旋转，尺度变化面DM视为0 。 方法如下（MAPGIS平台中）： 第一步：向地方测绘局（或其它地方）找本区域三个公共点坐标对（即54坐标x，y，z和80坐标x，y，z）； 第二步：将三个点的坐标对全部转换以弧度为单位。（菜单：投影转换/输入单点投影转换，计算出这三个点的弧度值并记录下来） 第三步：求公共点求操作系数（菜单：投影转换/坐标系转换）。如果求出转换系数后，记录下来。 第四步：编辑坐标转换系数。（菜单：投影转换/编辑坐标转换系数。）最后进行投影变换，“当前投影”输入80坐标系参数，“目的投影”输入54坐标系参数。进行转换时系统会自动调用曾编辑过的坐标转换系数。 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