ArcGIS中的坐标系定义与转换 (转载）
ArcGIS中的坐标系定义与转换 (转载）
原文:ArcGIS中的坐标系定义与转换 (转载）
1.基准面概念：
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。
1.基准面概念：
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。
地理坐标：为球面坐标。 参考平面地是 椭球面。坐标单位:经纬度
大地坐标：为平面坐标。参考平面地是 水平面 。坐标单位：米、千米等。
2. 地理坐标转换到大地坐标的过程
（可理解为投影， 投影：将不规则的地球曲面转换为平面）
1、首先理解地理坐标系（Geographic coordinate system），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: 000
Semiminor Axis: 000
Inverse Flattening（扁率）: 298.010000
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：
Abbreviation:
Angular Unit: Degree (0.943299)
Prime Meridian（起始经度）: Greenwich (0.000000)
//(本初子午线)
Datum（大地基准面）: D_Beijing_1954
Spheroid（参考椭球体）: Krasovsky_1940
Semimajor Axis: 000
Semiminor Axis: 000
Inverse Flattening: 298.010000
2、投影坐标系统（Projection coordinate system），
首先看看投影坐标系统中的一些参数。
Projection: Gauss_Kruger
//(t投影方法)
Parameters: （参数）
False_Easting: 000
//在东西方向上坐标纵轴向西移了500km
False_Northing: 0.000000
//在南北方向上坐标横轴没有移动
Central_Meridian: 117.000000
//中央经线，同central longitude
Scale_Factor: 1.000000
//比例系数，比如放大缩小就用到了阿。一根尺寸1m的杆，你想它变成两米，在scale命令下，在长度方向上设置成2，一个ok它就变成两米的了。这是最最最简单的例子。具体应用就看你自己的题目了
Latitude_Of_Origin: 0.000000
// 纬度的起源，这里既赤道
Linear Unit: Meter (1.000000)
//线性单位
Geographic Coordinate System:
Name: GCS_Beijing_1954
Abbreviation:
Angular Unit: Degree (0.943299)
Prime Meridian: Greenwich (0.000000)
//本初子午线(0度经线)
Datum: D_Beijing_1954
//大地基准面
Spheroid: Krasovsky_1940
//参考椭球体
Semimajor Axis: 000
Semiminor Axis: 000
Inverse Flattening: 298.010000
从参数中可以看出，每一个投影坐标系统都必定会有Geographic Coordinate System。
投影坐标系统，实质上便是平面坐标系统，其地图单位通常为米。
那么为什么投影坐标系统中要存在坐标系统的参数呢？
这时候，又要说明一下投影的意义：将球面坐标转化为平面坐标的过程便称为投影。
好了，投影的条件就出来了：
a、球面坐标
b、转化过程（也就是算法）
也就是说，要得到投影坐标就必须得有一个“拿来”投影的球面坐标，然后才能使用算法
即每一个投影坐标系统都必须要求有Geographic Coordinate System参数。
“既是投影坐标系=地理坐标系+投影算法函数”
3.北京54和西安80是我们使用最多的坐标系
（1）首先简单介绍高斯-克吕格投影的基本知识。
我国大中比例尺地图均采用高斯-克吕格投影，其通常是按6度和3度分带投影，1:2.5万－1:50万比例尺地形图采用经差6度分带，1:1万比例尺的地形图采用经差3度分带。
具体分带法是：6度分带从本初子午线（prime meridian）开始，按经差6度为一个投影带自西向东划分，全球共分60个投影带，带号分别为1－60；3度投影带是从东经1度30分经线（1.5°）开始，按经差3度为一个投影带自西向东划分，全球共分120个投影带。为了便于地形图的测量作业，在高斯-克吕格投影带内布置了平面直角坐标系统，具体方法是，规定中央经线为X轴，赤道为Y轴，中央经线与赤道交点为坐标原点，x值在北半球为正，南半球为负，y值在中央经线以东为正，中央经线以西为负。由于我国疆域均在北半球，x值均为正值，为了避免y值出现负值，规定各投影带的坐标纵轴均西移500km，中央经线上原横坐标值由0变为500km。为了方便带间点位的区分，可以在每个点位横坐标y值的百千米位数前加上所在带号，如20带内A点的坐标可以表示为YA=20 745 921.8m。（XY轴不理解参照下面的GAUSS-KRUGER定义）
在Coordinate Systems\Projected Coordinate Systems\Gauss Kruger\Beijing 1954目录中，我们可以看到四种不同的命名方式：（即有四种方法）
Beijing 1954 3 Degree GK CM 75E.prj
Beijing 1954 3 Degree GK Zone 25.prj
Beijing 1954 GK Zone 13.prj
Beijing 1954 GK Zone 13 N.prj
注释：GK 是高斯克吕格，CM 是Central Meridian 中央子午线，Zone是分带号，N是表示不显示带号， 对它们的说明分别如下：
三度分带法的北京54坐标系，中央经线在东75度的分带坐标，横坐标前不加带号
三度分带法的北京54坐标系，中央经线在东75度的分带坐标，横坐标前加带号
六度分带法的北京54坐标系，分带号为13，横坐标前加带号
六度分带法的北京54坐标系，分带号为13，横坐标前不加带号
在Coordinate Systems\Projected Coordinate Systems\Gauss Kruger\Xian 1980目录中，文件命名方式又有所变化：
Xian 1980 3 Degree GK CM 75E.prj
Xian 1980 3 Degree GK Zone 25.prj
//红色表带数
Xian 1980 GK CM 75E.prj
//黑色表所在带的中央经线
Xian 1980 GK Zone 13.prj
西安80坐标文件的命名方式、含义和北京54前两个坐标相同，但没有出现“带号+N”这种形式，为什么没有采用统一的命名方式？让人看了有些费解。
注意：在实际运用中坐标中加有40是条带号，去、加条带号既是在上述四种命名投影方法的转换。（用project。），不可人为的移动，这样是错误的。
注意：不知道是否正确（只知道GK或者UTM的坐标的话是没法求带号的 因为每个投影带都是以投影中心以西500KM为坐标原点但是你都知道带号了 就相当于知道了投影中心，再往西500KM就是坐标原点啊）
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝
（2） 大地坐标（Geodetic Coordinate）:大地测量中以参考椭球面为基准面的坐标。
地面点P的位置用大地经度L、大地纬度B和大地高H表示。当点在参考椭球面上时，仅用大地经度和大地纬度表示。大地经度是通过该点的大地子午面与起始大地子午面之间的夹角，大地纬度是通过该点的法线与赤道面的夹角，大地高是地面点沿法线到参考椭球面的距离。
方里网:是由平行于投影坐标轴的两组平行线所构成的方格网。因为是每隔整公里绘出坐标纵线和坐标横线，所以称之为方里网，由于方里线同时 又是平行于直角坐标轴的坐标网线，故又称直角坐标网。
在1：1万——1：20万比例尺的地形图上，经纬线只以图廓线的形式直接表现出来，并在图角处注出相应度数。为了在用图时加密成 网，在内外图廓间还绘有加密经纬网的加密分划短线(图式中称“分度带”)，必要时对应短线相连就可以构成加密的经纬线网。1：2 5万地形图上，除内图廓上绘有经纬网的加密分划外，图内还有加密用的十字线。
我国的1：50万——1：100万地形图，在图面上直接绘出经纬线网，内图廓上也有供加密经纬线网的加密分划短线。
直角坐标网的坐标系以中央经线投影后的直线为X轴，以赤道投影后的直线为Y轴，它们的交点为坐标原点。这样，坐标系中就出现了四 个象限。纵坐标从赤道算起向北为正、向南为负；横坐标从中央经线算起，向东为正、向西为负。
虽然我们可以认为方里网是直角坐标，大地坐标就是球面坐标。但是我们在一副地形图上经常见到方里网和经纬度网，我们很习惯的称经纬度网为大地坐标，这个时候的大地坐标不是球面坐标，她与方里网的投影是一样的（一般为高斯投影），也是平面坐标。
（3）Vertical Coordinate Systems
//(垂直坐标系统)
Vertical Coordinate Systems定义了测量海拔或深度值的原点，具体的定义，英文描述的更为准确：
A vertical coordinate system defines the origin for height or depth values. Like a horizontal coordinate system, most of the information in a vertical coordinate system is not needed unless you want to display or combine a dataset with other data that uses a different vertical coordinate system.
Perhaps the most important part of a vertical coordinate system is its unit of measure. The unit of measure is always linear (e.g., international feet or meters). Another important part is whether the z values represent heights (elevations) or depths. For each type, the z-axis direction is positive "up" or "down", respectively.
One z value is shown for the height-based mean sea level system. Any point that falls below the mean sea level line but is referenced to it will have a negative z value. The mean low water system has two z values associated with it. Because the mean low water system is depth-based, the z values are positive. Any point that falls above the mean low water line but is referenced to it will have a negative z value.
需要注意的是，大家经常希望能够通过坐标转换，将北京54或西安80中的地理坐标系转换到WGS84，实际上这样做是不准确的，北京54或西安80的投影坐标可以通过计算转换到其对应的地理坐标系，但由于我国北京54和西安80中的地理坐标系到WGS84的转换参数没有公开，因此无法完成其到WGS84坐标的精准计算。其他公开了转换参数的坐标系都可以在ArcToolbox中完成转换。
WGS84:World Geodetic System 1984，（geodetic
测量）是为GPS全球定位系统使用而建立的坐标系统。通过遍布世界的卫星观测站观测到的左边建立，其初次WGS84的精度为1-2m，在号，通过10个观测站在GPS测量方法上改正，得到了WGS84（G730），G表示由GPS测量得到，730表示为GPS时间第730个周。
1996年，National Imagery and Mapping Agency (NIMA) 为美国国防部 (U.S.Departemt of Defense, DoD)做了一个新的坐标系统。这样实现了新的WGS版本：WGS（G873）。其因为加入了USNO站和北京站的改正，其东部方向加入了31-39cm 的改正。所有的其他坐标都有在1分米之内的修正
什么是80西安坐标系？
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年确定的黄海平均海水面（即1985国家高程基准）。 什么是地心坐标系？
以地球的质心作为坐标原点的坐标系称之为地心坐标系，即要求椭球体的中心与地心重合。人造地球卫星绕地球运行时，轨道平面时时通过地球的质心，同样对于远程武器和各种宇宙飞行器的跟踪观测也是以地球的质心作为坐标系的原点，参考坐标系已不能满足精确推算轨道与跟踪观测的要求。因此建立精确的地心坐标系对于卫星大地测量、全球性导航和地球动态研究等都具有重要意义。 什么是WGS－84坐标系？ WGS－84坐标系是一种国际上采用的地心坐标系。坐标原点为地球质心，其地心空间直角坐标系的Z轴指向国际时间局（BIH）1984.0定义的协议地极（CTP）方向，X轴指向BIH1984.0的协议子午面和CTP赤道的交点，Y轴与Z轴、X轴垂直构成右手坐标系，称为1984年世界大地坐标系。这是一个国际协议地球参考系统（ITRS），是目前国际上统一采用的大地坐标系。
Kruger㈢㈣㈢
　（1）Gauss
Kruger该词主要出现于地图投影中
　高斯-克吕格(GAUSS-KRUGER)是等角横切椭圆柱投影，是横轴墨卡托投影的变种。由德国数学家高斯提出，后经克吕格扩充并推倒出计算公式，故称为高斯-克吕格投影，简称高斯投影。该投影以中央经线和赤道投影后为坐标轴，中央经线和赤道交点为坐标原点，纵坐标由坐标原点向北为正，向南为负，规定为X轴，横坐标从中央经线起算，向东为正，向西为负，规定为Y轴。所以，高斯-克吕格坐标系的X、Y轴正好对应MAPGIS坐标系的Y和X。
（2）高斯-克吕格(Gauss-Kruger)投影和UTM（Universal Transverse
Mercator）投影
①高斯-克吕格投影与UTM投影异同
高斯-克吕格(Gauss-Kruger)投影与UTM投影（Universal Transverse
Mercator，通用横轴墨卡托投影）都是横轴墨卡托投影的变种，目前一些国外的软件或国外进口仪器的配套软件往往不支持高斯-克吕格投影，但支持
UTM投影，因此常有把UTM投影当作高斯-克吕格投影的现象。从投影几何方式看，高斯-克吕格投影是“等角横切圆柱投影”，投影后中央经线保持长度不变，即比例系数为1；UTM投影是“等角横轴割圆柱投影”，圆柱割地球于南纬80度、北纬84度两条等高圈，投影后两条割线上没有变形，中央经线上长度比
0.9996。从计算结果看，两者主要差别在比例因子上，高斯-克吕格投影中央经线上的比例系数为1，
UTM投影为0.9996，高斯-克吕格投影与UTM投影可近似采用 X[UTM]=0.9996 * X[高斯]，Y[UTM]=0.9996 *
Y[高斯]，进行坐标转换（注意：如坐标纵轴西移了500000米，转换时必须将Y值减去500000乘上比例因子后再加500000）。从分带方式看，两者的分带起点不同，高斯-克吕格投影自0度子午线起每隔经差6度自西向东分带，第1带的中央经度为3°；UTM投影自西经180°起每隔经差6度自西向东分带，第1带的中央经度为-177°，因此高斯-克吕格投影的第1带是UTM的第31带。此外，两投影的东伪偏移都是500公里，高斯-克吕格投影北伪偏移为零，UTM北半球投影北伪偏移为零，南半球则为10000公里。
高斯-克吕格投影简介
高斯-克吕格(Gauss-Kruger)投影，是一种“等角横切圆柱投影”。德国数学家、物理学家、天文学家高斯（Carl
Friedrich Ｇauss，1777一 1855）于十九世纪二十年代拟定，后经德国大地测量学家克吕格（Johannes Kruger，）于
1912年对投影公式加以补充，故名。设想用一个圆柱横切于球面上投影带的中央经线，按照投影带中央经线投影为直线且长度不变和赤道投影为直线的条件，将中央经线两侧一定经差范围内的球面正形投影于圆柱面。然后将圆柱面沿过南北极的母线剪开展平，即获高斯一克吕格投影平面。高斯一克吕格投影后，除中央经线和赤道为直线外，其他经线均为对称于中央经线的曲线。高斯-克吕格投影没有角度变形，在长度和面积上变形也很小，中央经线无变形，自中央经线向投影带边缘，变形逐渐增加，变形最大处在投影带内赤道的两端。由于其投影精度高，变形小，而且计算简便（各投影带坐标一致，只要算出一个带的数据，其他各带都能应用），因此在大比例尺地形图中应用，可以满足军事上各种需要，并能在图上进行精确的量测计算。按一定经差将地球椭球面划分成若干投影带,这是高斯投影中限制长度变形的最有效方法。分带时既要控制长度变形使其不大于测图误差，又要使带数不致过多以减少换带计算工作，据此原则将地球椭球面沿子午线划分成经差相等的瓜瓣形地带,以便分带投影。通常按经差6度或3度分为六度带或三度带。六度带自
0度子午线起每隔经差6度自西向东分带，带号依次编为第
1、2…60带。三度带是在六度带的基础上分成的，它的中央子午线（既中央经线）与六度带的中央子午线和分带子午线重合，即自
1.5度子午线起每隔经差3度自西向东分带，带号依次编为三度带第 1、2…120带。我国的经度范围西起
73°东至135°，可分成六度带十一个，各带中央经线依次为75°、81°、87°、……、117°、123°、129°、135°，或三度带二十二个。我国大于等于50万的大中比例尺地形图多采用六度带高斯-克吕格投影，三度带高斯-克吕格投影多用于大比例尺测图，如城建坐标多采用三度带的高斯-克吕格投影。
UTM投影简介
UTM投影全称为“通用横轴墨卡托投影”，是一种“等角横轴割圆柱投影”，椭圆柱割地球于南纬80度、北纬84度两条等高圈，投影后两条相割的经线上没有变形，而中央经线上长度比0.9996。UTM投影是为了全球战争需要创建的，美国于1948年完成这种通用投影系统的计算。与高斯-克吕格投影相似，该投影角度没有变形，中央经线为直线，且为投影的对称轴，中央经线的比例因子取0.9996是为了保证离中央经线左右约330km处有两条不失真的标准经线。UTM投影分带方法与高斯-克吕格投影相似，是自西经180°起每隔经差6度自西向东分带，将地球划分为60个投影带。
我国的卫星影像资料常采用UTM投影。
高斯-克吕格投影与UTM投影坐标系
克吕格投影与UTM投影是按分带方法各自进行投影，故各带坐标成独立系统。以中央经线（L0）投影为纵轴X,
赤道投影为横轴Y，两轴交点即为各带的坐标原点。为了避免横坐标出现负值，高斯-
克吕格投影与UTM北半球投影中规定将坐标纵轴西移500公里当作起始轴，而UTM南半球投影除了将纵轴西移500公里外，横轴南移10000公里。由于高斯-克吕格投影与UTM投影每一个投影带的坐标都是对本带坐标原点的相对值，所以各带的坐标完全相同，为了区别某一坐标系统属于哪一带，通常在横轴坐标前加上带号，如(655933m)，其中21即为带号。
转自：http://yusenys.blog.163.com/blog/static//
用云栖社区APP，舒服~
【云栖快讯】青年们，一起向代码致敬，来寻找第83行吧，云栖社区邀请大神彭蕾、多隆、毕玄、福贝、点评Review你的代码，参与互动者将选取50位精彩回复赠送“向代码致敬”定制T恤1件，最终成为“多隆奖”的小伙伴还将获得由阿里巴巴提供的“多隆奖”荣誉证书和奖杯。&&
文章8365篇
服务底层使用经国家密码管理局检测认证的硬件密码机，通过虚拟化技术，帮助用户满足数据安全方面的...
为您提供简单高效、处理能力可弹性伸缩的计算服务，帮助您快速构建更稳定、安全的应用，提升运维效...
云通信517活动航测必知的坐标系详解和转换关系在航测中可能经常会遇到不知道如何选择正确的坐标系和坐标系之间的转换，现在我们针对于航测坐标系做详细的讲解。首先简单介绍一下航测中地理坐标系、投影坐标系以及地图投影的概念： 地理坐标系：为球面坐标。 参考平面地是椭球面，坐标单位：经纬度；投影坐标系：为平面坐标。参考平面地是水平面，坐标单位：米、千米等；地理坐标转换到投影坐标的过程可理解为投影。（投影：将不规则的地球曲面转换为平面）。针对上面三个问题，将一一介绍。1、地理坐标系1.1 地球的三级逼近1.1.1大地水准面地球的自然表面有高山也有洼地，是崎岖不平的，我们要使用数学法则来描述他，就必须找到一个相对规则的数学面。大地水准面是地球表面的第一级逼近。假设当海水处于完全静止的平衡状态时，从海平面延伸到所有大陆下部，而与地球重力方向处处正交的一个连续、闭合的曲面，这就是大地水准面。1.1.2地球椭球体大地水准面可以近似成一个规则成椭球体，但并不是完全规则，其形状接近一个扁率极小的椭圆绕短轴旋转所形成的规则椭球体，这个椭球体称为地球椭球体。它是地球的第二级逼近。下面列举了一些常见椭球体的参数。我国1952年以前采用海福特椭球体，从1953年起采用克拉索夫斯基椭球体。 1978年我国决定采用新椭球体GRS（1975），并以此建立了我国新的、独立的大地坐标系，对应ArcGIS里面的Xian_1980椭球体。从1980年开始采用新椭球体GRS（1980），这个椭球体参数与ArcGIS中的CGCS2000椭球体相同。1.1.3大地基准面确定了一个规则的椭球表面以后，我们会发现还有一个问题，参考椭球体是对地球的抽象，因此其并不能去地球表面完全重合，在设置参考椭球体的时候必然会出现有的地方贴近的好（参考椭球体与地球表面位置接近），有地地方贴近的不好的问题，因此这里还需要一个大地基准面来控制参考椭球和地球的相对位置。 这是地球表面的第三级逼近。有以下两类基准面：地心基准面：由卫星数据得到，使用地球的质心作为原点，使用最广泛的是 WGS 1984。区域基准面：特定区域内与地球表面吻合，大地原点是参考椭球与大地水准面相切的点，例如Beijing54、Xian80。我们通常称谓的Beijing54、Xian80坐标系实际上指的是我国的两个大地基准面。我们通常说的参心大地坐标系和地心大地坐标系的区别就在于此。 参心大地坐标系：指经过定位与定向后，地球椭球的中心不与地球质心重合而是接近地球质心。区域性大地坐标系。是我国基本测图和常规大地测量的基础。如Beijing54、Xian80。 地心大地坐标系：指经过定位与定向后，地球椭球的中心与地球质心重合。如CGCS2000、WGS84。1.2地理坐标地理坐标，就是用经线（子午线）、纬线、经度、纬度表示地面点位的球面坐标。一般地理坐标可分为三种，天文经纬度，大地经纬度，地心经纬度。通常地图上使用的经纬度都为大地经纬度，所以这里我介绍一下大地经纬度，其他两种要想了解的话可以百度一下，其实区别不大。大地经纬度：大地经度：参考椭球面上某点的大地子午面与本初子午面间的两面角。东正西负；大地纬度 ：参考椭球面上某点的法线与赤道平面的夹角。北正南负；大地高： 指某点沿法线方向到参考椭球面的距离。看到这里，地理坐标系的思路基本明确的了吧！只需要参考椭球体参数以及大地基准面就可以确定地理坐标系。下面是Arcgis中对北京1954坐标系的说明。主要就是以下几个参数：Prime Meridian（起始经度）Datum（大地基准面）；D_Beijing_1954 Spheroid（参考椭球体）；Krasovsky_1940 （克拉索夫斯基椭球体）。2、投影坐标系我们在选择坐标系的时候经常会发现以下情况：这一大堆1954坐标系究竟是什么鬼,beijing1954不是地理坐标系吗？为什么投影坐标系里也有？相信懵逼的不止我一个···首先，投影坐标系的生成是以地理坐标系为基准的，所以每个投影坐标系前面都会挂有地理坐标系。而地理坐标系后面的一串乱七八糟的，则是投影参数！GK_Zone与GK_CM的区别例如：Beijing 1954 3 Degree GK CM 117E表示三度分带法的北京54坐标系，中央经线在东117度的分带坐标，横坐标前不加带号；Beijing 1954 3 Degree GK Zone 39表示三度分带法的北京54坐标系，中央经线在东117度的分带坐标，横坐标前加带号；下面是Arcgis中对北京1954坐标系的说明：可以看出横坐标前加带号在False—Easting比，不加带号在False—Easting多了两位带号39。　注释：GK 是高斯克吕格，CM 是CentralMeridian 中央子午线，Zone是分带号，N是表示不显示带号。2.1投影在地球椭球面和平面之间建立点与点之间函数关系的数学方法，称为地图投影。地球椭球表面是一种不可能展开的曲面，要把这样一个曲面表现到平面上，就会发生裂隙或褶皱。在投影面上，可运用经纬线的“拉伸”或“压缩”（通过数学手段）来加以避免，以便形成一幅完整的地图。但不可避免会产生变形。 地图投影的变形通常有：长度变形、面积变形和角度变形。在实际应用中，根据使用地图的目的，限定某种变形。根据不同的需要，我们会选择不同的投影组合！按变形性质分类： 等角投影：角度变形为零（Mercator） ；等积投影：面积变形为零（Albers） ；任意投影：长度、角度和面积都存在变形 其中，各种变形相互联系相互影响：等积与等角互斥，等积投影角度变形大，等角投影面积变形大。从投影面类型划分：横圆柱投影：投影面为横圆柱 ；圆锥投影：投影面为圆锥 ；方位投影：投影面为平面 ；从投影面与地球位置关系划分为： 正轴投影：投影面中心轴与地轴相互重合 ；斜轴投影：投影面中心轴与地轴斜向相交 ；横轴投影：投影面中心轴与地轴相互垂直 ；相切投影：投影面与椭球体相切 相割投影：投影面与椭球体相割。2.2我国常用投影2.2.1高斯-克吕格投影我国基本比例尺地形图（1：100万、1：50万、1：25万、1：10万、1：5万、1：2.5万、1：1万、1：5000）除1：100万以外均采用高斯-克吕格Gauss-Kruger投影（横轴等角切圆柱投影）为地理基础。高斯克吕格投影的特点：横轴等角切圆柱投影：– 离开中央子午线越远，变形越大 – 赤道是直线，离开赤道的纬线是弧线，凸向赤道 – 没有角度变形 – 长度和面积变形很小北京54和西安80投影坐标系的投影方式高斯投影特点: – 中央子午线长度变形比为1 – 在同一条经线上，长度变形随纬度的降低而增大，在赤道处为最大 – 在同一条纬线上，长度变形随经差的增加而增大，且增大速度较快 我们经常会听到6°分带，3°分带的说法。其实并不是所有投影都有分带，从下面一张图就可以看出，分带是高斯克吕格投影自带的。高斯－克吕格投影分带规定：该投影是国家基本比例尺地形图的数学基础，为控制变形，采用分带投影的方法，在比例尺1：2.5万—1：50万图上采用6°分带，对比例尺为1：1万及大于1：1万的图采用3°分带。6°分带法：从格林威治零度经线起，每6°分为一个投影带，全球共分为60个投影带，东半球从东经0°—6°为第一带，中央经线为3°，依此类推，投影带号为1—30。其投影代号n和中央经线经度L0的计算公式为：L0=(6n—3)°；西半球投影带从180°回算到0°，编号为31—60，投影代号n和中央经线经度L0的计算公式为L0=360—(6n—3)°。3°分带法：从东经1°30′起，每3°为一带，将全球划分为120个投影带，东经1°30′—4°30′，…178°30′—西经178°30′，…1°30′—东经1°30′。 东半球有60个投影带，编号1—60，各带中央经线计算公式：L0=3°n，中央经线为3°、6°…180°。西半球有60个投影带，编号1—60，各带中央经线计算公式：L0=360°—3°n，中央经线为西经177°、…3°、0°。为了便于地形图的测量作业，在高斯-克吕格投影带内布置了平面直角坐标系统，具体方法是，规定中央经线为X轴，赤道为Y轴，中央经线与赤道交点为坐标原点，x值在北半球为正，南半球为负，y值在中央经线以东为正，中央经线以西为负。由于我国疆域均在北半球，x值均为正值，为了避免y值出现负值，规定各投影带的坐标纵轴均西移500km，中央经线上原横坐标值由0变为500km。为了方便带间点位的区分，可以在每个点位横坐标y值的百千米位数前加上所在带号。2.2.2其他投影1：100万地形图采用兰伯特Lambert投影（正轴等角割圆锥投影），其分幅原则与国际地理学会规定的全球统一使用的国际百万分之一地图投影保持一致。海上小于50万的地形图多用墨卡托Mercator投影（正轴等角圆柱投影）。3、不同坐标之间的转换坐标转换在测绘工作中经常会用到，特别是在处理原始数据的时候。在这里以COORD坐标转换软件为例，介绍一下两个方面：1、如何进行两个坐标椭球系之间的数据转换，也就是求取七参数；
2、经纬度转平面坐标的操作方法。下面演示一下该软件进行坐标转换的方法：3.1、坐标系之间的转换通过三个以上已知点计算七参数时的一些操作。
图3.１：软件界面
3.1.1 参数的分类3.1.1.1
即 X 平移， Y 平移， Z 平移只需一个已知点即可。适用于小范围内使用，不同椭球间可以互转，转换后的坐标系方向与源坐标系方向一致，只有当源坐标系与当前坐标系的方向一致或在精度范围内才可使用。3.1.1.2
即 X 平移， Y 平移，坐标旋转，投影比例，需两个已知点,在高程精度不高的情况下使用，因为在四参数中，没有高程改正参数，在实际的测量中，会加上三参数中的高程改正参数或利用高程拟后来得到较高精度的高程。四参数属于同一椭球下的转换，当源坐标系与当前坐标系不一致时，如将WGS84经纬度转换到北京54坐标系，一般会利用以下的转换原理。
由于四参数中，没有高程改正，如果需要高程精度较高的用户，需再计算高程改正参数，高程改参数根据所使用已知点的数量又分为多种参数：1~2个高程已知点时，即Z平移，在使用中即为三参数中的Z平移参数；3~4个高程已知点时，采用高程拟合中的平面拟合参数；6~7个高程已知点时，采用高程拟合中的曲面拟合参数。
在一般使用过程中，高程拟合参数可根据输入已知点的个数自动或手动选择计算各参数。3.1.1.3 七参数
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 ）。需要三个点以上。
七参数属于不同椭球下的转换，适用于大范围，一般RTK的使用中，在做完控制静态测量后，可直接使用静态平差结果里的数据进行参数的计算，部分软件会旋转角度，比如南方RTK所使用的“工程之星”中，对于七参数就要求旋转角度不能大于10秒，否则只能用四参数+高程拟合参数。3.2、COORD实例
在这里，我们以国家80坐标系和北京54坐标系进行参数的计算，它们是属于不同椭球系间的转换，在不同的椭球之间的转换都是不严密，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。 3.2.1 坐标系共点坐标数据表3.１：示例数据
3.2.2 投影参数投影方式:高斯－克吕格３度带;中央子午线:117度。3.2.3 根据七参数
2.3.1求北京54 坐标系--& 国家80坐标系的七参数
根据两个已有坐标（例3个）求七参数；在操作之前必须先将中央子午线必须先输好。图3.2：投影参数设置
输入两个坐标系三个或三个以上相对应的坐标，输入完后点击“计算”可以看到其中的点位精度，当点击“确定”时，软件将自动将七参数设置好。图3.３：已知数据的输入 注意：请注意椭球的选择顺序，如果我们要计算北京54-&国家80,在此软件中,这里的源坐标应该是国家80坐标系，反之亦反。接下来就是选中“七参数转换”，设定转换坐标系。可以查看输出的值，这个值一定就是我们所需的，我们可以返回我的刚计算的七参数，看是否正确。图3.4：单点转换
检查数据，发现正确无误，可以使用；在计算过程中，我们可以随时保存我们的设置信息，下次使用这个转换时不用再输入七参数；也可以先记下七参数，用时再输入设置。这里我们只用到了单点转换，当数据比较多时，我们可以使用“文件转换”功能先将我们需转换的数据输入到记事本中，并给点点号，确认XYZ的位置，在这一项里，我们可以按刚输入记事本的的格式，在此定义好。此功能比较简单，可以自己看看。
3.2.4、国家80 --& 北京54
操作步骤和（北京54 --& 国家80）差不多一致，只是在计算“七参数时”顺序相反，当我们要将国家80为北京54时，输入的源坐标应该是54坐标系，所以在这里，大家一定要注意。图3.５：已知数据的输入图3.6 单点计算3.3、经纬度转成平面坐标
3.3.1、使用方法
首先打开软件，“设置”——“地形投影”——设置是属于3度带还是6度带，输入**经度，操作过程如下图：
图3.6 软件界面图3.7 打开地图投影图3.8 选择相应的六度带或3度带，输入**经度3.3.2、单点转换的方法
选择单点转换，设置好坐标类型，以及转换到的坐标系，然后输入经纬度，点击转换坐标，就可以得到转换后的坐标。图3.9 单点转换操作3.3.3、批量转换的方法
选择文本转换，设置好坐标类型，以及转换到的坐标系，然后加载坐标文件，点击转换坐标，就可以得到批量转换后的坐标文件。
以上就是航测工作中经常用到的坐标系和坐标系转换问题以及使用COORD坐标转换软件的操作方法，希望对大家有所帮助。52 条评论分享收藏}