坐标系、坐标统及坐标转换.ppt

二、基准转换的模型 （2）空间直角坐标系转换为大地坐标系（ XYZ → BLH ） 也可以采用如下的直接算法。公式为： 四、坐标系统的转换 * * 坐标系种类及坐标转换 坐标系是指描述空间位置的表达形式。 一、坐标系基本概念 坐标系的种类很多，在数学当中按表达方式的不同分为:笛卡尔直角坐标系、球面坐标系(或称球坐标系)、平面极坐标系和柱面坐标系(或称柱坐标系)等。 坐标系 坐标系种类 在测量中根据研究对象的不同主要分为两类： 天球坐标系和地球坐标系。 天球坐标系用来描述天体的位置，与地球自转无关，是一种惯性系。 地球坐标系用来描述地面点的位置，随同地球自转。 二、测量坐标系的分类 天球坐标系分为天球球面坐标系和天球直角坐标系。 二、测量坐标系的分类 1、天球坐标系 原点：地球质心 赤经α：天体子午面与春分点子午面的夹角 赤纬δ：天体与地心联线和天球赤道面的夹角面的夹角 向径r：天体与地心的距离 二、测量坐标系的分类 （1）天球球面坐标系 原点：地球质心 Z轴：指向北天极 X轴：指向春分点 Y轴：与X、Z轴构成右手坐标系 二、测量坐标系的分类 （2）天球空间直角坐标 2、地球坐标系 以上两类都有以下几种表达方式： 地球坐标系根据原点的不同，即参考椭球的不同分为地心坐标系和参心坐标系。 二、测量坐标系的分类 空间大地坐标系，即大地经纬度（B,LH）形式； 空间直角坐标系，即三维空间坐标（X,Y,Z）形式； 投影平面直角坐标系，即二维平面坐标（x，y，h）形式 地心坐标系：坐标原点位于地球质心 参心坐标：坐标原点不位于地球质心 地心坐标系适用于全球应用 参心坐标系适用于局部应用 有利于局部大地水准面与参考椭球面符合更好 保持国家坐标系的稳定 有利于参心坐标系的必威体育官网网址 二、测量坐标系的分类 2、地球坐标系 地心坐标系和参心坐标系的区别 二、测量坐标系的分类 建立一个地心坐标系，通常包括以下几个内容： 确定地球椭圆体：它的大小和形状要同大地球体最佳吻合； 地心的定位和定向：坐标系原点位于地球(含海洋和大气)的质心，定向为国际时间局(BIH)测定的某一历元的协议地极(CTP)和零子午线； 采用广义相对论下某一局部地球框架内的尺度作为测量长度的尺度。 二、测量坐标系的分类 （1）地心坐标系 目前主要的地心坐标系 1:298.25722 6378137.0 中国2000 1:298.25784 6378136.0 PZ-90 1:298.25722 6378137.0 ITRF-2000 1:298.25722 6378137.0 WGS-84 a (m) 坐标系 二、测量坐标系的分类 参心坐标系的原点与某一地区或某个国家所采用的参考椭球中心重合。 建立一个参心坐标系，通常包括以下几个内容： （1）确定参考椭球体的形状和大小； （2）确定参考椭球中心的位置（参考椭球定位）； （3）确定坐标轴的方向（定向）； （4）确定大地原点的大地经纬度。 二、测量坐标系的分类 （2）参心坐标系 空间大地坐标系采用大地纬度（B）、大地经度（L）和大地高来描述空间位置。 大地经度是空间的点与参考 椭球的自转轴法线与参考椭球的起 始子午面的夹角。 大地纬度是空间的点沿参考椭球面的法线与赤道面的夹角。 大地高度是空间的点沿参考椭球的法线方向与参考椭球面的距离。 二、测量坐标系的分类 2、地球坐标系 （1）空间大地坐标系（地理坐标系） 三种表达形式： 大地坐标系采又称地理坐标系，可以表示地球上任何一点的位置。 通过格林尼治天文台子午环中心的子午线作为本初子午线。 参考椭球不同得到的经纬度也是不一样的。 二、测量坐标系的分类 坐标原点位于参考椭球的中心。 X轴指向起始子午面与赤道的交点； Z轴指向参考椭球的北极 Y轴位于赤道面上，且按右手系与X轴成90°夹角。 二、测量坐标系的分类 （2）空间直角坐标系 平面直角坐标系是利用投影变换，将空间坐标通过某种数学变换映射到平面上，这种变换又称投影变换。 投影变换有很多，如UTM投影、Lambuda投影等，在我国采用的最多的是高斯克吕格投影。 二、测量坐标系的分类 （3）平面直角坐标 坐标系是指描述空间位置的表达形式。 三、我国常用的测量坐标系统 基准是指为描述空间位置而定义的点线面。 大地测量基准是指用以描述地球形状的地球椭球参数，包含描述 地球椭球几何特征的长短半轴和物理特征的有关参数、地球在空间的定位及定向以及描述这些位置所采用的单位长度的定义 。 坐标系统由坐标系和基准两方面要素构成。 WGS-84、北京54、西安80都可以用（B,L,H）和（X,Y,Z）表示。 WGS-84世界大地坐标系 （The WGS-84 Coordinate System） 我国常