经纬度转换

在大地测量学中，坐标系分为两大类：地心坐标系和参心坐标系。

地理坐标系，也可称为真实世界的坐标系，是用于确定地物在地球上位置的坐标系。一个特定的地理坐标系是由一个特定的椭球体和一种特定的地图投影构成，其中椭球体是一种对地球形状的数学描述，而地图投影是将球面坐标转换成平面坐标的数学方法。绝大多数的地图都是遵照一种已知的地理坐标系来显示坐标数据。

最常用的地理坐标系是经纬度坐标系，这个坐标系可以确定地球上任何一点的位置，如果我们将地球看作一个球体，而经纬网就是加在地球表面的地理坐标参照系格网，经度和纬度是从地球中心对地球表面给定点量测得到的角度，经度是东西方向EW，而纬度是南北方向NS，经线从地球南北极穿过，而纬线是平行于赤道的环线。需要说明的是经纬度坐标系不是一种平面坐标系，因为度不是标准的长度单位，不可用其量侧面积长度

平面坐标系（又称笛卡儿坐标系），因其具有以下特性：可量测水平X方向和竖直Y方向的距离，可进行长度、角度和面积的量测，可用不同的数学公式将地球球体表面投影到二维平面上而得到广泛的应用，而每一个平面坐标系都有一特定的地图投影方法。平面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。

大地测量中以参考椭球面为基准面。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。在地形图上，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。

地心坐标系是坐标系原点与地球质心重合的坐标系，参心坐标系是坐标系原点位于参考椭球体中心，但不与地球质心重合的坐标系。我国使用的1954北京坐标系，1980西安坐标系都属于参心坐标系。GPS中使用的世界大地坐标系WGS－84属于地心坐标系，我国最近开始启用的中国大地坐标系2000（即CGCS2000），也属于地心坐标系。

以上两大类坐标系都有下列几种表达形式：

1.空间大地坐标系，即大地经纬度（B，L，H）形式

2.空间直角坐标系，即三维空间坐标（X，Y，Z）形式

3.投影平面直角坐标系。即二维平面坐标（x，y，h）形式

在工程测量和施工中，我国普遍使用的是1954北京或1980西安的高斯投影平面直角坐标系。但为满足工程施工精度要求，通常会在测区建立独立的地方坐标系，且独立地方坐

标系都能够通过转换公式换算为国家统一的坐标系上，如1954北京坐标系或1980西安坐标系。

空间直角坐标系的原点位于地球参考椭球的中心，Z轴与地球自转轴平行并指向参考椭球的北极，X轴指向参考椭球的本初子午线，Y轴与X轴和Z轴相互垂直最终构成一个右手系。大地坐标系是以大地基准为基础建立起来的，大地基准又以参考椭球为基础，由此大地坐标系又被称为椭球坐标系。如图2-1所示。

图2-1

A,b=6378137 6356752.3142

A,b=6378137 6356752.3142

使用ArcGIS实现WGS84经纬度坐标到北京54高斯投影坐标的转换

可使用函数ecef2lla实现WGS84到大地坐标系（经纬高）的转换，函数lla2ecef实现反向转换。

这两个函数都是航空航天工具箱（Aerospace Toolbox）里面的函数