高斯平面直角坐标与大地坐标转换

高斯平面直角坐标系与大地坐标系 1 高斯投影坐标正算公式

(1)高斯投影正算:已知椭球面上某点的大地坐标()B L ,,求该点在高斯投影平面上的直角坐标()y x ,,即()),(,y x B L ?的坐标变换。 (2)投影变换必须满足的条件

● 中央子午线投影后为直线; ● 中央子午线投影后长度不变;

● 投影具有正形性质,即正形投影条件。 (3)投影过程

在椭球面上有对称于中央子午线的两点1P 与2P ,它们的大地坐标分别为(B L ,)及(B l ,),式中l 为椭球面上P 点的经度与中央子午线)(0L 的经度差:0L L l -=, P 点在中央子午线之东, l 为正,在西则为负,则投影后的平面坐标一定为),(1y x P '与),(2y x P -'。

(4)计算公式

???

?

???

''+-''+''+-''+''''=''+-''+''''+

=54255

32234223422)185(cos 120)1(6cos )95(cos sin 2sin 2l t t B N l t B N l B N y l t B B N l B N X x ρηρρηρρ

当要求转换精度精确至0、OOlm 时,用下式计算:

??????

???????''-++-'

'+''+-''+''''=

''+-'

'+''++-''+''''+

=52224255

3223364256

44223422)5814185(cos 720)1(cos 6cos )5861(cos sin 720)495(cos sin 24sin 2l t t t B N

l t B N

l B N y l t t B B N

l t B B N

l B N X x ηηρηρρρηηρρ 2 高斯投影坐标反算公式

(1)高斯投影反算:已知某点的高斯投影平面上直角坐标()y x ,,求该点在椭球面上的大地坐标()B L ,,即()),(,B L y x ?的坐标变换。

(2)投影变换必须满足的条件

● x 坐标轴投影成中央子午线,就是投影的对称轴; ● x 轴上的长度投影保持不变;

● 投影具有正形性质,即正形投影条件。 (3)投影过程

根据x 计算纵坐标在椭球面上的投影的底点纬度f B ,接着按f B 计算(B B f -)及经差l ,最后得到)(B B B B f f --=、l L L +=0。

(4)计算公式

???

???

????

???+++++++-=++--+

++

-

=5

22242532236

4254222332)8624285(cos 1201)21(cos 61cos 1)459061(720)935(242y t t t B N y t B N y B N l y

t t N M t y t t N M t y N M t B B f f f f f f f f f f

f f f f f f

f f

f

f f f f f f

f f f

f ηηηηη

当要求转换精度至10.0''时,可简化为下式:

????????

???+++++-=-+++

-

=5

425

3

223

4

222232)24285(cos 1201)21(cos 61cos 1)935(242y t t B N y t B N y B N l y t t N M t y N M t B B f f f f f f f

f f f f

f f f f f f

f f f

f ηηη 3 高斯投影相邻带的坐标换算

(1)产生换带的原因

高斯投影为了限制高斯投影的长度变形,以中央子午线进行分带,把投影范围限制在中央子午线东、西两侧一定的范围内。因而,使得统一的坐标系分割成各带的独立坐标系。在工程应用中,往往要用到相邻带中的点坐标,有时工程测量中要求采用ο3带、ο5.1带或任意带,而国家控制点通常只有ο6带坐标,这时就产生了ο6带同ο3带(或ο5.1带、任意带)之间的相互坐标换算问题,如图所示:

(2)应用高斯投影正、反算公式间接进行换带计算

● 计算过程

把椭球面上的大地坐标作为过渡坐标。首先把某投影带(比如Ⅰ带)内有关点的平面坐标I ),(y x ,利用高斯投影反算公式换算成椭球面上的大地坐标),(B l ,进而得到l L L +=I 0;然后

再由大地坐标),(l B ,利用投影正算公式换算成相邻带的(第Ⅱ带)的平面坐标II ),(y x 。在这一

步计算时,要根据第Ⅱ带的中央子午线II 0L 来计算经差l ,亦即此时II

0L L l -=。

● 算例

在中央子午线ο123I 0=L 的Ⅰ带中,有某一点的平面直角坐标

m 726.57283741=x ,m 193.2101981+=y ,现要求计算该点在中央子午线ο

129II 0=L 的第Ⅱ带的

平面直角坐标。

● 计算步骤

①．根据1x ,1y 利用高斯反算公计算换算1B ,1L ,得到

4902.4383511'''=οB ,2136.13201261'''=οL 。

②．采用已求得的1B ,1L ,并顾及到第Ⅱ带的中央子午线ο

129II 0=L ,求得

486.46752'''-=οl ,利用高斯正算公式计算第Ⅱ带的直角坐标II x ,II y

③．为了检核计算的正确性,要求每步都应进行往返计算 4 子午线收敛角公式 (1)子午线收敛角的概念

如图所示,p '、N p ''及Q p ''分别为椭球面p 点、过p 点的子午线pN 及平行圈pQ 在高斯平面上的描写。由图可知,所谓点p '子午线收敛角就就是N p ''在p '上的切线 n p ''与t p ''坐标北之间的夹角,用γ表示。

在椭球面上,因为子午线同平行圈正交,又由于投影具有正形性质,因此它们的描写线N p ''及Q p ''也必正交,由图可见,平面子午线收敛角也就就是等于Q p ''在p '点上的切线q p ''同平面坐标系横轴y 的倾角。 (2)由大地坐标),(B L 计算平面子午线收敛角γ公式

Λ+-?+

++?+?=)2(cos sin 15

1

)231(cos sin 31sin 2544232t l B B l B B l B ηηγ (3)由平面坐标),(y x 计算平面子午线收敛角γ的公式

???

?????-+-''=

)1(31tan 2

23

2f f f f f

t N y B y N ηργ 上式计算精度可达1"。如果要达到0、001"计算精度,可用下式计算:

)352(15)1(34

255

2232

f f f f

f

f f f

f f

t t t N

y t t N

y yt N ++''+-+''-

'

'=

''ρηρργ

(4)实用公式

● 已知大地坐标),(B L 计算子午线收敛角γ

ργ'

'-+++=B l B l l B B sin }cos ])0067.0cos 2.0()cos 00674.033333.0[(1{22222

● 已知平面坐标),(y x 计算子午线收敛角

ργ''----=f f f B Z Z Z B B sin }])cos 067.02.0()cos 00225.033333.0[(1{2224

高斯平面直角坐标与大地坐标转换

高斯平面直角坐标系与大地坐标系 1 高斯投影坐标正算公式 （1）高斯投影正算：已知椭球面上某点的大地坐标()B L ,，求该点在高斯投影平面上的直角坐标()y x ,，即()),(,y x B L ?的坐标变换。 （2）投影变换必须满足的条件 中央子午线投影后为直线； 中央子午线投影后长度不变； 投影具有正形性质，即正形投影条件。 （3）投影过程 在椭球面上有对称于中央子午线的两点1P 和2P ,它们的大地坐标分别为（B L ,）及（B l ,），式中l 为椭球面上P 点的经度与中央子午线)(0L 的经度差：0L L l -=, P 点在中央子午线之东, l 为正，在西则为负，则投影后的平面坐标一定为),(1y x P '和),(2y x P -'。 （4）计算公式 ??? ? ???''+-''+''+-''+''''=''+-''+''''+ =54255 32234 22342 2)185(cos 120)1(6cos )95(cos sin 2sin 2l t t B N l t B N l B N y l t B B N l B N X x ρηρρηρρ 当要求转换精度精确至时，用下式计算： ?????? ???????''-++-' '+''+-' '+''''=''+-''+''++-''+''''+ =52224255 32233 64256 44223422)5814185(cos 720)1(cos 6cos )5861(cos sin 720)495(cos sin 24sin 2l t t t B N l t B N l B N y l t t B B N l t B B N l B N X x ηηρηρρρηηρρ 2 高斯投影坐标反算公式 （1）高斯投影反算：已知某点的高斯投影平面上直角坐标()y x ,，求该点在椭球面上的大

3度6度带高斯投影详解.

３度６度带高斯投影 选择投影的目的在于使所选投影的性质、特点适合于地图的用途，同时考虑地图在图廓范围内变形较小而且变形分布均匀。海域使用的地图多采用保角投影，因其能保持方位角度的正确。 我国的基本比例尺地形图(1:5千，1:1万，1:2.5万，1:5万，1:10万，1:25万，1:50万，1:100万)中，大于等于50万的均采用高斯-克吕格投影(Gauss-Kruger)，这是一个等角横切椭圆柱投影，又叫横轴墨卡托投影(Transverse Mercator)；小于50万的地形图采用等角正轴割园锥投影，又叫兰勃特投影(Lambert Conformal Conic)；海上小于50万的地形图多用等角正轴圆柱投影，又叫墨卡托投影(Mercator)。一般应该采用与我国基本比例尺地形图系列一致的地图投影系统。 地图坐标系由大地基准面和地图投影确定，大地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大地基准面，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IAG 75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GPS定位所得出的结果都属于WGS84坐标系统，WGS84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的坐标系。因此相对同一地理位置，不同的大地基准面，它们的经纬度坐标是有差异的。 采用的3个椭球体参数如下（源自“全球定位系统测量规范 GB/T 8314-2001”）： 椭球体与大地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

高斯平面直角坐标系与大地坐标系相互转化

高斯平面直角坐标系与大地坐标系相互转化 高斯平面直角坐标系与大地坐标系转换 1. 高斯投影坐标正算公式(1) 高斯投影正算:已知椭球面上某点的大地坐标(L，B)，求该点在高斯投影平面上的直角坐标(x，y)，即(L，B)->(x，y)的坐标变换。(2) 投影变换必须满足的条件中央子午线投影后为直线; 中央子午线投影后长度不变; 投影具有正形性质，即正形投影条件。(3) 投影过程在椭球面上有对称于中央子午线的两点P 1 和P 2 ，它们的大地坐标分别为(L，B)及(l，B)，式中l 为椭球面上P 点的经度与中央子午线(L 0 )的经度差:l=L-L 0 ，P 点在中央子午线之东，l 为正，在西则为负，则投影后的平面坐标一定为P 1 ’(x,y)和P 2 ’(x,-y)。(4) 计算公式 4 ' ' 2 2 3 4 ' ' 2 ' ' 2 ' ' ) 9 5 ( cos sin 2 sin 2 l t B B N Bl N X x 5 ' ' 4 2 5 5 ' ' 3 ' ' 2 2 3 ' ' ' ' ' ' ) 18 5 ( cos 120 ) 1 ( 6 cos l t t B N l t B N Bl N y 当要求转换精度精确至0.001m时，用下式计算: 6 ' ' 4 2 5 6 ' ' 4 ' ' 4 2 2 3 4 ' ' 2 ' ' 2 ' ' ) 58 61 ( cos sin 720 ) 4 9 5 ( cos sin 24 sin 2 l t t B B N l t B B N Bl N X x 5 ' ' 2 2 2 4 2 5 5 ' ' 3 ' ' 2 2 3 3 ' ' ' ' ' ' ) 58 14 18 5 ( cos 720 ) 1

坐标系转换与高斯投影

坐标系转换与高斯投影（1） 坐标转化并不是一个新的课题，随着测绘事业的发展，全球一体化的形成，越来越要求全球测绘资料的统一。由于地球曲率客观存在，传统测绘作业通视受到很大限制，测绘资料的统一存在巨大的约束。另外由于每一个国家的大地坐标系的建立和发展具有一定的历史特性，仅常用的大地坐标系就有150余个。在同一个国家，在不同的历史时期由于习惯的改变或经济的发展变化也会采用不同的坐标系统。例如：在我国建国之后，为了尽快搞好基础建设，我国采用了克氏椭球与我国实际相结合的北京54坐标系；随着经济的发展北京54坐标系的缺陷也随之被表露的越来越明显，特别是对我国经济较发达的东南沿海地区的影响表现得更为明显，进而我国开始研究并使用国家80坐标系。 GPS卫星导航系统满足了全球范围、全天候、连续实时以及三维导航和定位的要求。正是由于GPS卫星的这些特性，这种技术就很快被广大测绘工作者接受，但是由于坐标系统的不同，对GPS技术的推广使用造成了一定的障碍。 为了描述卫星运动，处理观测数据和表示测站位置，需要建立与之相应的坐标系统。在GPS 测量中，通常采用两种坐标系统,即协议天球坐标系和协议地球坐标系。 其中协议地球坐标系采用的是1984年世界大地坐标系(Word Geodetic System 1984即WGS-84)。WGS-84坐标系是美国国防部研制确定的大地坐标系，是一种协议地球坐标系。WGS-84坐标系的定义是：原点是地球的质心，空间直角坐标系的Z轴指向BIH（1984.0）定义的地极（CTP）方向，即国际协议原点CIO，它由IAU和IUGG共同推荐。X轴指向BIH定义的零度子午面和CTP 赤道的交点，Y轴和Z，X轴构成右手坐标系。WGS-84椭球采用国际大地测量与地球物理联合会第17届大会测量常数推荐值，采用的两个常用基本几何参数： 长半轴a=6378137m；扁率f=1:298.257223563。 而我国采用的坐标系并不是WGS-84坐标系而是BJ-54坐标系，这个坐标系与前苏联的1942年普耳科沃坐标系有关, 属于参心大地坐标系（大地原点、高程基准和高程异常见后文），参考椭球为克拉索夫斯基椭球，其主要参数为： 长半轴 a=6378245，扁率 f=1/298.3。 这就使得同一点在不同的坐标系下有不同的坐标值，使测绘资料的应用受到很大的限制，并且对GPS系统的广泛使用造成了一定的约束性，对我们国家测绘事业的发展不利。

高斯平面直角坐标与大地坐标转换

高斯平面直角坐标系与大地坐标系 1 高斯投影坐标正算公式 （1）高斯投影正算：已知椭球面上某点的大地坐标()B L ,，求该点在高斯投影平面上的直角坐标()y x ,，即()),(,y x B L ?的坐标变换。 （2）投影变换必须满足的条件 ● 中央子午线投影后为直线； ● 中央子午线投影后长度不变； ● 投影具有正形性质，即正形投影条件。 （3）投影过程 在椭球面上有对称于中央子午线的两点1P 和2P ,它们的大地坐标分别为（B L ,）及（B l ,），式中l 为椭球面上P 点的经度与中央子午线)(0L 的经度差：0L L l -=, P 点在中央子午线之东, l 为正，在西则为负，则投影后的平面坐标一定为),(1y x P '和),(2y x P -'。 （4）计算公式 ??? ? ???''+-''+''+-''+''''=''+-''+''''+ =54255 32234 223422)185(cos 120)1(6cos )95(cos sin 2sin 2l t t B N l t B N l B N y l t B B N l B N X x ρηρρηρρ 当要求转换精度精确至0.OOlm 时，用下式计算： ?????? ???????''-++-' '+''+-''+''''= ''+-' '+''++-''+''''+ =52224255 3223364256 4 422342 2)5814185(cos 720)1(cos 6cos )5861(cos sin 720)495(cos sin 24sin 2l t t t B N l t B N l B N y l t t B B N l t B B N l B N X x ηηρηρρρηηρρ 2 高斯投影坐标反算公式 （1）高斯投影反算：已知某点的高斯投影平面上直角坐标()y x ,，求该点在椭球面上的大地坐标()B L ,，即()),(,B L y x ?的坐标变换。 （2）投影变换必须满足的条件 ● x 坐标轴投影成中央子午线，是投影的对称轴； ● x 轴上的长度投影保持不变； ● 投影具有正形性质，即正形投影条件。

高斯投影及其中央子午线的判断

一、高斯-克吕格投影 1、高斯-克吕格简介 高斯-克吕格(Gauss-Kruger)投影简称“高斯投影”，又名"等角横切椭圆柱投影”，地球椭球面和平面间正形投影的一种。德国数学家、物理学家、天文学家高斯（Carl FriedrichＧauss，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，1857～1928）于1912年对投影公式加以补充，故名。该投影按照投影带中央子午线投影为直线且长度不变和赤道投影为直线的条件，确定函数的形式，从而得到高斯一克吕格投影公式。投影后，除中央子午线和赤道为直线外，其他子午线均为对称于中央子午线的曲线。设想用一个椭圆柱横切于椭球面上投影带的中央子午线，按上述投影条件，将中央子午线两侧一定经差范围内的椭球面正形投影于椭圆柱面。将椭圆柱面沿过南北极的母线剪开展平，即为高斯投影平面。取中央子午线与赤道交点的投影为原点，中央子午线的投影为纵坐标x 轴，赤道的投影为横坐标y轴，构成高斯克吕格平面直角坐标系。 2、高斯-克吕格特性 （1）等角投影——投影前后的角度相等，但长度和面积有变形； （2）等距投影——投影前后的长度相等，但角度和面积有变形； （3）等积投影——投影前后的面积相等，但角度和长度有变形。 3、投影的基本概念 它是一种横轴等角切圆柱投影。它把地球视为球体,假想一个平面卷成一个横圆柱面并把它套在球体外面,使横轴圆柱的轴心通过球的中心,球面上一根子午线与横轴圆柱面相切。这样,该子午线在圆柱面上的投影为一直线,赤道面与圆柱面的交线是一条与该子午线投影垂直的直线。将横圆柱面展开成平面,由这两条正交直线就构成高斯-克吕格平面直角坐标系。为减少投影变形,高斯-克吕格投影分为3o带和6o带投影。

坐标系投影方式的选择及坐标转换

坐标系投影方式的选择及坐标转换 [摘要]通过对几种常用投影方式的分析对比，详细剖述了海外项目投影方式的选择及应用，并配以实例阐述了坐标系之间的相互转换及注意事项。 [关键字]海外项目投影方式坐标转换 响应国家”走出去”的资源战略方针，国内很多公司都有项目在国外；每一个项目在进场前，要充分收集项目的相关资料，对测量技术人员来说，尤其要清楚项目区域已有测量资料的坐标系，高程系及投影方式，任何一种坐标系在建立前都要确定其投影方式。所以我们应该对常用的一些投影方式有基本的认识。 1坐标系投影方式的选择 1.1高斯-克吕格投影 高斯-克吕格（Gauss-Kruger）投影，简称高斯投影，是一种”等角横切圆柱投影”，具体的投影特征在这里不作说明，但是应该对下面几点应该有清醒的认识。 1）在国内大部份地区使用高斯投影。 2）高斯投影有两种分带方式，3度分带和6度分带。3度分带大多用于大比例尺测图，主要指比例尺大于1：10000以上的地形测图。 3）3度带是把全球分为120个带，起始带的经度是1.5～4.5度，中央经线为3度，带号为1，4.5～7.0度为第2带，中央经线为6度，以此类推。 4）6度带是把全球分为60个带，起始带的经度是0～6度，中央经线为3度，带号为1，6～12度为第2带，中央经线为9度，以此类推。 5）高斯投影为保证东向坐标值（测量指的是Y值）不小于0，所以将纵坐标轴西移了500公里。 1.2UTM投影 UTM投影全称Universal Transverse Mercator，译成中文是：通用横轴墨卡托投影。使用UTM投影时需要注意以下几点： 1）UTM投影是世界上最常用的一种投影方式，特别是不发达国家。 2）UTM投影自西经180°起每隔经差6度自西向东分带，第1带的中央经线为-177°，包含的范围是-180°～-174°。第2带的中央经线为-171度，所含的范

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

高斯平面直角坐标与大地坐标转换

高斯平面直角坐标系与大地坐标系 1 高斯投影坐标正算公式 (1)高斯投影正算:已知椭球面上某点的大地坐标()B L ,,求该点在高斯投影平面上的直角坐标()y x ,,即()),(,y x B L ?的坐标变换。 (2)投影变换必须满足的条件 ● 中央子午线投影后为直线; ● 中央子午线投影后长度不变; ● 投影具有正形性质,即正形投影条件。 (3)投影过程 在椭球面上有对称于中央子午线的两点1P 与2P ,它们的大地坐标分别为(B L ,)及(B l ,),式中l 为椭球面上P 点的经度与中央子午线)(0L 的经度差:0L L l -=, P 点在中央子午线之东, l 为正,在西则为负,则投影后的平面坐标一定为),(1y x P '与),(2y x P -'。 (4)计算公式 ??? ? ??? ''+-''+''+-''+''''=''+-''+''''+ =54255 32234223422)185(cos 120)1(6cos )95(cos sin 2sin 2l t t B N l t B N l B N y l t B B N l B N X x ρηρρηρρ 当要求转换精度精确至0、OOlm 时,用下式计算: ?????? ???????''-++-' '+''+-''+''''= ''+-' '+''++-''+''''+ =52224255 3223364256 44223422)5814185(cos 720)1(cos 6cos )5861(cos sin 720)495(cos sin 24sin 2l t t t B N l t B N l B N y l t t B B N l t B B N l B N X x ηηρηρρρηηρρ 2 高斯投影坐标反算公式 (1)高斯投影反算:已知某点的高斯投影平面上直角坐标()y x ,,求该点在椭球面上的大地坐标()B L ,,即()),(,B L y x ?的坐标变换。 (2)投影变换必须满足的条件 ● x 坐标轴投影成中央子午线,就是投影的对称轴; ● x 轴上的长度投影保持不变; ● 投影具有正形性质,即正形投影条件。 (3)投影过程 根据x 计算纵坐标在椭球面上的投影的底点纬度f B ,接着按f B 计算(B B f -)及经差l ,最后得到)(B B B B f f --=、l L L +=0。

地理信息中各种坐标系区别和转换总结

地理信息中各种坐标系区别和转换总结 一、北京54坐标到西安80坐标转换小结 1、北京54和西安80是两种不同的大地基准面，不同的参考椭球体，因而两种地图下，同一个点的坐标是不同的，无论是三度带六度带坐标还是经纬度坐标都是不同的。 2、数字化后的得到的坐标其实不是WGS84的经纬度坐标，因为54和80的转换参数至今没有公布，一般的软件中都没有54或80投影系的选项，往往会选择WGS84投影。 3、WGS8 4、北京54、西安80之间，没有现成的公式来完成转换。 4、对于54或80坐标，从经纬度到平面坐标（三度带或六度带）的相互转换可以借助软件完成。 5、54和80间的转换，必须借助现有的点和两种坐标，推算出变换参数，再对待转换坐标进行转换。（均靠软件实现） 6、在选择参考点时，注意不能选取河流、等高线、地名、高程点，公路尽量不选。这些在两幅地图上变化很大，不能用作参考。而应该选择固定物，如电站，桥梁等。 二、西安80坐标系与北京54坐标系转换 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 3 0Km（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 。 在MAPGIS平台中实现步骤： 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。 三、地理坐标系与投影坐标系的区别 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。

20.3度6度带高斯投影详解

3度6度带高斯投影详解 选择投影的目的在于使所选投影的性质、特点适合于地图的用途，同时考虑地图在图廓范围内变形较小而且变形分布均匀。海域使用的地图多采用保角投影，因其能保持方位角度的正确。 我国的基本比例尺地形图(1:5千，1:1万，1:2.5万，1:5万，1:10万，1:25万，1:50万，1:100万)中，大于等于50万的均采用高斯-克吕格投影(Gauss-Kruger)，这是一个等角横切椭圆柱投影，又叫横轴墨卡托投影(Transverse Mercator)；小于50万的地形图采用等角正轴割园锥投影，又叫兰勃特投影(Lambert Conformal Conic)；海上小于50万的地形图多用等角正轴圆柱投影，又叫墨卡托投影(Mercator)。一般应该采用与我国基本比例尺地形图系列一致的地图投影系统。 地图坐标系由大地基准面和地图投影确定，大地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大地基准面，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IAG 75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GPS定位所得出的结果都属于WGS84坐标系统，WGS84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的坐标系。因此相对同一地理位置，不同的大地基准面，它们的经纬度坐标是有差异的。 采用的3个椭球体参数如下（源自“全球定位系统测量规范GB/T 8314-2001”）： 椭球体与大地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，但它们的大地基准面显然是不同的。在目前的GIS 商用软件中，大地基准面都通过当地基准面向WGS84的转换7参数来定义，

经纬度坐标与高斯坐标的转换代码

经纬度坐标与高斯坐标的转换代码 /功能说明：将绝对高斯坐标(y,x)转换成绝对的地理坐标(wd,jd)。/ // double y; 输入参数: 高斯坐标的横坐标，以米为单位 // double x; 输入参数: 高斯坐标的纵坐标，以米为单位 // short DH; 输入参数: 带号，表示上述高斯坐标是哪个带的 // double *L; 输出参数: 指向经度坐标的指针，其中经度坐标以秒为单位// double *B; 输出参数: 指向纬度坐标的指针，其中纬度坐标以秒为单位void GaussToGeo(double y, double x, short DH, double *L, double *B, double LP) { double l0; // 经差 double tf; // tf = tg(Bf0),注意要将Bf转换成以弧度为单位 double nf ; // n = y * sqrt( 1 + etf ** 2) / c, 其中etf = e'**2 * cos(Bf0) ** 2 double t_l0; // l0，经差，以度为单位 double t_B0; // B0，纬度，以度为单位 double Bf0; // Bf0 double etf; // etf,其中etf = e'**2 * cos(Bf0) ** 2 double X_3 ; double PI=3.14159265358979; double b_e2=0.0067385254147; double b_c=6399698.90178271;

X_3 = x / 1000000.00 - 3 ; // 以兆米（1000000）为单位 // 对于克拉索夫斯基椭球，计算Bf0 Bf0 = 27.11115372595 + 9.024******** * X_3 - 0.00579740442 * pow(X_3,2) - 0.00043532572 * pow(X_3,3) + 0.00004857285 * pow(X_3,4) + 0.00000215727 * pow(X_3,5) - 0.00000019399 * pow(X_3,6) ; tf = tan(Bf0*PI/180); // tf = tg(Bf),注意这里将Bf转换成以弧度为单位 etf = b_e2 * pow(cos(Bf0*PI/180),2); // etf = e'**2 * cos(Bf) ** 2 nf = y * sqrt( 1 + etf ) / b_c; // n = y * sqrt( 1 + etf ** 2) / c // 计算纬度，注意这里计算出来的结果是以度为单位的 t_B0 = Bf0 - (1.0+etf) * tf / PI * (90.0 * pow(nf,2) - 7.5 * (5.0 + 3 * pow(tf,2) + etf - 9 * etf * pow(tf,2)) * pow(nf,4) + 0.25 * (61 + 90 * pow(tf,2) + 45 * pow(tf,4)) * pow(nf,6)) ; // 计算经差，注意这里计算出来的结果是以度为单位的 t_l0 = (180 * nf - 30 * ( 1 + 2 * pow(tf,2) + etf ) * pow(nf,3) + 1.5 * (5 + 28 * pow(tf,2) + 24 * pow(tf,4)) * pow(nf,5)) / ( PI * cos(Bf0*PI/180) ) ; l0 = (t_l0 * 3600.0); // 将经差转成秒 if (LP == -1000) { *L = (double)((DH * 6 - 3) * 3600.0 + l0); // 根据带号计算出以秒为单位的绝对经度，返回指针

坐标系转换与高斯投影

坐标系转换与高斯投影 https://www.sodocs.net/doc/5413456013.html,日期：2004-08-20 11:40 作者：coolgps 来源：mygps论坛坐标转化并不是一个新的课题，随着测绘事业的发展，全球一体化的形成，越来越要求全球测绘资料的统一。由于地球曲率客观存在，传统测绘作业通视受到很大限制，测绘资料的统一存在巨大的约束。另外由于每一个国家的大地坐标系的建立和发展具有一定的历史特性，仅常用的大地坐标系就有150余个。在同一个国家，在不同的历史时期由于习惯的改变或经济的发展变化也会采用不同的坐标系统。例如：在我国建国之后，为了尽快搞好基础建设，我国采用了克氏椭球与我国实际相结合的北京54坐标系；随着经济的发展北京54坐标系的缺陷也随之被表露的越来越明显，特别是对我国经济较发达的东南沿海地区的影响表现得更为明显，进而我国开始研究并使用国家80坐标系。 GPS卫星导航系统满足了全球范围、全天候、连续实时以及三维导航和定位的要求。正是由于GPS卫星的这些特性，这种技术就很快被广大测绘工作者接受，但是由于坐标系统的不同，对GPS技术的推广使用造成了一定的障碍。 为了描述卫星运动，处理观测数据和表示测站位置，需要建立与之相应的坐标系统。在GPS测量中，通常采用两种坐标系统,即协议天球坐标系和协议地球坐标系。 其中协议地球坐标系采用的是1984年世界大地坐标系(Word Geodetic System 1984即WGS-84)。WGS-84坐标系是美国国防部研制确定的大地坐标系，是一种协议地球坐标系。WGS-84坐标系的定义是：原点是地球的质心，空间直角坐标系的Z轴指向BIH（1984.0）定义的地极（CTP）方向，即国际协议原点CIO，它由IAU和IUGG共同推荐。X轴指向BIH定义的零度子午面和CTP赤道的交点，Y轴和Z，X轴构成右手坐标系。WGS-84椭球采用国际大地测量与地球物理联合会第17届大会测量常数推荐值，采用的两个常用基本几何参数： 长半轴a=6378137m；扁率f=1:298.257223563

高斯投影坐标正公式

1 高斯投影坐标正算公式 （1）高斯投影正算：已知椭球面上某点的大地坐标，求该点在高斯投影平面上的直角坐标，即的坐标变换。 （2）投影变换必须满足的条件 中央子午线投影后为直线； 中央子午线投影后长度不变； 投影具有正形性质，即正形投影条件。 （3）投影过程 在椭球面上有对称于中央子午线的两点和,它们的大地坐标分别为（）及（），式中为椭球面上点的经度与中央子午线的经度差：, 点在中央子午线之东, 为正，在西则为负，则投影后的平面坐标一定为和。（4）计算公式 当要求转换精度精确至0.OOlm时，用下式计算： 2 高斯投影坐标反算公式 （1）高斯投影反算：已知某点的高斯投影平面上直角坐标，求该点在椭球面上的大地坐标，即的坐标变换。 （2）投影变换必须满足的条件 坐标轴投影成中央子午线，是投影的对称轴； 轴上的长度投影保持不变； 投影具有正形性质，即正形投影条件。 （3）投影过程 根据计算纵坐标在椭球面上的投影的底点纬度，接着按计算（）及经差，最

后得到、。 （4）计算公式 当要求转换精度至时，可简化为下式： 3高斯投影相邻带的坐标换算 （1）产生换带的原因 高斯投影为了限制高斯投影的长度变形，以中央子午线进行分带，把投影范围限制在中央子午线东、西两侧一定的范围内。因而，使得统一的坐标系分割成各带的独立坐标系。在 工程应用中，往往要用到相邻带中的点坐标，有时工程测量中要求采用带、带或任意带，而国家控制点通常只有带坐标，这时就产生了带同带（或带、任意带）之间的相互坐标换算问题，如图所示： （2）应用高斯投影正、反算公式间接进行换带计算 计算过程 把椭球面上的大地坐标作为过渡坐标。首先把某投影带（比如Ⅰ带）内有关点的平面坐标 ，利用高斯投影反算公式换算成椭球面上的大地坐标，进而得到；然后再由大地坐标，利用投影正算公式换算成相邻带的（第Ⅱ带）的平面坐标。在

经纬度坐标与高斯坐标的转换代码

/功能说明：将绝对高斯坐标(y,x)转换成绝对的地理坐标(wd,jd)。 / X_3 = x / - 3 ; + * X_3 - * pow(X_3,2) - * pow(X_3,3) + * pow(X_3,4) + * pow(X_3,5) - * pow(X_3,6) ; tf = tan(Bf0*PI/180); jd_hd = jd / * PI / ; // 将以秒为单位的经度转换成弧度 wd_hd = wd / * PI / ; // 将以秒为单位的纬度转换成弧度 // 如果不设中央经线（缺省参数: -1000），则计算中央经线， // 否则，使用传入的中央经线，不再使用带号和带宽参数 //L = (DH - * DH_width ; // 计算中央经线的经度 if (LP == -1000) { L = (DH - * DH_width ; // 计算中央经线的经度 } else { L = LP ; }

l0 = jd / - L ; // 计算经差 tsin = sin(wd_hd); // 计算sinB tcos = cos(wd_hd); // 计算cosB // 计算克拉索夫斯基椭球中子午弧长X X = / * wd - * tsin + * pow(tsin,3) + * pow(tsin,5) + * pow(tsin,7) ) * tcos; et2 = b_e2 * pow(tcos,2) ; // et2 = (e' ** 2) * (cosB ** 2) N = b_c / sqrt( 1 + et2 ) ; // N = C / sqrt(1 + et2) t = tan(wd_hd); // t=tgB m = PI/180 * l0 * tcos; // m = cosB * PI/180 * l0 *x = X + N * t * ( * pow(m,2) + - pow(t,2) + * et2 + 4 * pow(et2,2)) * pow(m,4)/ + - * pow(t,2) + pow(t,4)) * pow(m,6) / ) ; *y = N * ( m + ( - pow(t,2) + et2 ) * pow(m,3) / + ( - * pow(t,2) + pow(t,4) + * et2 - * et2 * pow(t,2) ) * pow(m,5) / ); }

利用EXCEL进行高斯投影正反算

利用EXCEL 进行高斯投影正反算 在工作中常需要将大量经纬度转换成高斯平面坐标、将高斯平面坐标转换成经纬度、将6度带坐标转换成3度带坐标等坐标转换问题。面对这些问题，我们希望能找个坐标转换软件进行批量转换从而降低劳动强度、提高工作效率。然而我们通常用的软件对批量转换往往有一定的限制而且对转换数据的格式要求比较严格不容易掌握和使用。实际上我们通常用的办公软件EXCEL 就可以完成这项工作。 EXCEL 办公软件操作简单方便、易于掌握。想要用EXCEL 实现正反算，我们必须知道高斯投影正反算数学公式。（高斯投影正算实际就是把大地坐标通过高斯投影数学模 型转换为平面坐标，反之则为高斯投影反算）下面就是高斯投影公式： 正算公式： "2 322"4""4sin cos sin cos (59)22N N x X B Bl B B t l ηρρ =++-+ " 322"3 524"5 " "3 "5 cos cos (1)cos (118)6120N N N y X Bl B t l B t t l ηρ ρ ρ =+ +-++-+ 反算公式： 232224 24635 (539)(619045)224720f f f f f f f f f f f f f f f t t N B B y t t y t t y M N M N M N ηη=- + -+---+ 223245 35 111(12)(52824)cos 6cos 120cos f f f f f f f f f f l y t y t t y N B N B N B η= -+++++ 我们只需要把上述两个公式用EXCEL 函数写于EXCEL 表格中就可以进行计算了。其实，我们用的其他软件中高斯正反算基本全都是用这两个公式实现的，然而由于各种程序语言以及软件计算数据时精度不同所以最后结果也会有很小的误差。我们在用软件处理数据时最关心的是数据结果的精度是否满足要求。面对这个问题我们可以通过与其他坐标转换软件比较来检查一下EXCEL 数据处理的结果是否能满足我们的要求。 下表为同一组数据分别用南方CASS 和EXCEL 表进行高斯正反算后的结果对 照表： 高斯正算结果比较表： 原始经纬度坐标 EXCEL CASS 点位误差 B L X Y X Y △S 35.265996 111.44221 3904262.17 540238.1 3904262.14 540238.07 0.042

经纬度BL换算到高斯平面直角坐标XY(高斯投影正算)的源码及算法

经纬度BL换算到高斯平面直角坐标xy（高斯投影正算） private function bl2xy(byref a2 as double, byref f2 as double, byref e2 as double, _ byref s2 as double, byref t2 as double) as boolean 'a2 输入中央子午线，以度.分形式输入，如115度30分则输入115.30; 起算数据l0 'f2 以度小数形式输入经度值, l 'e2 以度小数形式输入纬度值，b 's2 计算结果，横坐标y 't2 计算结果，纵坐标x '投影带号计算n=[l/6]+1 如：测得经度103.xxxx，故n=[103.x/6]+1=17+1=18 '中央经线经度l0 = n*6-3 = [l/6]*6+3 dim b2 as double 'dim g2 as double dim h2 as double dim i2 as double dim j2 as double dim k2 as double dim l2 as double dim m2 as double dim n2 as double dim o2 as double dim p2 as double dim q2 as double dim r2 as double b2 = int(a2) + (int(a2 * 100) - int(a2) * 100) / 60 + (a2 * 1 0000 - int(a2 * 100) * 100) / 3600 '把l0化成度(a2) 'g2 = f2 - b2 ' l -l0 'h2 = g2 / 57.2957795130823 '化作弧度 h2 = (f2 - b2) / 57.2957795130823 '将经差的单位化为弧度 i2 = tan(e2 / 57.2957795130823) 'tan (b) j2 = cos(e2 / 57.2957795130823) ' cos (b) k2 = 0.006738525415 * j2 * j2 l2 = i2 * i2 m2 = 1 + k2 n2 = 6399698.9018 / sqr(m2)

高斯坐标转换软件 坐标系统 投影变换 分带方法

.高斯坐标转换软件坐标系统投影变换分带方法 地球椭球体(Ellipsoid) 地球椭球体又称“地球椭圆体”和“地球扁球体”。代表地球大小和形状的数学曲面。以长半径和扁率表示。因它十分迫近于椭球体，故通常以参考椭球体表示地球椭球体的形状和大小。椭圆绕其短轴旋转所成的形体，并近似于地球大地水准面。大地水准面的形状即用相对于参考椭球体的偏离来表示。通常所说地球的形状和大小，实际上就是以参考椭球体的半长径、半短径和扁率来表示。 2.大地基准面（Geodetic datum） 大地基准面（Geodetic datum），设计用为最密合部份或全部大地水准面的数学模式。它由椭球体本身及椭球体和地表上一点视为原点间之关系来定义。此关系能以6个量来定义，通常（但非必然）是大地纬度、大地经度、原点高度、原点垂线偏差之两分量及原点至某点的大地方位角。 将地球椭球体和基准面结合起来，对于某一区域的坐标系中Xt、Yt、Zt和WGS84地心坐标系中的Xg、Yg、Zg，基准面就是定义怎么能很好的将前者很好的逼近后者。 我国的北京54坐标系、西安80坐标系就是我国的两个大地基准面。北京54坐标系是我国参照前苏联从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；西安80坐标系是1978年采用国际大地测量协会推荐的1975地球椭球体（IAG75）建立了我国新的大地坐标系。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。 3.投影坐标系统（Projected Coordinate Systems） 地球椭球体表面也是个曲面，而我们日常生活中的地图及量测空间通常是二维平面，因此在地图制图和线性量测时首先要考虑把曲面转化成平面。由于球面上任何一点的位置是用地理坐标（λ，φ）表示的，而平面上的点的位置是用直角坐标（χ，у）表示的，所以要想将地球表面上的点转移到平面上，必须采用一定的方法来确定地理坐标与平面直角坐标或极坐标之间的关系。这种在球面和平面之间建立点与点之间函数关系的数学方法，就是地图投影方法。 看看ARCGIS钟定义的北京54坐标系： Beijing 1954 3 Degree GK CM 75E.prj（三度分带法，中央经线东经75度，横坐标前不加带号）

高斯投影坐标正反算公式[1]

§8.3高斯投影坐标正反算公式 任何一种投影①坐标对应关系是最主要的；②如果是正形投影，除了满足正形投影的条件外（C-R 偏微分方程），还有它本身的特殊条件。 8.3.1高斯投影坐标正算公式： B,l ? x,y 高斯投影必须满足以下三个条件： ①中央子午线投影后为直线；②中央子午线投影后长度不变；③投影具有正形性质，即正形投影条件。 由第一条件知中央子午线东西两侧的投影必然对称于中央子午线，即 (8-10)式中，x 为l 的偶函数，y 为l 的奇函数；0330 '≤l ，即20/1/≈''''ρl ， 如展开为l 的级数，收敛。 +++=++++=553316644220l m l m l m y l m l m l m m x （8-33） 式中 ,,10m m 是待定系数，它们都是纬度B 的函数。 由第三个条件知： q y l x l y q x ??-=????=??, (8-33)式分别对l 和q 求偏导数并代入上式 ----=++++++=+++553315 63424 42204 52 3164253l dq dm l dq dm l dq dm l m l m l m l dq dm l dq dm dq dm l m l m m (8-34) 上两式两边相等，其必要充分条件是同次幂l 前的系数应相等，即

dq dm m dq dm m dq dm m 231 20 13121? =? -== (8-35) (8-35)是一种递推公式，只要确定了 0m 就可依次确定其余各系数。 由第二条件知:位于中央子午线上的点，投影后的纵坐标x 应等于投影前从赤道量至该点的子午线弧长X ，即(8-33)式第一式中，当0=l 时有： 0m X x == (8-36) 顾及(对于中央子午线) B V M r M B N dq dB M dB dX cos cos 2 ==== 得： B V c B N r dq dB dB dX dq dX dq dm m cos cos 01===?===(8-37,38) B B N dq dB dB dm dq dm m cos sin 2 2121112=?-=?-= (8-39) 依次求得6543,,,m m m m 并代入(8-33)式，得到高斯投影正算公式