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gps設備採用的什麼坐標系

發布時間:2023-04-30 13:19:50

㈠ GPS 坐標系

說完GPS位置信息接下來說下坐標系。目前主要有三種地理坐標系,如下:

1、WGS84坐標系:即地球坐標系(World Geodetic System),國際上通用的坐標系。設備包含的GPS晶元或者北斗晶元獲取的經緯度一般都是為WGS84地理坐標系,目前谷歌地圖採用的是WGS84坐標系(中國范圍除外)。

2、GCJ02坐標系:即火星坐標系,國測局坐標系。是由中國國家測繪局制定。由WGS84坐標系經加密後的坐標系。谷歌中國和搜搜中國採用的GCJ02地理坐標系。

3、BD09坐標系:網路坐標系,GCJ02坐標系經加密後的坐標系。

1、北京54坐標系(BJZ54)

北京54坐標系為參心大地坐標系,大地上的一點可用經度L54、緯度M54和大地高H54定位,它是以克拉索夫斯基橢球為基礎,經局部平差後產生的坐標系。

1954年北京坐標系的歷史:

新中國成立以後,我國大地測量進入了全面發展時期,再全國范圍內開展了正規的,全面的大地測量和測圖工作,迫切需要建立一個參心大地坐標系。由於當時的「一邊倒」政治趨向,故我國採用了前蘇聯的克拉索夫斯基橢球參數,並與前蘇聯1942年坐標系進行聯測,通過計算建立了我國大地坐標系,定名為1954年北京坐標系。因此,1954年北京坐標系可以認為是前蘇聯1942年坐標系的延伸。它的原點不在北京而是在前蘇聯的普爾科沃。

北京54坐標系,屬三心坐標系,長軸6378245m,短軸6356863,扁率1/298.3;

2、西安80坐標系

1978年4月在西安召開全國天文大地網平差會議,確定重新定位,建立我國新的坐標系。為此有了1980年國家大地坐標系。1980年國家大地坐標系採用地球橢球基本參數為1975年國際大地測量與地球物理聯合會第十六屆大會推薦的數據,即IAG 75地球橢球體。該坐標系的大地原點設在我國中部的陝西省涇陽縣永樂鎮,位仿枝指於西安市西北方向約備配60公里,故稱1980年西安坐標系,又簡稱西安大地原點。基準面採用青島大港驗潮站1952-1979年確定的黃海平均海水面(即1985國家高程基準)。

西安80坐標系,屬三心坐標系,長軸6378140m,短軸6356755,扁率1/298.25722101

3、WGS-84坐標系

WGS-84坐標系(World Geodetic System)是一種國際上採用的地心坐標系。坐標原點為地球質心,其地心空間直角坐標系的Z軸指向國際時間局(BIH)1984.0定義的協議地極(CTP)方向,X軸指向BIH1984.0的協議子午面和CTP赤道的交點,Y軸與Z軸、X軸垂直構成右手坐標系,稱為1984年世界大地坐標系。這是一個國際協議地球參考系統(ITRS),是目前國際上統一採用的大地坐標系。GPS廣播星歷是以WGS-84坐標系為根據的。

WGS84坐標系,長軸6378137.000m,短軸6356752.314,扁率1/298.257223563。

由於採用的橢球基準不一樣,並且由於投影的局限性,使的全國各地並不存在一至的轉換參數。對於這種轉換由於量較大,有條件的話,一般都採用GPS聯測已知點,應用GPS軟體自動完成坐標的轉換。當然若條件不許可,且有足夠的重合點,也可以進行人工解算。

我國常用高程系

「1956年黃海高程系」,是在1956年確定的。它是根據青島驗潮站1950年到1956年的黃海驗潮資料,求出該站驗潮井裡橫按銅絲的高度為3.61 米,所以就確定這個鋼絲以下3.61米處為黃海平均海水面。從這個平均海水面起,於1956年推算出青島水準原點的高程為72.289米。

國家85高程基準其實也是黃海高程基準,只不過老的叫「1956年黃海高程系統」,新的叫「1985國家高程基準」,新的比舊的低0.029m

我國於1956年規定以黃海(青島)的多年平均海平面作為統一基面,為中國第一個國家高程系統,從而結束了過去高程系統繁雜的局面。但由於計算這個基面所依據的青島驗潮站的資料系列(1950年~1956年)較短等原因,中國測繪主管部門決定重新計算黃搭逗海平均海面,以青島驗潮站1952年~1979年的潮汐觀測資料為計算依據,並用精密水準測量接測位於青島的中華人民共和國水準原點,得出1985年國家高程基準高程和1956年黃海高程的關系為: 1985年國家高程基準高程=1956年黃海高程-0.029m。1985年國家高程基準已於1987年5月開始啟用,1956年黃海高程系同時廢止。

各高程系統之間的關系:

56黃海高程基準:+0.000

85高程基準(最新的黃海高程):56高程基準-0.029

吳淞高程系統:56高程基準+1.688

珠江高程系統:56高程基準-0.586

我國目前通用的高程基準是:85高程基準

1、橢球體

GIS中的坐標系定義由基準面和地圖投影兩組參數確定,而基準面的定義則由特定橢球體及其對應的轉換參數確定。

基準面是利用特定橢球體對特定地區地球表面的逼近,因此每個國家或地區均有各自的基準面。基準面是在橢球體基礎上建立的,橢球體可以對應多個基準面,而基準面只能對應一個橢球體。

橢球體的幾何定:

O是橢球中心,NS為旋轉軸,a為長半軸b為短半軸。

子午圈:包含旋轉軸的平面與橢球面相截所得的橢圓。

緯圈:垂直於旋轉軸的平面與橢球面相截所得的圓,也叫平行圈。

赤道:通過橢球中心的平行圈。

基本幾何參數:

幾種常見的橢球體參數值

| |

克拉索夫斯基橢球體

|

1975年國際橢球體

|

WGS-84橢球體

|
|

a

|

6378245.0000000000(m)

|

6378140.0000000000(m)

|

6378137.0000000000(m)

|
|

b

|

6356863.0187730473(m)

|

6356755.2881575287(m)

|

6356752.3142(m)

|
|

c

|

6399698.9017827110(m)

|

6399596.6519880105(m)

|

6399593.6258(m)

|
|

α

|

1/298.3

|

1/298.257

|

1/298.257 223 563

|
|

e2

|

0.006693421622966

|

0.006694384999588

|

0.0066943799013

|
|

e'2

|

0.006738525414683

|

0.006739501819473

|

0.00673949674227

|

2、地圖投影

地球是一個球體,球面上的位置是以經緯度來表示,我們把它稱為「球面坐標系統」或「地理坐標系統」。在球面上計算角度距離十分麻煩,而且地圖是印刷在平面紙張上,要將球面上的物體畫到紙上,就必須展平,這種將球面轉化為平面的過程,稱為「投影」。

經由投影的過程,把球面坐標換算為平面直角坐標,便於印刷與計算角度與距離。由於球面無法百分之百展為平面而不變形,所以除了地球儀外,所有地圖都有某些程度的變形,有些可保持面積不變,有些可保持方位不變,視其用途而定。

目前國際間普遍採用的一種投影,是即橫軸墨卡托投影(Transverse Mecator Projection),又稱為高斯-克呂格投影(Gauss-Kruger Projection),在小范圍內保持形狀不變,對於各種應用較為方便。我們可以想像成將一個圓柱體橫躺,套在地球外面,再將地表投影到這個圓柱上,然後將圓柱體展開成平面。圓柱與地球沿南北經線方向相切,我們將這條切線稱為「中央經線」。

在中央經線上,投影面與地球完全密合,因此圖形沒有變形;由中央經線往東西兩側延伸,地表圖形會被逐漸放大,變形也會越來越嚴重。

為了保持投影精度在可接受范圍內,每次只能取中央經線兩側附近地區來用,因此必須切割為許多投影帶。就像將地球沿南北子午線方向,如切西瓜一般,切割為若干帶狀,再展成平面。目前世界各國軍用地圖所採用的UTM 坐標系統 (Universal Transverse Mecator Projection System),即為橫軸投影的一種。是將地球沿子午線方向,每隔 6 度切割為一帶,全球共切割為 60 個投影帶。

地圖投影幾何分類主要包括:

3、GIS中地圖投影的定義

我國的基本比例尺地形圖〔1:5千、1:1萬、1:2.5萬、1:5萬、1:10萬、1:25萬、1:50萬、1:100萬〕中,大於等於50萬的均採用高斯-克呂格投影〔Gauss-Kruger〕;小於50萬的地形圖採用正軸等角割園錐投影,又叫蘭勃特投影〔Lambert Conformal Conic〕;海上小於50萬的地形圖多用正軸等角園柱投影,又叫墨卡托投影(Mercator),我國的GIS系統中應該採用與我國基本比例尺地形圖系列一致的地圖投影系統。

相應高斯-克呂格投影、蘭勃特投影、墨卡托投影需要定義的坐標系參數序列如下:

高斯-克呂格:投影代號(Type),基準面(Datum),單位(Unit), 中央經度(OriginLongitude),原點緯度(OriginLatitude), 比例系數(ScaleFactor), 東偽偏移(FalseEasting),北緯偏移(FalseNorthing)

蘭勃特:投影代號(Type),基準面(Datum),單位(Unit),中央經度(OriginLongitude),原點緯度(OriginLatitude), 標准緯度1(StandardParallelOne),標准緯度2(StandardParallelTwo), 東偽偏移(FalseEasting),北緯偏移(FalseNorthing)

墨卡托:投影代號(Type),基準面(Datum),單位(Unit), 原點經度(OriginLongitude),原點緯度(OriginLatitude), 標准緯度(StandardParallelOne)

高斯-克呂格投影以6度或3度分帶,每一個分帶構成一個獨立的平面直角坐標網,投影帶中央經線投影後的直線為X軸(縱軸,緯度方向),赤道投影後為Y軸(橫軸,經度方向),為了防止經度方向的坐標出現負值,規定每帶的中央經線西移500公里,即東偽偏移值為500公里,由於高斯-克呂格投影每一個投影帶的坐標都是對本帶坐標原點的相對值,所以各帶的坐標完全相同,因此規定在橫軸坐標前加上帶號,如(4231898,21655933)其中21即為帶號,同樣所定義的東偽偏移值也需要加上帶號,如21帶的東偽偏移值為21500000米。假如你的工作區位於21帶,即經度在120度至126度范圍,該帶的中央經度為123度,採用Pulkovo 1942基準面,那麼定義6度分帶的高斯-克呂格投影坐標系參數為:(8,1001,7,123,0,1,21500000,0)。

4、大地坐標系

有了橢球體以及地圖投影,坐標系就能確定下來了。北京54和西安80是我們使用最多的坐標系。我們通常稱謂的北京54坐標系、西安80坐標系實際上使用的是我國的兩個大地基準面北京54基準面和西安80基準面。我國參照前蘇聯從1953年起採用克拉索夫斯基(Krassovsky)橢球體建立了我國的北京54坐標系,1978年採用國際大地測量協會推薦的1975地球橢球體建立了我國新的大地坐標系——西安80坐標系,目前大地測量基本上仍以北京54坐標系作為參照,北京54與西安80坐標之間的轉換可查閱國家測繪局公布的對照表。 WGS-84坐標系採用WGS1984基準面及WGS84橢球體,它是一地心坐標系,即以地心作為橢球體中心,目前GPS測量數據多以WGS1984為基準。

北京54坐標系:

北京54坐標系為參心大地坐標系,大地上的一點可用經度L54、緯度M54和大地高H54定位,它是以格拉索夫斯基橢球為基礎,經局部平差後產生的坐標系,與蘇聯1942年建立的以普爾科夫天文台為原點的大地坐標系統相聯系,相應的橢球為克拉索夫斯基橢球。到20世紀80年代初,我國已基本完成了天文大地測量,經計算表明,54坐標系統普遍低於我國的大地水準面,平均誤差為29米左右。

西安80坐標系:

西安80是為了進行全國天文大地網整體平差而建立的。根據橢球定位的基本原理,在建立西安80坐標系時有以下先決條件:

(1)大地原點在我國中部,具體地點是陝西省徑陽縣永樂鎮;

(2)西安80坐標系是參心坐標系,橢球短軸Z軸平行於地球質心指向地極原點方向,大地起始子午面平行於格林尼治平均天文檯子午面;X軸在大地起始子午面內與 Z軸垂直指向經度0方向;Y軸與 Z、X軸成右手坐標系;

(3)橢球參數採用IUG 1975年大會推薦的參數,因而可得西安80橢球兩個最常用的幾何參數為:

長軸:6378140±5(m)

扁率:1:298.257

橢球定位時按我國范圍內高程異常值平方和最小為原則求解參數。

(4)多點定位;

(5)大地高程以1956年青島驗潮站求出的黃海平均水面為基準。

WGS-84(World Geodetic System,1984年)坐標系:

是美國國防部研製確定的大地坐標系,其坐標系的幾何定義是:原點在地球質心,z軸指向 BIH 1984.0定義的協議地球極(CTP)方向,X軸指向 BIH 1984.0 的零子午面和 CTP赤道的交點。Y軸與 Z、X軸構成右手坐標系。

WGs-84橢球及有關常數:

對應於 WGS-8大地坐標系有一個WGS-84橢球,其常數採用 IUGG第17屆大會大地測量常數的推薦值。

WGS-84橢球的幾何常數:

長半軸:6378137± 2(m)

扁率:1 / 298.257223563

地球引力常數(含大氣層)GM=3986005

正常化二階帶諧系數C2.0=-484.16685×10-6

地球自轉角速度 w=7292115×10-11 rads -1

主要幾何和物理常數

短半徑 b=6356752.3142m

扁率 f=1/298.257223563

第一偏心率平方 e2=0.00669437999013

第二偏心率平方 e』2 =0.006739496742227

橢球正常重力位 U0=62636860.8497m2s-2

赤道正常重力 r0=9.9703267714ms-2

END

地勘岩測類報告編寫QQ群:240947553

編輯微信號:CX15616506143

㈡ GPS測量常用的坐標系統有哪些

GPS測量中常用的坐標系統
1 WGS - 84坐標系

GPS所採用的坐標系為WGS - 84地心坐標系,它是以地球的質心 (質量的中心 )為原點的地心坐標系,X,Y軸在地球襲歷塵赤道平面內, Z軸與地爛梁球自轉軸相重合。WGS - 84大地坐標系是一個協議地球坐標參考系CTS(Conventional Terrestrial System) ,其拍禪幾何定義是:原點位於地球質心,Z軸指向BIHl984.0定義的協議地極CTP(Conventi onal Terrestrial Pole)方向, X軸指向BIHl984.0的零子午面和CTP赤道的交點, Y軸與X, Z軸正交構成右手坐標系。對應於WGS - 84大地坐標系有 WGS - 84橢球。WGS - 84橢球採用的基本參數與克拉索夫斯基橢球的基本參數有所不同,表 1列出了各橢球參數。
2 1954年北京坐標系
1954年北京坐標系是我國目前廣泛採用的大地測量坐標系 ,是一種參心坐標系統。該坐標系源自於原蘇聯採用過的 1942年普爾科夫坐標系。該坐標系採用的參考橢球是克拉索夫斯基橢球。該橢球的參數為: a = 6378245m, f = 1/298.3。我國地形圖上的平面坐標位置都是以這個參數為基準推算的。
3 地方坐標系 (任意獨立坐標系)
在我們測量過程中 ,時常會遇到的如一些某城市坐標系、 某城建坐標系、 某港口坐標系等,或我們自己為了測量方便而臨時建立的獨立坐標系。

㈢ GPS測量採用的坐標系統並用文字簡述該坐標系統如何建立,原點是如何定義的

GPS測量採用的坐標系統WGS84坐標系,全名WGS84:World Geodetic System 1984,是為GPS全球定位系統使用而建立的坐標系統。
WGS-84坐標系的幾何意義是:坐標系的原點位於地球質心,z軸指向(國際時間局)BIH1984.0定義的協議地球極(CTP)方向,x軸指向BIH1984.0的零度子午面和CTP赤道的交點,y軸通過改頌右手規則確定。
WGS-84坐標系是通過遍布世界的衛星觀測站觀測到的坐標建立的,其初次WGS84的精度態殲散為1-2m,在1994年1月2號,通過10個觀測站在GPS測量方法上改正,得到了WGS84(G730),G表示由GPS測量得到,730表示為GPS時間第730個周帆氏。WGS841996年,National Imagery and Mapping Agency (NIMA) 為美國國防部 (U.S.Departemt of Defense, DoD)做了一個新的坐標系統。這樣實現了新的WGS版本:WGS(G873)。其因為加入了USNO站和北京站的改正,其東部方向加入了31-39cm 的改正。所有的其他坐標都有在1分米之內的修正

㈣ GPS的坐標系統是什麼坐標系統

GPS默認坐標系統是全球坐標系統。包含經度、緯度和高程(海拔)。

㈤ 簡要說明GPS測量使用的坐標系數是怎樣的《畫圖說明》

GPS採用世界大地坐標系(WorldGeodeticSystem首輪碼1984)即WGS84,其幾何定義如下

GPS所采桐差用的WGS-84坐標系是以地球質心為原點的地心坐標系,它可分別用空間大地坐標(B,L,H)和空間直角坐標(X,Y,Z)兩種形式來描述。

WGS-84坐標系屬於協議地球坐標參考系(CTS)的一種。其幾何定義為:原點位於地球質心,Z軸指向BIH1984.0定義的協議地極(CTP)方向者哪,X軸指向BIH1984.0的零子午面和CTP赤道的交點,軸與軸構成右手坐標系。

㈥ 簡要說明GPS測量使用的坐標系統是怎樣的畫圖說明

將全站儀自由地架設在地面上任一點,只要能對兩個或兩個以上已知點作邊角測量,即可得到設站點的坐標。此法在大比例尺數字測圖和施工放樣中經常使用。(如圖)

極坐標法也是用全站儀進行,儀器架設在一個已知點上,後視另一個已知點,測量到待測點的角度和距離,即可得到待測點的坐標。

(6)gps設備採用的什麼坐標系擴展閱讀

坐標測量主要的技術方法有: 自由設站法、極坐標法、CPS 單點定位法、CSRTK法、散光跟蹤法、激光掃描法。主要儀器設備有電子全站儀、ces 接收機、激光跟蹤儀、激光掃描儀和工業三維測量中的一些測量系統等。

坐標的概念源於解析幾何。解析幾何的基本思想是構建坐標系,將點與實數聯系起來,進而可以將平面上的曲線用代數方程表示。

從這里可以看到,運用坐標法不僅可以把幾何問題通過代數的方法解決搜散,而且還把變數、函數以及數和形等重要概念密切聯系了起來。坐標的概念應用到工業尺物生產中解決了大量實際問題,而且絕大部分現代測量儀器都是在坐標測世困氏量原理的基礎上建立的。

㈦ 手機GPS是採用什麼坐標系的

gps的坐標系是wgs-84坐標系。

坐標原點為地球質心,其地心空間直角坐標系的Z軸指向BIH(國際時間服務機構)1984.O定義的協議地球極(CTP)方向,X軸指向BIH 1984.0的零子午面和CTP赤道的交點,Y軸與Z軸、X軸垂直構成右手坐標系,稱為1984年世界大地坐標系統。

對應於WGS-8大地坐標系有一個WGS-84橢球,其常數採用 IUGG第17屆大會橘備大地測量常數的推薦值。

(7)gps設備採用的什麼坐標系擴展閱讀:

手機GPSwgs-84坐標系公式:

長半徑:a=6378137±2(m)。

地球引力和地球質量的乘積:GM=3986005×108m3s-2±0.6×108m3s-2。

正常化二階帶諧系數猛弊:C20=-484.16685×10-6±1.3×10-9。

地球重力場二階帶球諧系枝伍族數:J2=108263×10-8。

地球自轉角速度:ω=7292115×10-11rads-1±0.150×10-11rads-1。

扁率f=0.003352810664。

㈧ gps衛星定位測量採用的是什麼坐標系統

WGS-84坐標系是GPS所採用的坐標系統,GPS所發布的星歷參數就是基於此坐標系統的。

WGS-84坐標系統的全稱是World Geodical System-84(世界大地坐標系-84),它是一個地心地固坐標系統。WGS-84坐標系統由美國國防部制圖局建立。WGS-84坐標系的坐標原點位於地球的質心,Z軸指向BIH1984.0定義的協議地球極方向,X軸指向BIH1984.0的啟始子午面和赤道的交點,Y軸與X軸和Z軸構成右手系。

(8)gps設備採用的什麼坐標系擴展閱讀:

最常用的全球坐標系統是經度、緯度和高程。(它不涉及投影)參考平面由0°經線和赤道確定。因此,地球從格林尼治向東、西各劃分180個經度。從赤道起,向南、北也各劃分90個緯度。高程從地心開始計算,但不同的定義依然有差別。

單位是六十進制(度:分:秒,字母表示方向)或十進制(正/負十進制度)的。也可稱為真實世界的坐標系,是用於確定地物在地球上位置的坐標系。

一個特定的地理坐標系是由一個特定的橢球體和一種特定的地圖投影構成,其中橢球體是一種對地球形狀的數學描述,而地圖投影是將球面坐標轉換成平面坐標的數學方法。絕大多數的地圖都是遵照一種已知的地理坐標系來顯示坐標數據。

㈨ 工程GPS和全站儀的坐標系是什麼坐標系啊謝謝

GPS的坐標系是WGS-84坐標系。全站儀的坐標系是你已知點所採用的坐標系,之賣毀後全站儀是根據角度和距離測慧亮出未知中碧備點的坐標。

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