㈠ GPS 坐标系
说完GPS位置信息接下来说下坐标系。目前主要有三种地理坐标系,如下:
1、WGS84坐标系:即地球坐标系(World Geodetic System),国际上通用的坐标系。设备包含的GPS芯片或者北斗芯片获取的经纬度一般都是为WGS84地理坐标系,目前谷歌地图采用的是WGS84坐标系(中国范围除外)。
2、GCJ02坐标系:即火星坐标系,国测局坐标系。是由中国国家测绘局制定。由WGS84坐标系经加密后的坐标系。谷歌中国和搜搜中国采用的GCJ02地理坐标系。
3、BD09坐标系:网络坐标系,GCJ02坐标系经加密后的坐标系。
1、北京54坐标系(BJZ54)
北京54坐标系为参心大地坐标系,大地上的一点可用经度L54、纬度M54和大地高H54定位,它是以克拉索夫斯基椭球为基础,经局部平差后产生的坐标系。
1954年北京坐标系的历史:
新中国成立以后,我国大地测量进入了全面发展时期,再全国范围内开展了正规的,全面的大地测量和测图工作,迫切需要建立一个参心大地坐标系。由于当时的“一边倒”政治趋向,故我国采用了前苏联的克拉索夫斯基椭球参数,并与前苏联1942年坐标系进行联测,通过计算建立了我国大地坐标系,定名为1954年北京坐标系。因此,1954年北京坐标系可以认为是前苏联1942年坐标系的延伸。它的原点不在北京而是在前苏联的普尔科沃。
北京54坐标系,属三心坐标系,长轴6378245m,短轴6356863,扁率1/298.3;
2、西安80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,即IAG 75地球椭球体。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,位仿枝指于西安市西北方向约备配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1952-1979年确定的黄海平均海水面(即1985国家高程基准)。
西安80坐标系,属三心坐标系,长轴6378140m,短轴6356755,扁率1/298.25722101
3、WGS-84坐标系
WGS-84坐标系(World Geodetic System)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。GPS广播星历是以WGS-84坐标系为根据的。
WGS84坐标系,长轴6378137.000m,短轴6356752.314,扁率1/298.257223563。
由于采用的椭球基准不一样,并且由于投影的局限性,使的全国各地并不存在一至的转换参数。对于这种转换由于量较大,有条件的话,一般都采用GPS联测已知点,应用GPS软件自动完成坐标的转换。当然若条件不许可,且有足够的重合点,也可以进行人工解算。
我国常用高程系
“1956年黄海高程系”,是在1956年确定的。它是根据青岛验潮站1950年到1956年的黄海验潮资料,求出该站验潮井里横按铜丝的高度为3.61 米,所以就确定这个钢丝以下3.61米处为黄海平均海水面。从这个平均海水面起,于1956年推算出青岛水准原点的高程为72.289米。
国家85高程基准其实也是黄海高程基准,只不过老的叫“1956年黄海高程系统”,新的叫“1985国家高程基准”,新的比旧的低0.029m
我国于1956年规定以黄海(青岛)的多年平均海平面作为统一基面,为中国第一个国家高程系统,从而结束了过去高程系统繁杂的局面。但由于计算这个基面所依据的青岛验潮站的资料系列(1950年~1956年)较短等原因,中国测绘主管部门决定重新计算黄搭逗海平均海面,以青岛验潮站1952年~1979年的潮汐观测资料为计算依据,并用精密水准测量接测位于青岛的中华人民共和国水准原点,得出1985年国家高程基准高程和1956年黄海高程的关系为: 1985年国家高程基准高程=1956年黄海高程-0.029m。1985年国家高程基准已于1987年5月开始启用,1956年黄海高程系同时废止。
各高程系统之间的关系:
56黄海高程基准:+0.000
85高程基准(最新的黄海高程):56高程基准-0.029
吴淞高程系统:56高程基准+1.688
珠江高程系统:56高程基准-0.586
我国目前通用的高程基准是:85高程基准
1、椭球体
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。
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。基准面是在椭球体基础上建立的,椭球体可以对应多个基准面,而基准面只能对应一个椭球体。
椭球体的几何定:
O是椭球中心,NS为旋转轴,a为长半轴b为短半轴。
子午圈:包含旋转轴的平面与椭球面相截所得的椭圆。
纬圈:垂直于旋转轴的平面与椭球面相截所得的圆,也叫平行圈。
赤道:通过椭球中心的平行圈。
基本几何参数:
几种常见的椭球体参数值
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克拉索夫斯基椭球体
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1975年国际椭球体
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WGS-84椭球体
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a
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6378245.0000000000(m)
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6378140.0000000000(m)
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6378137.0000000000(m)
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b
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6356863.0187730473(m)
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6356755.2881575287(m)
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6356752.3142(m)
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c
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6399698.9017827110(m)
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6399596.6519880105(m)
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6399593.6258(m)
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α
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1/298.3
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1/298.257
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1/298.257 223 563
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e2
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0.006693421622966
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0.006694384999588
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0.0066943799013
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e'2
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0.006738525414683
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0.006739501819473
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0.00673949674227
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2、地图投影
地球是一个球体,球面上的位置是以经纬度来表示,我们把它称为“球面坐标系统”或“地理坐标系统”。在球面上计算角度距离十分麻烦,而且地图是印刷在平面纸张上,要将球面上的物体画到纸上,就必须展平,这种将球面转化为平面的过程,称为“投影”。
经由投影的过程,把球面坐标换算为平面直角坐标,便于印刷与计算角度与距离。由于球面无法百分之百展为平面而不变形,所以除了地球仪外,所有地图都有某些程度的变形,有些可保持面积不变,有些可保持方位不变,视其用途而定。
目前国际间普遍采用的一种投影,是即横轴墨卡托投影(Transverse Mecator Projection),又称为高斯-克吕格投影(Gauss-Kruger Projection),在小范围内保持形状不变,对于各种应用较为方便。我们可以想象成将一个圆柱体横躺,套在地球外面,再将地表投影到这个圆柱上,然后将圆柱体展开成平面。圆柱与地球沿南北经线方向相切,我们将这条切线称为“中央经线”。
在中央经线上,投影面与地球完全密合,因此图形没有变形;由中央经线往东西两侧延伸,地表图形会被逐渐放大,变形也会越来越严重。
为了保持投影精度在可接受范围内,每次只能取中央经线两侧附近地区来用,因此必须切割为许多投影带。就像将地球沿南北子午线方向,如切西瓜一般,切割为若干带状,再展成平面。目前世界各国军用地图所采用的UTM 坐标系统 (Universal Transverse Mecator Projection System),即为横轴投影的一种。是将地球沿子午线方向,每隔 6 度切割为一带,全球共切割为 60 个投影带。
地图投影几何分类主要包括:
3、GIS中地图投影的定义
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〕;小于50万的地形图采用正轴等角割园锥投影,又叫兰勃特投影〔Lambert Conformal Conic〕;海上小于50万的地形图多用正轴等角园柱投影,又叫墨卡托投影(Mercator),我国的GIS系统中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。
相应高斯-克吕格投影、兰勃特投影、墨卡托投影需要定义的坐标系参数序列如下:
高斯-克吕格:投影代号(Type),基准面(Datum),单位(Unit), 中央经度(OriginLongitude),原点纬度(OriginLatitude), 比例系数(ScaleFactor), 东伪偏移(FalseEasting),北纬偏移(FalseNorthing)
兰勃特:投影代号(Type),基准面(Datum),单位(Unit),中央经度(OriginLongitude),原点纬度(OriginLatitude), 标准纬度1(StandardParallelOne),标准纬度2(StandardParallelTwo), 东伪偏移(FalseEasting),北纬偏移(FalseNorthing)
墨卡托:投影代号(Type),基准面(Datum),单位(Unit), 原点经度(OriginLongitude),原点纬度(OriginLatitude), 标准纬度(StandardParallelOne)
高斯-克吕格投影以6度或3度分带,每一个分带构成一个独立的平面直角坐标网,投影带中央经线投影后的直线为X轴(纵轴,纬度方向),赤道投影后为Y轴(横轴,经度方向),为了防止经度方向的坐标出现负值,规定每带的中央经线西移500公里,即东伪偏移值为500公里,由于高斯-克吕格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,因此规定在横轴坐标前加上带号,如(4231898,21655933)其中21即为带号,同样所定义的东伪偏移值也需要加上带号,如21带的东伪偏移值为21500000米。假如你的工作区位于21带,即经度在120度至126度范围,该带的中央经度为123度,采用Pulkovo 1942基准面,那么定义6度分带的高斯-克吕格投影坐标系参数为:(8,1001,7,123,0,1,21500000,0)。
4、大地坐标系
有了椭球体以及地图投影,坐标系就能确定下来了。北京54和西安80是我们使用最多的坐标系。我们通常称谓的北京54坐标系、西安80坐标系实际上使用的是我国的两个大地基准面北京54基准面和西安80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地球椭球体建立了我国新的大地坐标系——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。 WGS-84坐标系采用WGS1984基准面及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。
北京54坐标系:
北京54坐标系为参心大地坐标系,大地上的一点可用经度L54、纬度M54和大地高H54定位,它是以格拉索夫斯基椭球为基础,经局部平差后产生的坐标系,与苏联1942年建立的以普尔科夫天文台为原点的大地坐标系统相联系,相应的椭球为克拉索夫斯基椭球。到20世纪80年代初,我国已基本完成了天文大地测量,经计算表明,54坐标系统普遍低于我国的大地水准面,平均误差为29米左右。
西安80坐标系:
西安80是为了进行全国天文大地网整体平差而建立的。根据椭球定位的基本原理,在建立西安80坐标系时有以下先决条件:
(1)大地原点在我国中部,具体地点是陕西省径阳县永乐镇;
(2)西安80坐标系是参心坐标系,椭球短轴Z轴平行于地球质心指向地极原点方向,大地起始子午面平行于格林尼治平均天文台子午面;X轴在大地起始子午面内与 Z轴垂直指向经度0方向;Y轴与 Z、X轴成右手坐标系;
(3)椭球参数采用IUG 1975年大会推荐的参数,因而可得西安80椭球两个最常用的几何参数为:
长轴:6378140±5(m)
扁率:1:298.257
椭球定位时按我国范围内高程异常值平方和最小为原则求解参数。
(4)多点定位;
(5)大地高程以1956年青岛验潮站求出的黄海平均水面为基准。
WGS-84(World Geodetic System,1984年)坐标系:
是美国国防部研制确定的大地坐标系,其坐标系的几何定义是:原点在地球质心,z轴指向 BIH 1984.0定义的协议地球极(CTP)方向,X轴指向 BIH 1984.0 的零子午面和 CTP赤道的交点。Y轴与 Z、X轴构成右手坐标系。
WGs-84椭球及有关常数:
对应于 WGS-8大地坐标系有一个WGS-84椭球,其常数采用 IUGG第17届大会大地测量常数的推荐值。
WGS-84椭球的几何常数:
长半轴:6378137± 2(m)
扁率:1 / 298.257223563
地球引力常数(含大气层)GM=3986005
正常化二阶带谐系数C2.0=-484.16685×10-6
地球自转角速度 w=7292115×10-11 rads -1
主要几何和物理常数
短半径 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
椭球正常重力位 U0=62636860.8497m2s-2
赤道正常重力 r0=9.9703267714ms-2
END
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㈡ GPS测量常用的坐标系统有哪些
GPS测量中常用的坐标系统
1 WGS - 84坐标系
GPS所采用的坐标系为WGS - 84地心坐标系,它是以地球的质心 (质量的中心 )为原点的地心坐标系,X,Y轴在地球袭历尘赤道平面内, Z轴与地烂梁球自转轴相重合。WGS - 84大地坐标系是一个协议地球坐标参考系CTS(Conventional Terrestrial System) ,其拍禅几何定义是:原点位于地球质心,Z轴指向BIHl984.0定义的协议地极CTP(Conventi onal Terrestrial Pole)方向, X轴指向BIHl984.0的零子午面和CTP赤道的交点, Y轴与X, Z轴正交构成右手坐标系。对应于WGS - 84大地坐标系有 WGS - 84椭球。WGS - 84椭球采用的基本参数与克拉索夫斯基椭球的基本参数有所不同,表 1列出了各椭球参数。
2 1954年北京坐标系
1954年北京坐标系是我国目前广泛采用的大地测量坐标系 ,是一种参心坐标系统。该坐标系源自于原苏联采用过的 1942年普尔科夫坐标系。该坐标系采用的参考椭球是克拉索夫斯基椭球。该椭球的参数为: a = 6378245m, f = 1/298.3。我国地形图上的平面坐标位置都是以这个参数为基准推算的。
3 地方坐标系 (任意独立坐标系)
在我们测量过程中 ,时常会遇到的如一些某城市坐标系、 某城建坐标系、 某港口坐标系等,或我们自己为了测量方便而临时建立的独立坐标系。
㈢ GPS测量采用的坐标系统并用文字简述该坐标系统如何建立,原点是如何定义的
GPS测量采用的坐标系统WGS84坐标系,全名WGS84:World Geodetic System 1984,是为GPS全球定位系统使用而建立的坐标系统。
WGS-84坐标系的几何意义是:坐标系的原点位于地球质心,z轴指向(国际时间局)BIH1984.0定义的协议地球极(CTP)方向,x轴指向BIH1984.0的零度子午面和CTP赤道的交点,y轴通过改颂右手规则确定。
WGS-84坐标系是通过遍布世界的卫星观测站观测到的坐标建立的,其初次WGS84的精度态歼散为1-2m,在1994年1月2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个周帆氏。WGS841996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
㈣ GPS的坐标系统是什么坐标系统
GPS默认坐标系统是全球坐标系统。包含经度、纬度和高程(海拔)。
㈤ 简要说明GPS测量使用的坐标系数是怎样的《画图说明》
GPS采用世界大地坐标系(WorldGeodeticSystem首轮码1984)即WGS84,其几何定义如下
GPS所采桐差用的WGS-84坐标系是以地球质心为原点的地心坐标系,它可分别用空间大地坐标(B,L,H)和空间直角坐标(X,Y,Z)两种形式来描述。
WGS-84坐标系属于协议地球坐标参考系(CTS)的一种。其几何定义为:原点位于地球质心,Z轴指向BIH1984.0定义的协议地极(CTP)方向者哪,X轴指向BIH1984.0的零子午面和CTP赤道的交点,轴与轴构成右手坐标系。
㈥ 简要说明GPS测量使用的坐标系统是怎样的画图说明
将全站仪自由地架设在地面上任一点,只要能对两个或两个以上已知点作边角测量,即可得到设站点的坐标。此法在大比例尺数字测图和施工放样中经常使用。(如图)
极坐标法也是用全站仪进行,仪器架设在一个已知点上,后视另一个已知点,测量到待测点的角度和距离,即可得到待测点的坐标。
坐标测量主要的技术方法有: 自由设站法、极坐标法、CPS 单点定位法、CSRTK法、散光跟踪法、激光扫描法。主要仪器设备有电子全站仪、ces 接收机、激光跟踪仪、激光扫描仪和工业三维测量中的一些测量系统等。
坐标的概念源于解析几何。解析几何的基本思想是构建坐标系,将点与实数联系起来,进而可以将平面上的曲线用代数方程表示。
从这里可以看到,运用坐标法不仅可以把几何问题通过代数的方法解决搜散,而且还把变量、函数以及数和形等重要概念密切联系了起来。坐标的概念应用到工业尺物生产中解决了大量实际问题,而且绝大部分现代测量仪器都是在坐标测世困氏量原理的基础上建立的。
㈦ 手机GPS是采用什么坐标系的
gps的坐标系是wgs-84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BIH(国际时间服务机构)1984.O定义的协议地球极(CTP)方向,X轴指向BIH 1984.0的零子午面和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年世界大地坐标系统。
对应于WGS-8大地坐标系有一个WGS-84椭球,其常数采用 IUGG第17届大会橘备大地测量常数的推荐值。
手机GPSwgs-84坐标系公式:
长半径:a=6378137±2(m)。
地球引力和地球质量的乘积:GM=3986005×108m3s-2±0.6×108m3s-2。
正常化二阶带谐系数猛弊:C20=-484.16685×10-6±1.3×10-9。
地球重力场二阶带球谐系枝伍族数:J2=108263×10-8。
地球自转角速度:ω=7292115×10-11rads-1±0.150×10-11rads-1。
扁率f=0.003352810664。
㈧ gps卫星定位测量采用的是什么坐标系统
WGS-84坐标系是GPS所采用的坐标系统,GPS所发布的星历参数就是基于此坐标系统的。
WGS-84坐标系统的全称是World Geodical System-84(世界大地坐标系-84),它是一个地心地固坐标系统。WGS-84坐标系统由美国国防部制图局建立。WGS-84坐标系的坐标原点位于地球的质心,Z轴指向BIH1984.0定义的协议地球极方向,X轴指向BIH1984.0的启始子午面和赤道的交点,Y轴与X轴和Z轴构成右手系。
(8)gps设备采用的什么坐标系扩展阅读:
最常用的全球坐标系统是经度、纬度和高程。(它不涉及投影)参考平面由0°经线和赤道确定。因此,地球从格林尼治向东、西各划分180个经度。从赤道起,向南、北也各划分90个纬度。高程从地心开始计算,但不同的定义依然有差别。
单位是六十进制(度:分:秒,字母表示方向)或十进制(正/负十进制度)的。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。
㈨ 工程GPS和全站仪的坐标系是什么坐标系啊谢谢
GPS的坐标系是WGS-84坐标系。全站仪的坐标系是你已知点所采用的坐标系,之卖毁后全站仪是根据角度和距离测慧亮出未知中碧备点的坐标。