① 谷歌地球數學精度知多少
我相信您可能是關心這個問題的有關人士，從事測繪、地理信息系統開發（GIS）和其他專題信息系統開發的業內人士，或者更有可能是在工作或生活中涉及地理信息和網站地圖服務的非本專業讀者。首先說說我為什麼關注這個問題？這也許與您的興趣、您的關注或者心中的疑問有點關系，如果這樣更好。谷歌地球（GoogleEarth，下同）相較於其他地圖網站功能的一個優點是：能夠讀取地面任一點的三維坐標——經度、緯度和海拔高，不需要用戶注冊登錄和數據使用許可授權。但是谷歌地球的數學精度究竟達到多少？在國內少見精度檢測和權威認定的報道。而弄清楚谷歌地球的精度至少在以下兩個方面是有意義的：（1）便於用戶對使用谷歌地球精度和可靠性的了解。（2）有利於調整和完善我國網站地圖（網路地圖、高德地圖、天地圖等）數學精度限制政策。我國現有公共地圖網站有的不提供地理坐標（如網路地圖），有的只提供部分地理坐標（如天地圖只提供平面坐標，不提供高程）。我國地圖網站提供三維坐標服務，在技術上已不是問題，提供、不提供或部分提供坐標信息，可能大部分原因是基於規避我國地理信息保密政策限制的考慮（如我國規定：公開地圖位置精度不得高於50米，等高距不得小於50米）。我長期從事測繪工作，曾在地圖管理崗位任職，結合工作中的問題對此作過一些探討。經對國內外地圖網站的分析比較，以及對地圖用戶需求和意見的調研分析，我認為：如果我國自己創建的地圖網站採取過高的數學精度限制，一是沒有必要，二是可能失去很多潛在用戶，會限制國產地圖網站發揮作用。結合工作需要，筆者曾設計、組織了一次規模不大，但是較為正規的谷歌地球數學精度外業實測。當時的目的，是提供一個客觀的子樣數據來推測谷歌地球的精度，一是供在工作中處理有關事務時把握，二是提供上級主管部門參考。野外測試工作由甲級測繪單位完成，在方案設計、測試儀器的鑒定、衛星定位站網使用、數據的處理和統計分析等方面，完全按照嚴格的程序、操作方法和數據處理規則，確保檢測數據的真實、可靠，結果分析客觀。2測試結果首先把測試結果提到前面來介紹。測試結果絕大部分讀者也最為關心，可提供讀者作為一般性了解。結論根據本次檢測數據的統計分析，從谷歌地球讀取所求點的經度、緯度、海拔高，大多數點的平面中誤差和高程中誤差為±5m，所有測區點位中誤差和高程中誤差均在±10m以內。（註：打開谷歌地球，滑鼠在地圖上移動時，地圖下方會動態地出現經度、緯度和海拔高的數值。經度、緯度顯示至小數點後兩位，即0.01秒，海拔高顯示至整米。為直觀起見，精度計算結果中已將經度、緯度單位由度分秒統一換算至米。）3檢測的設計和實施本節之後所列的測試方案設計思想、野外檢測方法、數據整理分析和有關建議等，主要提供給有關專業人士閱讀，有關讀者可以據此進一步分析本測試的科學性和可靠性，或者作為深入研究時的參考。3.1檢測區域圖1在谷歌地球上進行某測區選點檢測分5個測區，每個測區作獨立觀測和數據統計。其中，測區1和測區2位於同一中型城市的東部和西部，屬平坦區域，平均高程在10m以內，谷歌地球上的影像解析度為1m。測區3位於與距離測區1、測區2較遠的小型城市，地勢平坦，平均高程在10m以內，谷歌地球上的影像解析度為1m。測區4和測區5位於山區，高程在100m～400m之間，谷歌地球上的影像解析度為2.5m。5個測區中，相距最遠的兩個測區直線距離超過300km。測區的設計和選取主要考慮到以下因素和目的：（1）包含不同的地形類別——以分析平地、山地、高山地地形差異對精度的影響。（2）包含不同的地面影像解析度——以分析谷歌地球上藉以選點的衛星影像解析度差異對精度的影響。（3）包含不同的區域——以分析是否存在區域性偏差。3.2樣本數據的提取樣本數據從谷歌地球上直接獲取，方法如下：（1）在谷歌地球上選點點位要求為：①影像清晰；②指向精準；③點位周圍地勢平坦，無突出地面的建築物；④易於外業觀測（易到達、易設站、GPS信號好）；⑤點位實地與谷歌地球影像一致。（2）製作檢測點樣本文件從谷歌地球上截屏獲取點位影像視圖，對視圖進行編號；放大點位視圖影像，讀取目標的點位坐標（經緯度）和高程。為方便外業檢測，每點建立兩張視圖文件，一張為較小比例尺的，供外業在實地選點時用；另一張是外業所選點位的放大視圖，能顯示谷歌地球上影像點的經緯度和高程。圖2平地點位選點圖3山地點位選點3.3外業數據採集（1）使用儀器：雙頻GPS接收機，型號為「Leica1230」。（2）觀測方法：通過浙江省連續運行衛星定位綜合服務系統提供的網路RTK服務模式靜態觀測方式，外業採集經度、緯度和大地高（均為WGS-84坐標系），每點觀測兩次，符合限差的取平均數。根據以往浙江省連續運行衛星定位綜合服務系統的測試，本次觀測精度相當於：平面5cm（X/Y分量），高程10cm。故相對於谷歌地球數據，在計算中誤差時將本次外業實測成果視作「真值」。為了節省外業檢測工作量，位於山區的39個地面點，利用了2008年1月至5月施測的1:10000航測外業像控點成果。具體方法是：調用航測像控點位影像和外業實測經緯度與高程，然後在谷歌地球網站上讀取同名點位的經度、緯度和大地高（WGS-84），並截取視圖。4數據處理和精度統計數據處理和精度統計以測區為單元。（1）將檢測點的兩組經緯度坐標（分別從谷歌地球和外業實測獲取）轉換為高斯克呂格平面坐標計算橫縱坐標誤差和統計點位中誤差。（2）按測區進行平面坐標和高程（WGS-84）比對。（3）以外業檢測值作為「真值」計算谷歌地球的平面坐標、高程之中誤差。（註：在比對過程中，發現其中一個位於山區的測區，谷歌地球的平面中誤差高達±10.13m，高程中誤差高達±22.29m，誤差明顯高於其他其他測區。經重新調看谷歌地球截屏視圖和外業實測時所拍攝的點位照片（航測外業作業時實拍），發現其中一些點位落在高程變換處或房角處，平面誤差和高程誤差交互影響較大。經分析後剔除了高程變換處或房角處的點，增選了部分點進行外業復測，對極個別經分析後仍不明原因的「異常點」進行了剔除。）圖4高程急劇變換處精度容易不穩定5個測區99個點的精度統計見下表：5檢測結果分析（1）各測區內的谷歌地球數學精度並不一致。測區3的平面精度和高程精度最高，中誤差小於±2m；測區4的平面精度最低，達±9.59m；大多數點的平面中誤差和高程中誤差為±5m。所有測區點位中誤差和高程中誤差均在±10m以內。（2）地形類別差異對谷歌地球數學精度的影響並不明顯，並未顯現一般航測中平地精度高於山地精度的情況。但山地測區位於斜坡上或高程急劇變換處的點精度不穩定。分析原因認為：谷歌地球的影像處理採用了美國製作的全球DEM進行投影差改正，在「山腳和平地交接」或者「坎上坎下」處，平面誤差與高程誤差相互交織，會導致精度不穩定。（3）當作為選點點位的影像解析度分別為1m和2.5m時，影像解析度的高低對谷歌地球數學精度的影響並不明顯。6結論和建議（1）經剔除個別異常值後參加計算的點為99點，有效檢測點數較多，且作業規范、點位分布均勻，可以作為谷歌地球在本地區精度檢測的一個樣本。（2）受樣本的數量大小和地域范圍的限制，本檢測仍不足於代表谷歌地球在整個中國地區的精度，有必要在全國范圍（東西南北中）選擇不同地形類別（平原、丘陵、山區、高原）全面測試谷歌地球的精度，作出更加全面和客觀的評價。（3）如經過進一步的嚴密論證，谷歌地球或其他國際網站地圖在我國區域確已達到10米左右的精度，那麼我國的現有規定「公開地圖位置精度不得高於50米，等高距不得小於50米」應該適時作調整，把精度提高到與谷歌地球精度相應層次。（4）本文對於研究我國地理信息保密政策的改進具有一定參考意義。7致謝胡正偉、蘇立錢、馮里濤、萬斐等同志參與本檢測工作，胡正偉同志協助筆者完成數據統計工作，謹此致謝！
② 坐標計演算法為什麼比其他方法精度高很多
其他方法誤差更大，坐標計算方法誤差相對小一些。
全站儀測坐標，根據距離、角度和起算數據能夠得到位置點三維坐標，平面精度比較好，但是三角高程原理涉及到大氣遮光改正、地球曲率等精度受限，導致高程精度誤差較大，一般精度要求高的進行水準測量。
精度是測量值與真值的接近程度。包含精密度和准確度和精確度三個方面。每一種物理量要用數值表示時，必須先要制定一種標准，並選定一種單位(unit)。標准及單位的制定，是為了溝通人與人之間對於物理現象的認識。
③ 高分懸賞！！ 大地坐標與平面坐標的換算問題，地圖學的專家幫忙解惑！
工程施工過程中，常常會遇到不同坐標系統間，坐標轉換的問題。目前國內常見的轉換有以下幾種：1，大地坐標（BLH）對平面直角坐標（XYZ）；2，北京54全國80及WGS84坐標系的相互轉換；3，任意兩空間坐標系的轉換。其中第2類可歸入第三類中。所謂坐標轉換的過程就是轉換參數的求解過程。常用的方法有三參數法、四參數法和七參數法。以下對上述三種情況作詳細描述如下：
1，大地坐標（BLH）對平面直角坐標（XYZ）
常規的轉換應先確定轉換參數，即橢球參數、分帶標准（3度，6度）和中央子午線的經度。橢球參數就是指平面直角坐標系採用什麼樣的橢球基準，對應有不同的長短軸及扁率。一般的工程中3度帶應用較為廣泛。對於中央子午線的確定有兩種方法，一是取平面直角坐標系中Y坐標的前兩位*3，即可得到對應的中央子午線的經度。如x=3250212m，y=395121123m，則中央子午線的經度=39*3=117度。另一種方法是根據大地坐標經度，如果經度是在155.5~185.5度之間，那麼對應的中央子午線的經度=（155.5+185.5）/2=117度，其他情況可以據此3度類推。
另外一些工程採用自身特殊的分帶標准，則對應的參數確定不在上述之列。
確定參數之後，可以用軟體進行轉換，以下提供坐標轉換的程序下載。
2，北京54全國80及WGS84坐標系的相互轉換
這三個坐標系統是當前國內較為常用的，它們均採用不同的橢球基準。
其中北京54坐標系，屬三心坐標系，大地原點在蘇聯的普而科沃，長軸6378245m，短軸6356863，扁率1/298.3；西安80坐標系，屬三心坐標系，大地原點在陝西省徑陽縣永樂鎮，長軸6378140m，短軸6356755，扁率1/298.25722101；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。詳細方法見第三類。
3，任意兩空間坐標系的轉換
由於測量坐標系和施工坐標系採用不同的標准，要進行精確轉換，必須知道至少3個重合點（即為在兩坐標系中坐標均為已知的點。採用布爾莎模型進行求解。布爾莎公式:
對該公式進行變換等價得到：
解算這七個參數，至少要用到三個已知點（2個坐標系統的坐標都知道），採用間接平差模型進行解算：
其中： V 為殘差矩陣;
X 為未知七參數;
A 為系數矩陣;
解之：L 為閉合差
解得七參數後，利用布爾莎公式就可以進行未知點的坐標轉換了，每輸入一組坐標值，就能求出它在新坐標系中的坐標。 但是要想GPS觀測成果用於工程或者測繪，還需要將地方直角坐標轉換為大地坐標，最後還要轉換為平面高斯坐標。
上述方法類同於我們的間接平差，解算起來較復雜，以下提供坐標轉換程序，只需輸入三個已知點的坐標即可求解出坐標轉換的七個參數。如果已知點的數量較多，可以進行參數間的平差運算，則精度更高。
當已知點的數量只有兩個時，我們可以採用簡單變換法，此法較為方便易行，適於手算，只是精度受到一定的限制。
詳細解算方程如下：
式中調x,y和x\'、y\'分別為新舊（或；舊新）網重合點的坐標，a、b、、k為變換參數，顯然要解算出a、b、、k，必須至少有兩個重合點，列出四個方程。
即可進行通常的參數平差，解求a、x、b、c、d各參數值。將之代人（3）式，可得各擬合點的殘差（改正數）代人（2）式，可得待換點的坐標。
求出解算參數之後，可在Excel中，進行其餘坐標的轉換。
上次筆者用此法進行過80和54坐標的轉換，由於當時沒有多餘的點可供驗證和平差，所以轉換精度不得而知，但轉換之後各點的相對位置不變。估計，實際的轉換誤差應該是10m量級的。
還有一些情況是先將大地坐標轉換 為直角坐標，然後進行相關轉換。
④ 高斯平面直角坐標與地理坐標有何區別
地理坐標是一種空間坐標系，而高斯是平面的。也就是認為的將橢圓的坐標點投影到平面上，於是就產生了高斯平面直角坐標。
⑤ 請教一下：大地坐標，地理坐標，平面直角坐標三者的區別
大地坐標系是大地測量中以參考橢球面為基準面建立起來的坐標系。地面點的位置用大地經度、大地緯度和大地高度表示。大地坐標系的確立包括選擇一個橢球、對橢球進行定位和確定大地起算數據。一個形狀、大小和定位、定向都已確定的地球橢球叫參考橢球。參考橢球一旦確定，則標志著大地坐標系已經建立。 是以地球橢球赤道面和大地起始子午面為起算面並依地球橢球面為參考面而建立的地球橢球面坐標系。它是大地測量的基本坐標系，其大地經度L、大地緯度B和大地高H為此坐標系的3個坐標分量。它包括地心大地坐標系和參心大地坐標系。 地理坐標系，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。例如,全國1∶25萬地形圖就是採用在克拉 索夫斯基橢球體上的高斯－克呂格投影。包括高斯平面直角坐標系和獨立平面直角坐標系。通常選擇：高斯投影平面(在高斯投影時)或測區內平均水準面的切平面(在獨立地區測量時)作為坐標平面；縱坐標軸為y軸，向上(向北)為正；橫坐標軸為x軸，向右(向東)為正；角度(方位角)從x軸正向開始按順時針方向量取，象限也按順時針方向編號。
⑥ 經緯度坐標和地理坐標有什麼不同,怎麼轉換
一看就不同啊，經緯度帶度分秒上標和NESW的。
地理坐標系，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。
最常用的地理坐標系是經緯度坐標系，這個坐標系可以確定地球上任何一點的位置，如果我們將地球看作一個球體，而經緯網就是加在地球表面的地理坐標參照系格網，經度和緯度是從地球中心對地球表面給定點量測得到的角度，經度是東西方向EW，而緯度是南北方向NS，經線從地球南北極穿過，而緯線是平行於赤道的環線
需要說明的是經緯度坐標系不是一種平面坐標系，因為度不是標準的長度單位，不可用其量側面積長度
平面坐標系（又稱笛卡兒坐標系），因其具有以下特性：可量測水平X方向和豎直Y方向的距離，可進行長度、角度和面積的量測，可用不同的數學公式將地球球體表面投影到二維平面上而得到廣泛的應用，而每一個平面坐標系都有一特定的地圖投影方法。
平面直角坐標網的坐標系以中央經線投影後的直線為X軸，以赤道投影後的直線為Y軸，它們的交點為坐標原點。這樣，坐標系中就出現了四個象限。縱坐標從赤道算起向北為正、向南為負；橫坐標從中央經線算起，向東為正、向西為負
大地測量中以參考橢球面為基準面。地面點P的位置用大地經度L、大地緯度B和大地高H表示。當點在參考橢球面上時，僅用大地經度和大地緯度表示。
在地形圖上，經緯線只以圖廓線的形式直接表現出來，並在圖角處注出相應度數。為了在用圖時加密成網，在內外圖廓間還繪有加密經緯網的加密分劃短線(圖式中稱「分度帶」)，必要時對應短線相連就可以構成加密的經緯線網。
⑦ 高斯平面直角坐標與地理坐標有何區別
工程測量學上,地理坐標系是一個空間上的坐標系,是表示地麵店在旋轉橢球面上的位置,用大地經度L和大地緯度B表示.但是在局部測量中,最好在平面上進行,所以又了高斯平面直角坐標,就是先把地球按經度分成帶（從首子午線...
⑧ 經緯度坐標和地理坐標有什麼不同，怎麼轉換
在大地測量學中,坐標系分為兩大類：地心坐標系和參心坐標系.
地心坐標系是坐標系原點與地球質心重合的坐標系,參心坐標系是坐標系原點位於參考橢球體中心,但不與地球質心重合的坐標系.
我國使用的1954北京坐標系,1980西安坐標系都屬於參心坐標系.GPS中使用的世界大地坐標系WGS－84屬於地心坐標系,我國最近開始啟用的中國大地坐標系2000（即CGCS2000）,也屬於地心坐標系.
以上兩大類坐標系都有下列幾種表達形式：
1.空間大地坐標系,即大地經緯度（B,L,H）形式
2.空間直角坐標系,即三維空間坐標（X,Y,Z）形式
3.投影平面直角坐標系.即二維平面坐標（x,y,h）形式
在工程測量和施工中,我國普遍使用的是1954北京或1980西安的高斯投影平面直角坐標系.
但為滿足工程施工精度要求,通常會在測區建立獨立的地方坐標系,且獨立地方坐標系都能夠通過轉換公式換算為國家統一的坐標繫上,如1954北京坐標系或1980西安坐標系.樓主說的施工圖紙上面標的那個是測量坐標可能是
國家平面直角坐標系和獨立的地方平面坐標系之一.
⑨ 投影坐標系和地理坐標系有什麼區別
主要有以下幾點區別：
1、地理坐標系統是一種球面坐標，而投影坐標系統是平面坐標
2、投影坐標系統在二維平面上有恆定的長度、角度和面積
3、投影坐標系統是由地理坐標投影到平面坐標上形成的