『壹』 常見的坐標系種類
我知道的有:世界坐標系,相機坐標系,圖像坐標系。在測量環境中需要選擇一個參考坐標系來描述相機機和被測物體的位置,該坐標系稱為世界坐標系。相機機坐標系的原點為相機光心,x軸與y軸與圖像的x,y軸平行,z軸為攝像機光軸,它與圖像平面垂直。世界坐標系和相機坐標系之間的關系可用旋轉矩陣r與平移向量t來描述。圖像坐標系表示像素位於數字圖像的列數和行數。
一般來講,GPS直接提供的坐標(B,L,H)是1984年世界大地坐標系(Word Geodetic System 1984即WGS-84)的坐標,其中B為緯度,L為經度,H為大地高即是到WGS-84橢球面的高度。而在實際應用中,我國地圖採用的是1954北京坐標系或者1980西安坐標系下的高斯投影坐標(x,y,),不過也有一些電子地圖採用1954北京坐標系或者1980西安坐標系下的經緯度坐標(B,L),高程一般為海拔高度h。
GPS的測量結果與我國的54系或80系坐標相差幾十米至一百多米,隨區域不同,差別也不同,經粗落統計,我國西部相差70米左右,東北部140米左右,南部75米左右,中部45米左右。現就上述幾種坐標系進行簡單介紹,供大家參閱,並提供各坐標系的基本參數,以便大家在使用過程中自定義坐標系。
『貳』 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。
『叄』 地理坐標的種類
地理坐標
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地理坐標是用緯度、經度表示地面點位置的球面坐標。地理坐標系以地軸為極軸,所有通過地球南北極的平面均稱為子午面。地理坐標,就是用經緯度表示地面點位的球面坐標。在大地測量學中,對於地理坐標系統中的經緯度有三種提法:天文經緯度、大地經緯度和地心經緯度。[1]
中文名
地理坐標
外文名
Geographic Coordinates
適用學科
大地測量學
應用領域
測繪科學與技術
組成要素
緯度,經度
快速
導航
分類
應用
定義
子午面與地球橢球面的交線,稱為經線或子午線。國際上統一規定以通過英國倫敦格林威治天文台的經線為起始經線(0°),也叫本初子午線。從起始經線開始,向東、西各以180°計算,向東稱東經,向西稱西經。所有通過地軸的平面,都和地球表面相交而成為(橢)圓,這就是經線圈,每個經線圈都包括兩條相差180度的經線。所有經線都在兩極交會,呈南北方向,長度也彼此相等。經差1°在赤道上的緯線長約111km[2] 。
所有垂直於地軸的平面與地球橢球面的交線,稱為緯線。赤道緯度為零,赤道以北為北緯,以南為南緯,向北向南各分90°。緯度不同的緯線長度不相等。經差1°的緯線弧長為111cosB(km),式中B為緯度[2] 。
經緯線相互交織構成經緯網,以經度、緯度表示地面上點的位置的球面坐標稱為地理坐標。例如:我國首都北京位於北緯40度和東經116度的交點附近,昆明位於北緯25度和東經103度的交點附近。
由地球橢球體上任一點引一垂直於該點地平線的直線,其與赤道面相交所構成的夾角稱為地理緯度。任一點所在經線圈與起始經線圈間的夾角稱為該點的地理經度。地球上或地圖上的點位表示為M(L,B)。在地圖上以內圖廓和經緯網(或分度帶)形式表示。在大於1∶10萬地形圖上,地理坐標網以圖廓形式表現,圖廓四角注記經緯度數值,內外圖廓間繪有分度帶。在小比例尺地圖上和小於1∶20萬地形圖上,一般都直接繪有地理坐標網,並注有相應的經緯度數值,以此確定地區或地面點的地理位置。
分類
地理坐標分為天文坐標系、大地坐標系與地心坐標系。
(1)天文坐標系
天文坐標系是以鉛垂線為基準、以大地水準面為基準面建立的坐標系,它以天文經緯度(λ,ψ)表示地面點在大地水準面上的位置,其中天文經度λ是觀測點天頂子午面與格林尼治天頂子午面間的二面角,地球上定義為本初子午面與觀測點之間的二面角;天文緯度ψ定義為鉛垂線與赤道平面間的夾角。
(2)大地坐標系
大地坐標系是以橢球面法線為基準線,以參考橢球面為基準面建立的坐標系,它以大地坐標(L,B,h)表示地面點在參考橢球面上的位置,其中大地經度L為參考橢球面上某點的大地子午面與本初子午面間的二面角,大地緯度B為參考橢球面上某點的法線與赤道平面的夾角,北緯為正,南緯為負;為h為大地高,即從觀測點沿橢球法線方向到橢球面的距離[3] 。我國常用坐標系為1954北京坐標系、1980國家大地坐標系以及2000國家大地坐標系(CGCS2000)。
(3)地心坐標系
地心坐標系是地固坐標系的一種,是指以總地球橢球為基準、原點與質心重合的坐標系,它與地球體固連在一起,與地球同步運動。[3] 它以(L,B)來表示點的位置,其中L為地心經度,與大地經度一致;B為地心緯度,指參考橢球面上觀測點與橢球質心或中心連線與赤道面之間的夾角。
應用
隨著高科技的發展,人們對確定空中目標位置的准確性提出了更高的要求,例如雷達監測目標位置的地理坐標已經廣泛應用於各種科技領域。然而在實際應用中,針對不同的設計計算需求,結合各種坐標系的特點,必須對地理坐標進行轉換,以便於利用和進行輔助決策。例如,在大地測量學中,常用天文經緯度定義地理坐標;地圖學中以大地經緯度定義地理坐標,而在地圖學研究及地圖學的小比例尺制圖中,通常將橢球體當成正球體,採用地心經緯度。
參考資料
[1] 朱良 韓雪培.新編地圖學教程.高等教育出版社,2008.4
[2] 王光霞.地圖設計與編繪.測繪出版社,2011年
[3] 孔祥元,郭際明,劉宗泉.大地測量學基礎.武漢大學出版社,2016年
『肆』 地理坐標系和大地坐標系的區別
一、性質不同
1、地理坐標系(GeographicCoordinateSystem),是使用三維球面來定義地球表面位置,以實現通過經緯度對地球表面點位引用的坐標系。
2、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。
二、作用不同
1、地理坐標系:定義了地表點位的經緯度,並且根據其所採用的參考橢球體參數還可求得點位的絕對高程值。
2、大地坐標系:是大地測量的基本坐標系,它是大地測量計算,地球形狀大小研究和地圖編制等的基礎。
(4)各個地理坐標系有什麼區別嗎擴展閱讀
我國大地坐標系經歷了幾次重要變化。
1、建國初期,為滿足國家經濟建設和國防建設的急需,在天文大地網邊布設邊平差的基礎上建立了1954北京坐標系。
2、20世紀80年代,在全國天文大地網整體平差的基礎上建成了1980西安坐標系。
3、20世紀末至21世紀初,在中國地殼運動觀測網路、全國UPS一/二級網和全國UPSA/B級網等整體平差的基礎上又建成了新一代國家大地坐標系—2000中國大地坐標系。
『伍』 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
『陸』 赤道坐標系和地理坐標系有什麼區別怎麼轉化
一、赤道坐標系
赤道坐標系是一種天球坐標系。過天球中心與地球赤道面平行的平面稱為天球赤道面,它與天球相交而成的大圓稱為天赤道。赤道面是赤道坐標系的基本平面。天赤道的幾何極稱為天極,與地球北極相對的天極即北天極,是赤道坐標系的極。經過天極的任何大圓稱為赤經圈或時圈;與天赤道平行的小圓稱為赤緯圈。作天球上一點的赤經圈,從天赤道起沿此赤經圈量度至該點的大圓弧長為緯向坐標,稱為赤緯。赤緯從0°到±90°計量,赤道以北為正,以南為負。赤緯的餘角稱為極距,從北天極起,從0°到180°計量。
由於所取主點以及隨之而來的經向坐標的不同,赤道坐標系又分第一赤道坐標系和第二赤道坐標系。第一赤道坐標系又稱時角坐標系,與觀測者有關。主點取為天赤道與觀測者的天頂以南那段子午圈的交點。從主點起沿天赤道量到天球上一點的赤經圈與天赤道交點的弧長為經向坐標,稱為時角。時角從0°到±180°或從0h到±12h計量,向東為負,向西為正。天體因周日視運動,時角不斷變化。第二赤道坐標系或簡稱赤道坐標系,主點取為春分點。從春分點起沿天赤道逆時針向量到天球上一點的赤經圈與天赤道交點的弧長為經向坐標,稱為赤經。赤經從0°到360°或從0h到24h計量。天體的赤經和赤緯,不因周日視運動或不同的觀測地點而改變,所以各種星表通常列出它們。
二、地理坐標系
地理坐標系,是使用三維球面來定義地球表面位置,以實現通過經緯度對地球表面點位引用的坐標系。一個地理坐標系包括角度測量單位、本初子午線和參考橢球體三部分。
地理坐標系依據其所選用的本初子午線、參考橢球的不同而略有區別。
地理坐標系可以確定地球上任何一點的位置。首先將地球抽象成一個規則的逼近原始自然地球表面的橢球體,稱為參考橢球體,然後在參考橢球體上定義一系列的經線和緯線構成經緯網,從而達到通過經緯度來描述地表點位的目的。需要說明的是經緯地理坐標系不是平面坐標系,因為度不是標準的長度單位,不可用其直接量測面積長度。
經緯度通常分為天文經緯度、大地經緯度和地心經緯度。常用的經度和緯度是從地心到地球表面上某點的測量角。通常以度或百分度為單位來測量該角度。
在球面系統中,水平線(或東西線)是等緯度線或緯線。垂直線(或南北線)是等經度線或經線。這些線包絡著地球,構成了一個稱為經緯網的格網化網路。
位於兩極點中間的緯線稱為赤道。它定義的是零緯度線。零經度線稱為本初子午線。對於絕大多數地理坐標系,本初子午線是指通過英國格林尼治的經線。其他國家/地區使用通過伯爾尼、波哥大和巴黎的經線作為本初子午線。經緯網的原點 (0,0) 定義在赤道和本初子午線的交點處。這樣,地球就被分為了四個地理象限,它們均基於與原點所成的羅盤方位角。南和北分別位於赤道的下方和上方,而西和東分別位於本初子午線的左側和右側。
通常,經度和緯度值以十進制度為單位或以度、分和秒 (DMS) 為單位進行測量。緯度值相對於赤道進行測量,其范圍是 -90°(南極點)到 +90°(北極點)。經度值相對於本初子午線進行測量。其范圍是 -180°(向西行進時)到 180°(向東行進時)。如果本初子午線是格林尼治子午線,則對於位於赤道南部和格林尼治東部的澳大利亞,其經度為正值,緯度為負值。
地理坐標系定義了地表點位的經緯度,並且根據其所採用的參考橢球體參數還可求得點位的絕對高程值。