地理如何確定坐標系

1. 用坐標表示地理位置 地理坐標怎麼表示

（1）選擇一個適當的參照點為原點建立直角坐標系，並確定x軸、y軸的正方向；

（2）根據具體問題確定適當的比例尺在坐標軸上標出長度單位；

（3）在坐標平面內畫出這些點，並寫出各點的坐標和各個地點的名稱。

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。

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一、地理坐標定義：

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。

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。

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。

二、分類：

（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。我國目前常用坐標系為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。

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。

2. 地理位置怎麼定位坐標

地理位置定位坐標的方法如下：

准備材料：電腦、網路

1、在電腦上打開瀏覽器，在瀏覽器里打開網路地圖網頁；

3. 地理坐標是如何建立的

地理坐標是用喊坦經度、緯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。子午面與地球橢球面的交線，稱為子午線或經線。所有通過地軸的平面，都和地球表面相交而成為圓，這就是經線圈。一條經線是一個半圓弧。所有垂直於地培滲森軸的平面與地球橢球面的交線，稱為緯線。緯線是半徑不同的圓，其中半徑最大的緯線稱為赤道。在地球儀上，通過倫敦格林威治天文台原址的那條經線稱為0度經線，也叫本初子午線。在地球儀上，同赤道平行的線叫緯線，緯線指示東西方向，所有緯線長度不相等，緯線標注的度數就是緯度；赤道緯度為零，赤道以北為北緯，以南為南緯。在地球儀上，經緯線相互交織構成經緯網，用經度、緯度表示地面上點配畝的位置叫地理坐標。

4. 怎麼確定一張地形圖是採用的什麼坐標系

紙質地圖，直接查看圖例；
電子地圖，就可以通過載入到相應的軟體查看即可（一般而言，坐標系是常規必須項，應該都具備的）；以ArcGIS為例，將矢量文件載入後，右擊「Properties」--「Source」，就可以看到源文件的Coordinate System。

5. 測量坐標系的確定

（一）我國常用的大地坐標系

在大地測量中，通常採用的坐標系有兩種：地球坐標系和天球坐標系。地球坐標系是固定在地球上並和地球一起自轉和公轉，天球坐標系是不和地球一起自轉但和地球一起公轉的坐標系。地球坐標系又可分為參心坐標系和地心坐標系。參心坐標系是各國為了研究地球一部分表面和大小，在使地面數據歸算到橢球各項改正數最小的原則下選擇和局部區域的大地水準面最為密合的橢球作為參考橢球建立的坐標系。其定義為：原點位於參考橢球中心O,Z 軸平行於參考橢球的旋轉軸，X 軸指向大地起始子午面，Y軸垂直於X OZ 平面，構成右手坐標系。由於參考橢球的中心與地球的質心不一致，參心坐標系又稱相對坐標系。地心坐標系的坐標原點O 設在大地體的質量中心，用相互垂直的X,Y,Z 三個軸來表示，X 軸與首子午面與赤道面的交線重合，向東為正；Z 軸與地球旋轉軸重合，向北為正；Y軸與XZ 平面垂直構成右手系。我國目前常用的大地坐標系有1954年北京坐標系、1980西安坐標系、WGS84坐標系和2000國家大地坐標系。其中，1954年北京坐標系、1980 西安坐標系屬於參心坐標系，WGS84 坐標系、2000國家大地坐標系屬於地心坐標系。

1.1954年北京坐標系

1954年北京坐標系為參心大地坐標系，長半軸6378245米，扁率1/298.3，大地上的一點可用經度L54、緯度B54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。

新中國成立以後，我國大地測量進入了全面發展時期，在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。由於當時的政治趨向，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。隨著測繪工作的推進，1954年北京坐標系存在的缺陷限制了測繪質量的提高：採用的前蘇聯克拉索夫斯基橢球參數有較大誤差，與現代精確的橢球參數相比，長半軸約大105米；參考橢球面與我國大地水準面符合較差，自西向東呈明顯系統性傾斜，使得大比例尺地圖反映地面的精度受到影響；全國是多個平差網，坐標系總體精度差，個別地方誤差達100多米。

新北京54坐標系是在1980西安坐標系基礎上將基於1975國際橢球的1980西安坐標系成果數據整體轉換為基於克拉索夫斯基橢球的坐標值，並將西安1980坐標系原點平移得到的，新北京54坐標系綜合1980西安坐標系和1954年北京坐標系而建，採用多點定位，定向明確，與1980西安坐標系平行，但橢球面與大地水準面不是最佳密合，大地原點與1980西安坐標系相同，但大地起算數據不同，新北京54坐標系與1954年北京坐標系之間並無全國統一參數，只能局部轉換。但與1980西安坐標系有統一參數。這種坐標系平常使用率極低。

2.1980 西安坐標系

為了克服1954年北京坐標系存在的缺陷，1982年全國完成天文大地網整體平差，建立了1980西安坐標系。1980西安坐標系原點在我國中部陝西省涇陽縣永樂鎮，橢球參數採用IUGG1975年大會推薦的參數，長半軸6378140米，扁率1∶298.257，該橢球參數既確定了地球的幾何形狀又表明了地球的基本物理特徵，將大地測量與大地重力的基本參數統一，與天文常數系統中的地球橢球參數完全一致；該坐標系為參心坐標系，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；橢球採用多點定位，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，與我國大地水準面吻合較好；基準面採用青島港驗潮站1952～1979年確定的黃海平均海水面（即1985國家高程基準）；我國天文大地網平差方案先進、歸算嚴格、成果精度高。由此可見，1980西安坐標系更符合我國國情。從20世紀80年代中期開始，我國完成的基礎地理和地形測量，包括目前的標准圖幅1∶50000數字地形圖、1∶250000數字地形圖均採用1980西安坐標系。

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。WGS-84坐標系，長半軸6378137米，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，致使全國各地並不存在一致的轉換參數。對於這種轉換，一般採用GPS聯測已知點，應用GPS軟體自動完成坐標的轉換。如果條件不許可，但是有足夠的重合點，可以進行人工解算。

4.2000國家大地坐標系

為了適應社會經濟和科學發展的需要並與國際接軌，我國在2008年又建立了2000國家大地坐標系。經國務院批准，從2008年7月1日起，啟用2000國家大地坐標系。以地球質量中心為原點的坐標系統，可以大幅度提高測量精度。地心坐標系下，大地控制點的精度比現行參心坐標系的精度提高10倍。目前，利用空間技術得到的定位成果和影像數據都是地心坐標系為參照系，採用地心坐標系可以更好的闡明地球上各種地理物理現象，特別是空間物體的運動。2000國家大地坐標系的原點包括海洋和大氣整個地球的質量中心，Z 軸指向歷元2000.0地球參考極方向。（在天文學上，歷元是為指定天球坐標或軌道參數而規定的某一特定時刻。在天文學和衛星定位中，所獲數據對應的時刻也稱為歷元。）該歷元的指向由國際時間局給定的1984.0作為初始指向來推算，定向的時間演化保證相對於地殼不產生殘余的全球旋轉。X 軸由原點指向格林尼治參考子午線與地球赤道面的交點，Y軸與Z 軸、X 軸構成右手坐標系。長半軸a=6378137米，扁率1/298.257222101，地心引力常數GM=3.98604 418×10¹⁴立方米/秒平方，地球自轉角速度ω＝7.292115×10^﹣5弧度/秒，是國際大地測量和物理聯合會1979推薦的地球橢球。目前，2000坐標系國家大地控制點數量很少，在很多地區還沒有建立大地控制點；現有的海量的測繪數據和基礎地理成果採用的是1980西安坐標系，轉換為2000坐標系需要有一個過程。有鑒於此，國家對2000坐標系設置了10年的過渡期。

（二）我國的高程系統

高程基準是推算國家統一高程式控制制網中所有水準高程的起算依據，它包括一個水準基面和一個永久性水準原點。國家高程基準是根據驗潮資料確定的水準原點高程及其起算面。目前我國常見的高程系統主要包括1956年黃海高程系、1985國家高程基準、吳凇高程基準、珠江高程基準等。

1.1956年黃海高程系

1956年我國根據基本驗潮站應具備的條件選擇青島驗潮站作為我國的基本驗潮站，它位於我國海岸線中部，沒有江河入海口，外海海面開闊，無密集島嶼和淺灘，海底平坦，水深10米左右，驗潮井建立在地質結構穩定的基岩上。1956年9月4日國務院批准《中華人民共和國大地測量法式（草案）》首次建立的國家高程基準為1956年黃海高程系統，該原點1956年黃海高程系的計算高程為72.289米。

2.1985國家高程基準

1956年黃海高程系的建立對同一全國高程有重要意義，但是從潮汐變化周期看，1956年黃海高程系採用的驗潮資料時間較短，不到一個潮汐變化周期（一個潮汐變化周期是18.61年），資料中含有粗差值。確定1985國家高程基準所依據的驗潮資料是1952～1979年青島驗潮站的數據，利用中數法的計算值推算出來的，1987年國家測繪局公布中國高程基準面啟用1985國家高程基準，同時廢止1956年黃海高程系。由於新發布的國家一等水準網點是以「1985國家高程基準」起算的，各級水準測量、三角高程測量、工程測量盡可能與新發布的一等水準網聯測。如果不便於聯測，也可採用全國統一的換算關系。我國不同高程系統的換算關系：

「1985國家高程基準」＝「1956年黃海高程」﹣0.029米

「1956年黃海高程」＝「吳凇高程基準」－1.688米

「1956年黃海高程」＝「珠江高程基準」＋0.586米

「珠江高程基準」＝「1985國家高程基準」﹣0.557米

「廣州高程基準」＝「1985國家高程系」＋4.26米

「渤海高程」＝「1985國家高程系」﹣3.048米

「波羅的海高程」為前蘇聯國家高程系統，我國新疆境內尚有部分水文站一直使用該高程系，其與1956年黃海高程的換算關系為：

「波羅的海高程」＝「1956年黃海高程」﹣0.74米

此外，香港目前採取的高程基準為1980年確定的HKPD，為「平均海面「之下約1.23米。台灣高程基準以基隆港平均海水面為高程基準面。

本次礦業權實地核查礦業權證上的標高上限和下限是1956年黃海高程基準，根據礦政管理需要，可以直接看做是1985國家高程基準，不必進行換算。控制點能收集到1985國家高程基準的直接使用，原有控制點使用其他高程基準的，可按上述關系換算。

（三）高斯－克呂格投影和橫軸墨卡托投影

由於地球是一個赤道略寬兩極略扁的不規則的梨形球體，故其表面是一個不可展平的曲面。把地球表面的任意點，利用一定數學法則，轉換到地圖平面上的理論和方法，稱為地圖投影。目前常用的投影方法有高斯－克呂格投影、橫軸墨卡托投影（正軸等角圓柱投影）等。

1.高斯－克呂格投影

高斯－克呂格投影（Gauss-Krüger projection）簡稱「高斯投影」，又名「等角橫切橢圓柱分帶投影」，屬於地球橢球面和平面間正形投影的一種。由德國數學家、物理學家、天文學家高斯（1777～1855）於19世紀20年代擬定，後經德國大地測量學家克呂格（1857～1928）於1912年對投影公式加以補充。該投影按照投影帶中央子午線投影為直線且長度不變和赤道投影為直線的條件，得到高斯－克呂格投影公式。投影後，除中央子午線和赤道為直線外，其他子午線均為對稱於中央子午線的曲線。設想用一個橢圓柱橫切於橢球面上投影帶的中央子午線，按上述投影條件，將中央子午線兩側一定經差范圍內的橢球面正形投影於橢圓柱面。將橢圓柱面沿過南北極的母線剪開展平，即為高斯投影平面。取中央子午線與赤道交點的投影為原點，中央子午線的投影為縱坐標X 軸，赤道的投影為橫坐標Y軸，構成高斯－克呂格平面直角坐標系。

高斯－克呂格投影在長度和面積上變形很小，中央經線無變形，自中央經線向投影帶邊緣，變形逐漸增加，變形最大之處在投影帶內赤道的兩端。由於其投影精度高，變形小，而且計算簡便（各投影帶坐標一致，只要算出一個帶的數據，其他各帶都能應用），因此通常在大比例尺地形圖中應用，能在圖上進行精確的量測計算。高斯－克呂格投影分帶：按一定經差將地球橢球面劃分成若干投影帶，這是高斯投影中限制長度變形的有效方法。分帶時既要控制長度變形使其不大於測圖誤差，又要使帶數不致過多以減少換帶計算工作，據此原則將地球橢球面沿子午線劃分成經差相等的瓜瓣形地帶，以便分帶投影。通常按經差6°或3°分為6°帶或3°帶（圖4-1）。

圖4-1 高斯－克呂格投影分帶示意圖

國家規定1∶250000以下比例尺地形圖採用60帶投影，1∶10000以上地形圖採用3°帶投影。6°帶自0°子午線起每隔經差6°自西向東分帶，帶號依次編為第1、2、…、6°帶。3°帶是在6°帶的基礎上分成的，它的中央子午線與6°帶的中央子午線和分帶子午線重合，即自1.5°子午線起每隔經差3°自西向東分帶，帶號依次編為3°帶第1、2、…、120帶。我國的經度范圍西起73°東至1350，可分成6°帶11個，各帶中央經線依次為75°、81°、87°、…、117°、123°、129°、135°，或3°帶22個。高斯－克呂格投影是按分帶方法各自進行投影，故各帶坐標成獨立系統。以中央經線投影為縱軸（X），赤道投影為橫軸（Y），兩軸交點即為各帶的坐標原點。縱坐標以赤道為零起算，赤道以北為正，以南為負。我國位於北半球，縱坐標均為正值。橫坐標如以中央經線為零起算，中央經線以東為正，以西為負，橫坐標出現負值，使用不便，故規定將坐標縱軸西移500千米當做起始軸，凡是帶內的橫坐標值均加500千米。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，為了區別某一坐標系統屬於哪一帶，在橫軸坐標前加上帶號，如（4231898米，21655933米），其中21即為帶號，4231898米即為點到赤道的弧長，655933米－500000米為點離開中央子午線123°的弧長。

高斯直角坐標系與數學中的笛卡爾坐標系不同，如圖4-2所示。高斯直角坐標系縱坐標為X 軸，橫坐標為Y軸，α叫做方位角，坐標象限為順時針劃分四個象限。角度起算是從X 軸的北方向開始，順時針計算。這些定義都與數學上和計算機軟體的定義不同。這樣的做法是為了將數學上的三角和解析幾何公式直接用到測量的計算上。

圖4-2 高斯直角坐標系與笛卡爾坐標系的比較

2.橫軸墨卡托投影

某些國外的軟體如ArcINFO 或國外儀器的配套軟體如多波束的數據處理軟體等，往往不支持高斯－克呂格投影，但支持UTM 投影，因此常有把UTM 投影坐標當做高斯－克呂格投影坐標提交的現象。UTM 投影全稱為「通用橫軸墨卡托投影」，是等角橫軸割圓柱投影（高斯－克呂格為等角橫軸切圓柱投影），圓柱割地球於南緯80°、北緯84°兩條等高圈，該投影將地球劃分為60個投影帶，每帶經差為6°，已被許多國家作為地形圖的數學基礎。UTM 投影與高斯投影的主要區別在南北格網線的比例系數上，高斯－克呂格投影的中央經線投影後保持長度不變，即比例系數為1，而UTM 投影的比例系數為0.9996。UTM 投影沿每一條南北格網線比例系數為常數，在東西方向則為變數，中心格網線的比例系數為0.9996，在南北縱行最寬部分的邊緣上距離中心點大約363千米，比例系數：1.00158。高斯－克呂格投影與UTM 投影可近似採用X_UTM＝0.9996×X_高斯，Y_UTM=0.9996×Y_高斯進行坐標換算。UTM投影自西經180°起每隔經差6°自西向東分帶，第1帶的中央經度為﹣1770，因此高斯－克呂格投影的第1帶是UTM的第31帶。此外，兩投影的東偽偏移都是500千米，高斯－克呂格投影北偽偏移為零，UTM 北半球投影北偽偏移為零，南半球則為10000千米。

（四）礦業權實地核查坐標系的確定

本次礦業權實地核查測量採用1980西安坐標系，1985國家高程基準。所有實測成果提供3°帶成果，坐標橫跨兩帶的提供面積較大的一帶成果。主要基於以下考慮：

（1）1954年北京坐標系是前蘇聯1942年坐標網在中國的延伸，和現代通用的橢球體參數差別大，全國是多個網分區平差，分區提供成果。其長軸和現代地球橢球誤差達100多米，坐標系總體精度差。特別是各網的接邊處，其最大接邊誤差可達10多米，使用1954年北京坐標系是當時的歷史條件決定的，現在不宜再繼續採用。

（2）1980西安坐標系採用國際IUGG（國際大地測量和地球物理學聯合會）推薦的1975橢球體，更加符合科學技術的發展。與1979年推薦橢球除了長軸小了3米，其他3個參數值完全一致。採用了JYD1968.0固定平極作為地極坐標原點，用光學觀測技術確定的地極參考系的精度大致為±0.1″。橢球面與似大地水準面在我國境內最為密合。

（3）現有的權威基礎地理數據全部採用1980西安坐標系。從20世紀80年代末我國測繪工作開始採用1980西安坐標系，國家測繪局2000年以來提供的1∶10000、1∶50000基礎地理資料庫為1980西安坐標系，尤其是對礦政管理至關重要的行政區劃勘界成果均採用1980西安坐標系。另外在礦政管理的審批中，有關的規劃圖件及已經啟動的全國第二次土地調查等工作也都採用1980西安坐標系。在所有礦業權都進行實測的大前提下，採用1980西安坐標系和1954年北京坐標系的測量工作量基本上是一樣的。同時，通過本次實測還可求出各礦業權范圍這兩種坐標系的精確轉換參數，為統一的坐標轉換奠定基礎。

（4）採用2000國家大地坐標系的條件尚不成熟，將來由1980西安坐標系轉換為2000坐標系是比較容易的。

（5）1956年黃海高程系已經廢止，國家測繪局不再提供1956年黃海高程系的高程。

6. 如何在地形圖上確定地面點的空間坐標

在有經緯度線與等高線標注的地圖上，才有可能確定一個地面點的確定的空間坐標。在地圖上對照對已有經緯線的偏離程度以及對相鄰兩等高線間的位置，讀出該點的空間位置（經緯度及海拔高度），經常使用地圖的有專用的比例尺可以直接量度出數據。
或者，在地圖上決定一點作為坐標原點，按左東右西、上北下南的規矩建立坐標系，然後確定其他店對應原點的坐標位置。得到點的相對坐標。

7. 怎麼看地理坐標

赤道以北為北半球，赤道以南為南半球，東西半球分界線以20°W，160°E的經線圈劃分，20°W向東到160°E為東半球，20°W向西到160°E為西半球。

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。

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。

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。

8. 地理坐標系

地理坐標系，是使用三維球面雀御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。

一頃答岩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。在球面系統中，水平線是等緯度線或緯線。垂直線是等經度線或經線。

地理坐標系依據其所選用的本初子午線、參考橢舉粗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。