坐标如何转换地理坐标

㈠ 常用坐标系的相互转换

1.惯性坐标系（i系）－地球坐标系（e系）

如图3-2-3所示，地球直角坐标系0x^ey^ez^e为地固坐标系（简称e系），0xⁱyⁱyⁱ为惯性坐标系（简称i系）。ω为地球自转角速度。

地球直角坐标系0x^ey^ez^e相对惯性参照系的转动角速度就是地球的自转角速度ω。

航空重力勘探理论方法及应用

则有e系至i系的坐标变换矩阵为：

航空重力勘探理论方法及应用

2.地球坐标系（e系）－当地地理坐标系（n系）

如图3-2-4所示，地理坐标系的原点就是载体所在点，zⁿ轴沿当地参考椭球的法线指向向外，xⁿ轴与yⁿ轴均与zⁿ垂直；即在当地水平面内，xⁿ轴沿当地纬度线指向正东，yⁿ轴沿当地子午线指向正北。按照这样的定义，地理坐标系的zⁿ轴与地球赤道平面的夹角就是当地地理纬度，zⁿ轴与yⁿ轴构成的平面就是当地子午面。zⁿ轴与xⁿ轴构成的平面就是当地卯酉面。xⁿ轴与yⁿ轴构成的平面就是当地水平面。

地理坐标系的三根轴可以有不同的选取方法。图3-2-5所示的地理坐标系是按“东、北、天”为顺序构成的右手直角坐标系。除此之外，还有按“北、西、天”或“北、东、地”为顺序构成的右手直角坐标系。

图3-2-4 地球坐标系与当地地理坐标系

图3-2-5 载体运动引起的地理坐标系转动

地球坐标系先绕z^e转动λ角，得到0^ex’y’z^e，再绕y’转动（270°－φ），即得到当地地理坐标系（Gopal M,1984）。因此地球坐标系与当地地理坐标系之间的转换矩阵

为：

航空重力勘探理论方法及应用

式中：φ为地理纬度；λ为地理经度。

当载体在地球表面运动时，载体相对地球的位置不断发生变化，地球上不同地点的地理坐标系相对地球的角位置是不同的。也就是说，载体的运动将引起地理坐标系相对地球坐标系转动。如果考察地理坐标系相对惯性坐标系的转动角速度，应当考虑两种因素：一是地理坐标系随载体运动时相对地球坐标系的转动角速度；二是地球坐标系相对惯性参照系的转动角速度。

假设载体沿水平面航行（如飞机），所在地点的纬度为φ，航速为v，航向为H。将航速分解为沿地理坐标系北东两个分量：

航空重力勘探理论方法及应用

航速的北分量v_N引起地理坐标系绕着平行于地理东西方向的地心轴相对地球转动，其转动角速度为（见图3-2-5）：

航空重力勘探理论方法及应用

航速的东向分量v_E引起地理坐标系绕着极轴相对地球转动，其转动角速度为：

航空重力勘探理论方法及应用

参考椭球上各点的子午圈半径R_M和卯酉圈半径R_N的计算公式为：

航空重力勘探理论方法及应用

式中：R为参考椭球的地球长半径；e为参考椭球的第一偏心率。

将角速度

和

平移到地理坐标系的原点，并投影到地理坐标系各轴上，可得：

航空重力勘探理论方法及应用

式中：

表示n系相对e系的角速度在n系Xⁿ轴（Yⁿ轴、Zⁿ轴）上的分量。上式表明，航行速度将引起地理坐标系绕地理东向、北向和垂直方向相对地球坐标系转动。

地球坐标系相对惯性参照系的转动是地球自转引起的。把地球自转角速度ω平移到地理坐标系的原点，并投影到地理坐标系的各轴上，可得：

航空重力勘探理论方法及应用

上式表明，地球自转将引起地理坐标系绕地理北向和垂线方向相对惯性参照系转动。

综合考虑地球自转和载体的航行影响，地理坐标系相对惯性参考系的转动角速度在地理坐标系各轴上的投影表达式为：

航空重力勘探理论方法及应用

在分析陀螺仪和惯性导航系统时，地理坐标系是要经常使用的坐标系。例如，陀螺罗经用来重现子午面，其运动和误差就是相对地理坐标系而言的。在指北方位平台式惯导中，采用地理坐标系作为导航坐标系，平台所模拟的就是地理坐标系。

3.当地地理坐标系（n系）－载体坐标系（b系）

当地地理坐标系可通过绕载体坐标系Z^b轴转动方位角A、绕y^b轴转动俯仰角θ，和绕x^b轴转动滚动角φ来实现其到载体坐标系的转换（捷联惯性导航技术，张天光等译），三次转动可以用数学方法表述3个独立的方向余弦矩阵，定义如下：

绕载体坐标系z轴转动方位角A，有：

航空重力勘探理论方法及应用

绕载体坐标系y轴转动方位角θ，有：

航空重力勘探理论方法及应用

绕载体坐标系x轴转动方位角φ，有：

航空重力勘探理论方法及应用

因此，当地地理坐标系（n系）到载体坐标系的变换可以用这3个独立变换的乘积表示如下：

航空重力勘探理论方法及应用

所以转换矩阵

为：

航空重力勘探理论方法及应用

在平台式惯性导航系统中，或通过3个框架之间的角度传感器测量方位角A、俯仰角θ和滚动角φ。

㈡ 常用地理坐标系及转换

国家地理坐标系也基于当时的时代背景，也经历了一个发展演变的过程，从1954北京坐标系→西安80坐标系→2000国家大地坐标系。这些坐标系的参数在ArcGIS中都可以查看到。

国家现在要求2018年7月1日起，我国自然资源系统一律采用2000国家大地坐标系，同时也公布了其他坐标系与2000国家大地坐标系转换的标准。
（1）、全国及省级范围的坐标转换选择二维七参数转换模型；
（2）、省级以下的坐标转换可选择三维四参数模型或平面四参数模型；
（3）、独立平面坐标系统可采用平面四参数模型或多项式回归模型。

此时不需要转换参数，直接使用ArcGIS内置的工具即可完成。
打开【工具箱→Data Management Tools→投影与变换→要素→投影】工具，在弹出的对话框中进行设置，选择要转换的数据集或要素，并设置输出坐标系即可。
设置完成后，在对话框下面的【地理坐标变换】栏处，系统会自动加载变换参数，点击确定，完成坐标系转换。

打开【工具箱→Data Management Tools→投影与变换→创建自定义地理（坐标）变换】工具，在弹出的对话框中进行相关设置：

设置完成之后，在参数栏中列出需要我们输入的七个参数值，此时需要借助其他工具得到参数值，这里使用 COORD GM 软件。

因为在现在系统自带的椭球中没有CGCS2000，需要我们自己添加，单击【文件→椭球管理】，在椭球管理对话框中添加我们需要的椭球体，点击添加，可以看到在在左侧的椭球列表中，就有了我们需要的椭球体名称。

另外还需要设置一下 地图投影 ，单击【设置→地图投影】，在弹出的对话框中进行设置（这里选择自定义高斯投影，中央子午线设置为120E）。

接着就可以进行七参数计算了，单击【设置→计算七参数】，在弹出的对话框中，分别输入三组源坐标点和相对应的目标坐标点，输入完成之后点击计算即可得到七参数。

不过使用 COORD GM 软件计算得到的结果是以弧度为单位的，而ArcGIS中是以秒为单位的，所以需要将 COORD GM 软件得到的参数进行一下转换。

然后后转换后得到的参数，输入ArcGIS中创建自定义地理（坐标）变换窗口中的参数栏，点击确定，完成自定义坐标转换工具，然后使用【工具箱→Data Management Tools→投影与变换→要素→投影】工具完成坐标转换。

㈢ wgs84和cgcs2000坐标转换

(3)坐标如何转换地理坐标扩展阅读

5、打开ArcCatalog，找到上一步中已经成ITRF2000坐标系的shp文件，单击右键-属性，将图层坐标重新定义成GCGS2000地理坐标系。

6、重新打开arcmap,重新打开已经重新定义坐标系的`shp文件，按照地理处理-arctoolbox-数据管理工具-投影和变换-要素-投影。

7、带号计算方法，如果前面加带号，采用6度带或三度带带号，均为三度带带号。

8、计算

上一步将GCGS2000地理坐标系转换为GCGS2000投影坐标系后，打开上一步转换成投影坐标系后的shp文件，单击图层，右键属性，常规里，将十进制单位改成米。

再右键单击shp图层，打开属性表，添加字段，添加x，y坐标字段。

㈣ 关于地理坐标转换

首先，把需要转换的坐标按照两列复制到excel中，第一列为横坐标，第二列为纵坐标，保存退出；其次，运行arcmap，添加上一步保存的excel文件，并通过arcmap软件菜单中tools的addeventslayers选项工具，将该excel文件变为图形显示，并另存为shape文件；再次，对该shape文件定义投影，即该坐标对应的投影，然后再做投影变换，将其变换为地理投影；最后，在arctoolbox中找到adddatacoordinate工具，即可转换地理坐标。

㈤ 如何实现用户自定义坐标系向地理坐标系的转换

1.用户自定义也称设备坐标（以毫米为单位），
2.地理坐标系（以度或度分秒为单位），
3.大地坐标系（以米为单位），
4.平面直角坐标系（以米为单位），
5.地心大地直角。
进行设备坐标转换到地理坐标的方法：第一步：启动投影变换系统。

㈥ 坐标怎么转换经纬度

坐标转换经纬度有以下两种方法：

1、二维转换

二维转换方法是将平面坐标(东坐标和北坐标)从一个坐标系统转换到另一个坐标系统。在转换时不计算高程参数。该转换方法需要确定4个参数（2个向东和向北的平移参数，1个旋转参数和1个比例因子）。如果要保持GPS测量结果独立并且有地方地图投影的信息，那么采用三维转换方法最合适。

2、三维转换

该方法基本操作步骤是利用公共点，也就是同时具有WGS84直角坐标和地方坐标的直角坐标的点位，一般需要3个以上重合点，通过布尔莎模型(或其他模型)进行计算，得到从一个系统转换到另一个系统中的平移参数、旋转参数和比例因子。

坐标转换分类

1、大地坐标（BLH）对平面直角坐标（XYZ）

常规的转换应先确定转换参数，即椭球参数、分带标准（3度，6度）和中央子午线的经度。椭球参数就是指平面直角坐标系采用什么样的椭球基准，对应有不同的长短轴及扁率。画到直角坐标系可以写为(x+z*acosθ，y+z*asinθ)a，θ为参数。

2、北京54全国80及WGS84坐标系的相互转换

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BIH （国际时间）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。

3、任意两空间坐标系的转换

由于测量坐标系和施工坐标系采用不同的标准，要进行精确转换，必须知道至少3个重合点（即为在两坐标系中坐标均为已知的点。采用布尔莎模型进行求解。

㈦ 北京坐标系怎么转换成地理坐标（经纬度）

从北京坐标系可以直接转换到BJ-54椭球下的大地坐标（B,L,H），但是无法直接转换到WGS84下的大地坐标，因为这两者所属椭球不一样，需要一个转换参数（七参数OR四参数OR三参数）。如果你有这些已知条件的话，推荐给你一个软件
“COORD”，在网站可以搜索到，或者你直接进“中海达”网站，从他们的下载专区下载一个“HDS2003数据后处理软件”，里面自带一个
COORD转换工具，这个是目前测量界用得比较多的软件。可以满足你同一椭球或者不同椭球之间的转换。

㈧ 国家2000坐标怎么转经纬度

1、在ArcGIS中打开相关属性表，确定经纬度坐标的X和Y。