《常用坐标系统的基础知识》 因技术水平、历史机缘及国家保密原因,历史上形成了多套坐标基准体系。每套基准体系又分别对应大地坐标系(以经纬度来标识各点)、空间直角坐标系、高斯平面直角坐标系(常说的公里网)。空间直角坐标系常用于宇宙空间科研或参数中间转换,日常生活中使用较少;常规测量一般使用经纬度及公里网坐标。公里网坐标又根据中央子午线及误差精度的不同,人为划分为六度带、三度带和一点五度带坐标。 我国有北京54、西安80、国家2000(参数最接近国际WGS84)等常规坐标系,都采用北方为上-X-正,东方为右-Y-正,上北下南左西右东的绘图方式。这与平时的数学坐标系统右为X正、上为Y正不同,需要特别注意。有些地方政府出于各种原因,使用地方坐标系,是在常规坐标系上进行平移与旋转形成的。 大地坐标系俗称为经纬度坐标系,采用地球中心作为参考中心进行投影。经纬度---竖向为纬度X(B)、横向为经度Y(L),按经度把地球划成橘子瓣状分带。纬度采用赤道为起始0度、北极为90度,向北增大,北半球记作北纬XX度。经度采用英国伦敦的格林威治天文台作为起始0度,向东记作东经XX度。经度按每15度划分时区,共24个时区,对应24小时,此与坐标分带无关。我国首都处于东经117度、北纬40度附近,属于东8时区(105-120度)。由于采用度分秒格式表示地理位置不利于日常使用,又引入公里网坐标。 北京54、西安80及国家2000公里网坐标系是平面高斯投影坐标系统,三者因为采用的地球参数不同,有少量差别。原先一般都使用北京54坐标系;现在正向西安80坐标系过度;我国测绘局公布几年后将再过渡为国家2000坐标系。 公里网坐标使用公里、米作为测量及绘图单位,因球型影响都有少量投影误差。为了减小球形投影误差,人为将地球按中央子午线经度划分为多个投影带。为了方便,我们都以赤道作为 X=0 公里,向北增大;为避免横向Y值出现负数,以中央子午线处记作500公里=500,000米,前再加两位带号,eg:39,500,000米。 六度带坐标----按每6度划分,起点以东经3度为中心,含0-6度, 3°-01带 9°-02带 15°-03带......117°-20带 123°-21带。 三度带坐标----按每3度划分,起点以东经3度为中心,1.30-4.30, 3°-01带 6°-02带 9°-03带......117°-39带 120°-40带。 一点五度带----按每1.5度分,起点以东经3度为中心,2.15-3.45, 3°-01带 4.30°-02带 6°-03带......117°-77带 118.30°-78带。 地图的比例尺越大,需要的分带越小,一点五度带投影误差最小。我国首都位于东经39,447,672、北纬4,419,516附近(三度带坐标)。由于工作中需要将分带线附近的点画在同一张图上,某些点属于另一分带内,此时也必须将坐标转换到本分带内,这叫<跨带坐标转换>。 高程系统一般采用平均海平面为正负0米,向上为正值,向下为负值。各系统间高程的差值较小,有时可不进行转换。 北京54、西安80、国家2000及地方公里网间进行转换,需要不同的地球椭球参数及当地的点位坐标差值参数。《万能坐标转换》软件已经固化了三套地球椭球参数,使用者不用知晓其具体的数值。在三套坐标系统间转换的差值参数可以使用本软件进行计算,各地区是有一定差距的,但基准点的数据需要专业测量人员提供。当已知一个公共坐标点时,可以计算三参数;已知两个公共坐标点时,可以计算五参数;已知三个公共坐标点时,可以计算七参数。利用七参数进行转换,精度最高,在30公里的范围内一般可以达到厘米级;三参数精度较差,一般可达到几十公分以内。 |