我國(guó)測(cè)繪部門(mén)使用GPS 也近十年了，它最初主要用于高精度大地測(cè)量和控制測(cè)量，建立各種類型和等級(jí)的測(cè)量控制網(wǎng)，現(xiàn)在它除了繼續(xù)在這些領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用外還在測(cè)量領(lǐng)域的其它方面得到充分的應(yīng)用，如用于各種類型的工程測(cè)量、變形觀測(cè)、航空攝影測(cè)量、海洋測(cè)量和地理信息系統(tǒng)中地理數(shù)據(jù)的采集等。

1、空間直角坐標(biāo)系

空間直角坐標(biāo)系的坐標(biāo)系原點(diǎn)位于參考橢球的中心，Z 軸指向參考橢球的北極，X 軸指向起始子午面與赤道的交點(diǎn)，Y 軸位于赤道面上且按右手系與X 軸呈90°夾角。某點(diǎn)在空間中的坐標(biāo)可用該點(diǎn)在此坐標(biāo)系的各個(gè)坐標(biāo)軸上的投影來(lái)表示?？臻g直角坐標(biāo)系可用下圖來(lái)表示：

空間直角坐標(biāo)系

2、空間大地坐標(biāo)系

空間大地坐標(biāo)系是采用大地經(jīng)、緯度和大地高來(lái)描述空間位置的。緯度是空間的點(diǎn)與參考橢球面的法線與赤道面的夾角；經(jīng)度是空間中的點(diǎn)與參考橢球的自轉(zhuǎn)軸所在的面與參考橢球的起始子午面的夾角；大地高是空間點(diǎn)沿參考橢球的法線方向到參考橢球面的距離?？臻g大地坐標(biāo)系可用下圖來(lái)表示：

空間大地坐標(biāo)系

3、平面直角坐標(biāo)系

平面直角坐標(biāo)系是利用投影變換，將空間坐標(biāo)空間直角坐標(biāo)或空間大地坐標(biāo)通過(guò)某種數(shù)學(xué)變換映射到平面上，這種變換又稱為投影變換。投影變換的方法有很多，如橫軸墨卡托投影、UTM 投影、Lambuda 投影等。在我國(guó)采用的是高斯-克呂格投影也稱為高斯投影。UTM 投影和高斯投影都是橫軸墨卡托投影的特例，只是投影的個(gè)別參數(shù)不同而已。高斯投影從幾何意義上講，是一種橫軸橢圓柱正切投影。設(shè)想有一個(gè)橢圓柱面橫套在橢球外面，并與某一子午線相切（此子午線稱為子午線），橢球軸的中心軸CC’通過(guò)橢球中心而與地軸垂直。

高斯投影滿足以下兩個(gè)條件：

• 它是正形投影；
• 子午線投影后應(yīng)為x 軸，且長(zhǎng)度保持不變。

將子午線東西各一定經(jīng)差（一般為6 度或3 度）范圍內(nèi)的地區(qū)投影到橢圓柱面上，再將此柱面沿某一棱線展開(kāi)，便構(gòu)成了高斯平面直角坐標(biāo)系，如下圖右側(cè)所示。

高斯投影

x 方向指北，y 方向指東。

可見(jiàn)，高斯投影存在長(zhǎng)度變形，為使其在測(cè)圖和用圖時(shí)影響很小，應(yīng)相隔一定的地區(qū)，另立子午線，采取分帶投影的辦法。我國(guó)國(guó)家測(cè)量規(guī)定采用六度帶和三度帶兩種分帶方法。六度帶和三度帶與子午線存在如下關(guān)系：L⁶中=6N-3；L³中=3n。

其中，N、n 分別為6 度帶和3 度帶的帶號(hào)。

另外，為了避免y 出現(xiàn)負(fù)號(hào)，規(guī)定y 值認(rèn)為地加上500000m；又為了區(qū)別不同投影帶，前面還要冠以帶號(hào)，如第20 號(hào)六度帶中，y=-200.25m，則成果表中寫(xiě)為y 假定＝.75m。x 值在北半球總顯正值，就無(wú)需改變其觀測(cè)值了。

信息標(biāo)題：GPS坐標(biāo)系

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