1、l 地球橢球體地球表面是一個凹凸不平的表面，對于地球測量而言，地表是一個無法用數學公式表達的曲面，這樣的曲面不能作為測量和制圖的基準面。假設一個扁率極小的橢圓，繞大地球體短軸旋轉所形成的規則橢球體則為地球橢球體，其表面是一個規則的數學表面，可以用數學公式來表達，所以在測量和制圖中就用它來替代地球的自然表面，因此有了地球橢球體的概念。l 基準面當一個旋轉橢球體的形狀與地球相近時，基準面用于定義旋轉橢球體相對于地心的位置。基準面給出了測量地球表面上位置的參考框架。它定義了經線和緯線的原點及方向。基準面是利用特定橢球體對特定地區地球表面的逼近，因此每個國家或地區均有各自的基準面，我們通常稱謂的北京5

2、4坐標系、西安80坐標系實際上指的是我國的兩個大地基準面。橢球體與基準面之間的關系是一對多的關系，也就是基準面是在橢球體基礎上建立的，但橢球體不能代表基準面，同樣的橢球體能定義不同的基準面，一般意義上基準面與參考橢球體是同一個概念。 當更改基準面或修正基準面時，地理坐標系（數據的坐標值）將發生改變。例：以下是加利福尼亞州雷德蘭茲的一個控制點基于北美洲基準面 1983（NAD 1983 或 NAD83）的度分秒 (DMS) 坐標：34 01 43.77884 -117 12 57.75961該點在北美洲基準面 1927（NAD 1927 或 NAD27）中的坐標是：34 01 43.72995

3、-117 12 54.61539 l 橢球體與基準面假象地球是一顆馬鈴薯，表面凹凸不平，而地球橢球體就好比一個“鴨蛋”，基準面就定義了怎么拿這個“鴨蛋”去逼近“馬鈴薯”的某一個區域的表面，X、Y、Z軸進行一定的偏移（X、Y、Z），并各自旋轉一定的角度（X、Y、Z），大小不適當的時候就縮放（K）一下“鴨蛋”，經過以上處理就可以很好的逼近地球某一區域。所以每個國家或地區均有各自的基準面。l 投影坐標系統投影坐標是一種平面坐標，即用直角坐標（x,y）、極坐標（r, ）等表示的（球面上的點是用地理坐標表示的，即經緯度，是球面坐標）。在球面和平面之間建立點與點之間函數關系的數學方法，就是地圖投影方法。投

4、影與坐標系無特定關系，比如北京54坐標系，可以使用高斯投影投影為北京54高斯平面直角坐標，也可以用墨卡托投影投影為另一種平面坐標。舉個例子，野外采集GPS數據，數據是用大地坐標表示的，也就是用經緯度和高程表示。而采集的數據要在地圖上顯示出來，就需要將經緯度轉化為平面坐標，也就是通常說的x,y坐標。因為我國地形圖一般采用高斯投影，所以通常轉化成高斯平面坐標顯示到地圖上。而在經緯度向平面坐標轉化的過程中，需要用到橢球參數，因此要考慮所選的坐標系。l 坐標轉換（詳見PPT）平面坐標轉換：四參數、校正參數球面坐標轉換（橢球轉換）：七參數、三參數（七參數的簡化）不同參考橢球下的平面坐標之間不能直接轉換，可以通過下圖的流程轉換，如北京54與西安80之間的轉換。同一個參考橢球下的平面坐標之間可以直接轉換（通過四參數法等）l 坐標系表達形式在大地測量學中，坐標系分為兩大類：地心坐標系和參心坐標系。地心坐標系是坐標系原點與地球質心重合的坐標系，參心坐標系是坐標系原點位于參考橢球體中心，但不與地球質心重合的坐標系。我國使用的1954北京坐標系，1980西安坐標系都屬于參心坐標系。GPS中使用的世界大地坐標系WGS84屬于地心坐標系，我國最近開始啟用的中國大地坐標系2000（即CGCS2000），也屬于地心坐標系。以上兩大類坐標系都有下列幾種表達形式：1.