我國測繪部門使用GPS 也近十年了,它最初主要用于高精度大地測量和控制測量,建立各種類型和等級的測量控制網,現在它除了繼續在這些領域發揮著重要作用外還在測量領域的其它方面得到充分的應用,如用于各種類型的工程測量、變形觀測、航空攝影測量、海洋測量和地理信息系統中地理數據的采集等。
GPS坐標系指的是描述空間位置的表達形式,即采用什么方法來表示空間位置。人們為了描述空間位置,采用了多種方法,從而也產生了不同的坐標系,如直角坐標系、極坐標系等。在測量中常用的坐標系有以下幾種:1、空間直角坐標系
空間直角坐標系的坐標系原點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,Y 軸位于赤道面上且按右手系與X 軸呈90°夾角。某點在空間中的坐標可用該點在此坐標系的各個坐標軸上的投影來表示。空間直角坐標系可用下圖來表示:

空間直角坐標系
2、空間大地坐標系
空間大地坐標系是采用大地經、緯度和大地高來描述空間位置的。緯度是空間的點與參考橢球面的法線與赤道面的夾角;經度是空間中的點與參考橢球的自轉軸所在的面與參考橢球的起始子午面的夾角;大地高是空間點沿參考橢球的法線方向到參考橢球面的距離。空間大地坐標系可用下圖來表示:

空間大地坐標系
3、平面直角坐標系
平面直角坐標系是利用投影變換,將空間坐標空間直角坐標或空間大地坐標通過某種數學變換映射到平面上,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,只是投影的個別參數不同而已。高斯投影從幾何意義上講,是一種橫軸橢圓柱正切投影。設想有一個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’通過橢球中心而與地軸垂直。
高斯投影滿足以下兩個條件:
將子午線東西各一定經差(一般為6 度或3 度)范圍內的地區投影到橢圓柱面上,再將此柱面沿某一棱線展開,便構成了高斯平面直角坐標系,如下圖右側所示。

高斯投影
x 方向指北,y 方向指東。
可見,高斯投影存在長度變形,為使其在測圖和用圖時影響很小,應相隔一定的地區,另立子午線,采取分帶投影的辦法。我國國家測量規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。
另外,為了避免y 出現負號,規定y 值認為地加上500000m;又為了區別不同投影帶,前面還要冠以帶號,如第20 號六度帶中,y=-200.25m,則成果表中寫為y 假定=.75m。x 值在北半球總顯正值,就無需改變其觀測值了。
信息標題:GPS坐標系
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