地方独立坐标系建立分析
佘 波
(新疆地矿测绘院)
科学论坛
●I
[摘 要]结合工程测量实际，介绍了建立地方独立坐标系的因素，通过地方坐标系的建立，阐述了利用GPS技术建立独立坐标系的椭球变换方法。根据工
程测量中长度投影变形的影响等因素和大型工程测量的要求，应建立地方独立坐标系。介绍了独立坐标系建立的一般方法。
[关键词]独立坐标系 投影 参考椭球
中图分类号：P228．4 文献标识码：A 文章编号：1009—914X(2012)03一Ol27-01
1前言
在我国许多城市的测量中，常因工程需要建立适合本地区的独立坐标系，
在工程测量中，若测区远离中央子午线或测区平均高程较大，则导致长度变
形较大，难以满足工程实践的精度要求，这就需要建立地方独立坐标系，使
投影变形控制在一个微小的范围内，计算出来的长度在实际应用时不需要做
任何的改算。
2建立地方独立坐标系的因素
1)最初在建立坐标系时．由于技术条件的限制，定向、定位精度的有限，
最终导致所定义的坐标系与国家坐标系在坐标原点和坐标轴的指向上有差异。
2)由于成果保密，按国家坐标系进行数据处理后，对所得的成果进行了一
定的平移和旋转，得出地方独立坐标系。
3)为避免投影变形，需要进行投影中央子午线的变换，因此，需要变换中央
子午线，抬高投影面，以减少投影变形的影响。
4)为了满足工程的要求或工程放样而建立独立坐标系
3地方独立坐标系的建立
地方独立坐标系的建立分为测区海拔高程较高和较低两种情况，当测区
平均高程较高时，地方独立坐标系应取平均高程面作为投影面，椭球可选用
地方参考椭球，当测区的平均高程较低时，地方独立坐标系仍可取参考椭球
面作为投影面，椭球可选用国家参考椭球。
1)椭球为国家参考椭球，投影面为参考椭球面，以测区某一固定点为
坐标原点，将该点的子午线作为中央子午线，以中央子午线的投影为纵坐标
轴，经过该点的纬线的投影为横坐标轴建立地方独立坐标系，地方独立坐标
对应的大地坐标为相应参考椭球的国家大地坐标。
图1为北方某市地方独立坐标系建立示意图，城市独立坐标系是以O(4
ll4 7n．n，20 442 2n．n)点为坐标原点，以经过O 点的子午线(经度为1l6
。2n n．n )为中央子午线，y 坐标加 500 km 建立北京地方独立坐标
系。椭球 采用克拉索夫斯基椭球 ，那么地方独立坐标对应的大地坐标为 1954
年北京坐标系坐标。
图 1北方某市地方独立坐标系建立示意图
2)椭球为国家参考椭球，投影面为参考椭球面，以通过当地中心的子午
线作为中央子午线，并以中央子午线和赤道的交点O 为坐标原点，中央子
午线的投影为纵坐标轴，赤道的投影为横坐标轴建立地方独立坐标系，地方
独立坐标对应的大地坐标为相应参考椭球的国家大地坐标。
图2中原某市独立坐标系示意图
3)椭球为国家参考椭球，投影面为平均高程水准面。以通过当地中心的
子午线作为中央子午线，并以中央子午线和赤道的交点O 为坐标原点，中央
子午线的投影为纵坐标轴，以赤道的投影为横坐标轴建立地方独立坐标系，
地方独立坐标对应的大地坐标为相应参考椭球的国家大地坐标 I。
图2为中原某市独立坐标系示意图，城市独立坐标系是以测区中心子
午线(经度为：112。n )作为中央子午线，并以中央午线和赤道的交点为
坐标原点，中央子午线的投影为纵坐标轴，赤道的投影为横坐标轴，y 坐
标加50 km，当地平均高程水准面(H 17 in)为投影面建立城市地方独立
坐标系。如果椭球采用的是1980年西安坐标系椭球，那么中原某城市独立坐
标对应的大地坐标为 l980年西安坐标系坐标。
4)当椭球为地方参考椭球E1时，除椭球长半径有一增量△a；当椭球为
地方参考椭球E2时，除坐标原点有一平移量(△X，△Y，△Z)外，中央
子午线、坐标原点、x 坐标轴加常数、y坐标轴加常数等均同椭球为国家
参考椭球的情况。
5)建立一个地方独立坐标系必须确定以下几项主要元素：一是坐标系的中
央子午线；二是起算点坐标；三是起算方位角；四是投影面高程和测区平均高
程异常；五是参考椭球体。
6)在数据处理中，首先要建立国家或地方坐标系，建立一个坐标系有以下
几个方面 ：一是 国家或地方坐标系对应的参考椭球；二是 GPS 定位结果
(WGS-84坐标系)向国家或地方坐标系转换的参数。由于转换参数具有时间
性、局域性，所以采用全国性转换参数建立国家坐标系，求解出局域性转换参
数后，再换成局域性转换参数；三是高斯投影；四是投影类型，我国通常采用
墨卡托横轴投影。
结语
建立独立坐标系必须根据所采用的起算数据(国家等级控制点)的参考椭
球 ，严格的计算工程控制采用的参考椭球参数，这样便于成果互相换算，实
现资源共享。在提供工程控制网坐标成果时 ，应同时提供依据的参考椭球信
息，进行坐标换算时，高斯投影正反算公式取项必须满足计算精度要求，无
论进行何种换算，均需通过已知点进行 比较检核 I。
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科技博览 l 127
地方独立坐标系建立分析
作者： 佘波
作者单位： 新疆地矿测绘院
刊名： 中国科技博览
英文刊名： China Science and Technology Review
年，卷(期)： 2012(3)
本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_zgbzkjbl201203119.aspx
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