大地测量中以参考椭球面为基准面的坐标。地面点P 的位置用大地经度L、大地纬度B 和大地高H 表示。当点在参考椭球面上时，仅用大地经度和大地纬度表示。大地经度是通过该点的大地子午面与起始大地子午面（通过格林尼治天文台的子午面）之间的夹角。规定以起始子午面起算，向东由0°至180°称为东经；向西由0°至180°称为西经。大地纬度是通过该点的法线与赤道面的夹角，规定由赤道面起算，由赤道面向北从0°至90°称为北纬；向南从0°到90°称为南纬。大地高是地面点沿法线到参考椭球面的距离。
目前，我国经常使用的坐标系有：
（1）1954年北京坐标系大地原点在苏联，将与苏联大地网联测后我国东北边
境的三个点的坐标作为我国天文大地网起算数据，然后通过天文大地网坐标计算，推算出北京一点的坐标，故命名为北京坐标系。1954北京坐标系是将我国大地控制网与前苏联1942年普尔科沃大地坐标系相联结后建立的我国过渡性大地坐标系。属于参心大地坐标系，采用了前苏联的克拉索夫斯基椭球体。其长半轴a=6378245，扁率f=1/298.3。1954年北京坐标系虽然是苏联1942年坐标系的延伸, 但也还不能说它们完全相同。
（2）1980年国家大地坐标系采用1975年国际椭球，大地原点在陕西省永乐
镇，椭球面与我国境内的大地水准面密合最佳。1978年，我国决定建立新的国家大地坐标系统, 并且在新的大地坐标系统中进行全国天文大地网的整体平差, 这个坐标系统定名为1980年西安坐标系。属参心大地坐标系。1980年西安坐标系Xi'an Geodetic Coordinate System 1980采用1975国际椭球, 以JYD 1968.0系统为椭球定向基准, 大地原点设在陕西省泾阳县永乐镇, 采用多点定位所建立的大地坐标系. 其椭球参数采用1975年国际大地测量与地球物理联合会推荐值, 它们为:其长半轴a=6378140m;扁率f=1/298.257。
（3）WGS-84坐标系是世界大地坐标系统，其坐标原点在地心，采用WGS-84
椭球。1984世界大地坐标系；WGS-84坐标系是美国国防部研制确定的大地坐标系，是一种协议地球坐标系。WGS-84坐标系的定义是：原点是地球的质心，空间直角坐标系的Z 轴指向BIH （1984.0）定义的地极（CTP ）方向，即国际协议原点CIO ，它由IAU 和IUGG 共同推荐。X 轴指向BIH 定义的零度子午面和CTP 赤道的交点，Y 轴和Z ，X 轴构成右手坐标系。WGS-84椭球采用国际大地测量与地球物理联合会第17届大会测量常数推荐值，采用的两个常用基本几何参数：
长半轴a=6378137m；扁率f=1:298.257223563。
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对几个概念区分一下
GPS 测量的坐标；GPS 测量采用1984世界大地坐标系；世界通用坐标系。WGS-84坐标系是美国国防部研制确定的大地坐标系，是一种协议地球坐标系。WGS-84坐标系的定义是：原点是地球的质心，空间直角坐标系的Z 轴指向BIH （1984.0）定义的地极（CTP ）方向，即国际协议原点CIO ，它由IAU 和IUGG 共同推荐。X 轴指向BIH 定义的零度子午面和CTP 赤道的交点，Y 轴和Z ，X 轴构成右手坐标系。WGS-84椭球采用国际大地测量与地球物理联合会第17届大会测量常数推荐值，采用的两个常用基本几何参数：
长半轴a=6378137m；扁率f=1:298.257223563。
高斯平面直角坐标系和UTM ；一般的地图均为平面图, 其对应的也是平面坐标. 因此, 需要将椭球面上各点的大地坐标, 按照一定的数学规律投影到平面上成为平面直角坐标. 目前世界各国采用最广泛的高斯-克吕格投影和墨卡托投影(UTM)均是正形投影（等角投影），即该投影在小区域范围内使平面图形与椭球面上的图形保持相似。为了限制长度变形, ，根据国际测量协会规定, 将全球按一定经差分成若干带。我国采用6度带或3度带，6度带是自零度子午线起每隔经度。高斯平面直角坐标系一般以中央经线（L0）投影为纵轴X, 赤道投影为横轴Y ，两轴交点即为各带的坐标原点。为了避免横坐标出现负值，在投影中规定将坐标纵轴西移500公里当作起始轴。为了区别某一坐标系统属于哪一带，通常在横轴坐标前加上带号，如(4231898m,21655933m)，其中21即为带号。城建坐标多采用三度带的高斯-克吕格投影。同一坐标系下的大地坐标（即经纬度坐标B,L ）与其对应的高斯平面直角坐标（x ，y ）有严格的转换关系。现行的测绘的教科书的一般都有。
地方独立坐标系；在我国许多城市测量与工程测量中，若直接采用国家坐标系下的高斯平面直角坐标，则可能会由于远离中央子午线，或由于测区平均高程较大，而导致长度投影变形较大，难以满足工程上或实用上的精度要求。另一方面，对于一些特殊的测量, 如大桥施工测量，水利水坝测量，滑坡变形监测等，采用国家坐标系在实用中也会很不方便。因此，基于限制变形，以及方便实用，科学的目的，在许多城市和工程测量中, 常常会建立适合本地区的地方独立坐标系。建立地方独立坐标系，实际上就是通过一些元素的确定来决定地方参考椭球与投影面. 地方参考椭球一般选择与当地平均高程相对应的参考椭球，该椭球的中心，轴向和扁率与国家参考椭球相同。其椭球半径α1增大为:α1=α+Δα1,Δα1=Hm+ζ0式中:Hm为当地平均海拔高程,ζ0为该地区的平均高程异常。而地方投影面的确定中, 选取过测区中心的经线或某个起算点的经线作为独立中央子午线. 以某个特
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定方便使用的点和方位为地方独立坐标系的起算原点和方位, 并选取当地平均高程面Hm 为投影面。
高斯投影分带；按一定经差将地球椭球面划分成若干投影带, 这是高斯投影中限制长度变形的最有效方法。分带时既要控制长度变形使其不大于测图误差，又要使带数不致过多以减少换带计算工作，据此原则将地球椭球面沿子午线划分成经差相等的瓜瓣形地带, 以便分带投影。通常按经差6度或3度分为六度带或三度带。六度带自0度子午线起每隔经差6度自西向东分带，带号依次编为第1、2…60带。三度带是在六度带的基础上分成的，它的中央子午线与六度带的中央子午线和分带子午线重合，即自1.5度子午线起每隔经差3度自西向东分带，带号依次编为三度带第1、2…120带。我国的经度范围西起73度东至135度，可分成六度带十一带或三度带二十二带。六度带可用于中小比例尺（1：25000以下）测图，三度带可用于大比例尺（如1：10000）测图。在某些特殊情况下，高斯投影也可采用宽带或窄带，如按经差9度或1.5度分带。
关于坐标转换，首先要搞清楚转换的严密性问题，即在同一个椭球里的坐标转换都是严密的，而在不同的椭球之间的转换这时不严密的。例如，由1954北京坐标系的大地坐标转换到954北京坐标系的高斯平面直角坐标是在同一参考椭球体范畴内的坐标转换，其转换过程是严密的。由1954北京坐标系的大地坐标转换到WGS-84的大地坐标，就属于不同椭球体间的转换。不同椭球体间的坐标转换在局部地区的采用的常用办法是相似变换法，即利用部分分布相对合理高等级公共点求出相应的转换参数。一般而言，比较严密的是用七参数的相似变换法，即X 平移，Y 平移，Z 平移，X 旋转，Y 旋转，Z 旋转，尺度变化K 。要求得七参数就需要在一个地区需要3个以上的已知点，如果区域范围不大，最远点间的距离不大于30Km(经验值) ，这可以用三参数，即X 平移，Y 平移，Z 平移，而将X 旋转，Y 旋转，Z 旋转，尺度变化K 视为0，所以三参数只是七参数的一种特例。如果不考虑高程的影响，对于不同椭球体下的高斯平面直角坐标可采用四参数的相似变换法，即四参数（x 平移，y 平移，尺度变化m ，旋转角度α）。如果用户要求的精度低于20米，在一定范围（2＇＊2＇）内，就直接可以用二参数法（ΔB，ΔL）或（Δx，Δy）修正。但在实际操作中，这也取决于选取的公共点是否合理，并保证其足够的精度。
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大地测量中以参考椭球面为基准面的坐标。地面点P 的位置用大地经度L、大地纬度B 和大地高H 表示。当点在参考椭球面上时，仅用大地经度和大地纬度表示。大地经度是通过该点的大地子午面与起始大地子午面（通过格林尼治天文台的子午面）之间的夹角。规定以起始子午面起算，向东由0°至180°称为东经；向西由0°至180°称为西经。大地纬度是通过该点的法线与赤道面的夹角，规定由赤道面起算，由赤道面向北从0°至90°称为北纬；向南从0°到90°称为南纬。大地高是地面点沿法线到参考椭球面的距离。
目前，我国经常使用的坐标系有：
（1）1954年北京坐标系大地原点在苏联，将与苏联大地网联测后我国东北边
境的三个点的坐标作为我国天文大地网起算数据，然后通过天文大地网坐标计算，推算出北京一点的坐标，故命名为北京坐标系。1954北京坐标系是将我国大地控制网与前苏联1942年普尔科沃大地坐标系相联结后建立的我国过渡性大地坐标系。属于参心大地坐标系，采用了前苏联的克拉索夫斯基椭球体。其长半轴a=6378245，扁率f=1/298.3。1954年北京坐标系虽然是苏联1942年坐标系的延伸, 但也还不能说它们完全相同。
（2）1980年国家大地坐标系采用1975年国际椭球，大地原点在陕西省永乐
镇，椭球面与我国境内的大地水准面密合最佳。1978年，我国决定建立新的国家大地坐标系统, 并且在新的大地坐标系统中进行全国天文大地网的整体平差, 这个坐标系统定名为1980年西安坐标系。属参心大地坐标系。1980年西安坐标系Xi'an Geodetic Coordinate System 1980采用1975国际椭球, 以JYD 1968.0系统为椭球定向基准, 大地原点设在陕西省泾阳县永乐镇, 采用多点定位所建立的大地坐标系. 其椭球参数采用1975年国际大地测量与地球物理联合会推荐值, 它们为:其长半轴a=6378140m;扁率f=1/298.257。
（3）WGS-84坐标系是世界大地坐标系统，其坐标原点在地心，采用WGS-84
椭球。1984世界大地坐标系；WGS-84坐标系是美国国防部研制确定的大地坐标系，是一种协议地球坐标系。WGS-84坐标系的定义是：原点是地球的质心，空间直角坐标系的Z 轴指向BIH （1984.0）定义的地极（CTP ）方向，即国际协议原点CIO ，它由IAU 和IUGG 共同推荐。X 轴指向BIH 定义的零度子午面和CTP 赤道的交点，Y 轴和Z ，X 轴构成右手坐标系。WGS-84椭球采用国际大地测量与地球物理联合会第17届大会测量常数推荐值，采用的两个常用基本几何参数：
长半轴a=6378137m；扁率f=1:298.257223563。
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对几个概念区分一下
GPS 测量的坐标；GPS 测量采用1984世界大地坐标系；世界通用坐标系。WGS-84坐标系是美国国防部研制确定的大地坐标系，是一种协议地球坐标系。WGS-84坐标系的定义是：原点是地球的质心，空间直角坐标系的Z 轴指向BIH （1984.0）定义的地极（CTP ）方向，即国际协议原点CIO ，它由IAU 和IUGG 共同推荐。X 轴指向BIH 定义的零度子午面和CTP 赤道的交点，Y 轴和Z ，X 轴构成右手坐标系。WGS-84椭球采用国际大地测量与地球物理联合会第17届大会测量常数推荐值，采用的两个常用基本几何参数：
长半轴a=6378137m；扁率f=1:298.257223563。
高斯平面直角坐标系和UTM ；一般的地图均为平面图, 其对应的也是平面坐标. 因此, 需要将椭球面上各点的大地坐标, 按照一定的数学规律投影到平面上成为平面直角坐标. 目前世界各国采用最广泛的高斯-克吕格投影和墨卡托投影(UTM)均是正形投影（等角投影），即该投影在小区域范围内使平面图形与椭球面上的图形保持相似。为了限制长度变形, ，根据国际测量协会规定, 将全球按一定经差分成若干带。我国采用6度带或3度带，6度带是自零度子午线起每隔经度。高斯平面直角坐标系一般以中央经线（L0）投影为纵轴X, 赤道投影为横轴Y ，两轴交点即为各带的坐标原点。为了避免横坐标出现负值，在投影中规定将坐标纵轴西移500公里当作起始轴。为了区别某一坐标系统属于哪一带，通常在横轴坐标前加上带号，如(4231898m,21655933m)，其中21即为带号。城建坐标多采用三度带的高斯-克吕格投影。同一坐标系下的大地坐标（即经纬度坐标B,L ）与其对应的高斯平面直角坐标（x ，y ）有严格的转换关系。现行的测绘的教科书的一般都有。
地方独立坐标系；在我国许多城市测量与工程测量中，若直接采用国家坐标系下的高斯平面直角坐标，则可能会由于远离中央子午线，或由于测区平均高程较大，而导致长度投影变形较大，难以满足工程上或实用上的精度要求。另一方面，对于一些特殊的测量, 如大桥施工测量，水利水坝测量，滑坡变形监测等，采用国家坐标系在实用中也会很不方便。因此，基于限制变形，以及方便实用，科学的目的，在许多城市和工程测量中, 常常会建立适合本地区的地方独立坐标系。建立地方独立坐标系，实际上就是通过一些元素的确定来决定地方参考椭球与投影面. 地方参考椭球一般选择与当地平均高程相对应的参考椭球，该椭球的中心，轴向和扁率与国家参考椭球相同。其椭球半径α1增大为:α1=α+Δα1,Δα1=Hm+ζ0式中:Hm为当地平均海拔高程,ζ0为该地区的平均高程异常。而地方投影面的确定中, 选取过测区中心的经线或某个起算点的经线作为独立中央子午线. 以某个特
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定方便使用的点和方位为地方独立坐标系的起算原点和方位, 并选取当地平均高程面Hm 为投影面。
高斯投影分带；按一定经差将地球椭球面划分成若干投影带, 这是高斯投影中限制长度变形的最有效方法。分带时既要控制长度变形使其不大于测图误差，又要使带数不致过多以减少换带计算工作，据此原则将地球椭球面沿子午线划分成经差相等的瓜瓣形地带, 以便分带投影。通常按经差6度或3度分为六度带或三度带。六度带自0度子午线起每隔经差6度自西向东分带，带号依次编为第1、2…60带。三度带是在六度带的基础上分成的，它的中央子午线与六度带的中央子午线和分带子午线重合，即自1.5度子午线起每隔经差3度自西向东分带，带号依次编为三度带第1、2…120带。我国的经度范围西起73度东至135度，可分成六度带十一带或三度带二十二带。六度带可用于中小比例尺（1：25000以下）测图，三度带可用于大比例尺（如1：10000）测图。在某些特殊情况下，高斯投影也可采用宽带或窄带，如按经差9度或1.5度分带。
关于坐标转换，首先要搞清楚转换的严密性问题，即在同一个椭球里的坐标转换都是严密的，而在不同的椭球之间的转换这时不严密的。例如，由1954北京坐标系的大地坐标转换到954北京坐标系的高斯平面直角坐标是在同一参考椭球体范畴内的坐标转换，其转换过程是严密的。由1954北京坐标系的大地坐标转换到WGS-84的大地坐标，就属于不同椭球体间的转换。不同椭球体间的坐标转换在局部地区的采用的常用办法是相似变换法，即利用部分分布相对合理高等级公共点求出相应的转换参数。一般而言，比较严密的是用七参数的相似变换法，即X 平移，Y 平移，Z 平移，X 旋转，Y 旋转，Z 旋转，尺度变化K 。要求得七参数就需要在一个地区需要3个以上的已知点，如果区域范围不大，最远点间的距离不大于30Km(经验值) ，这可以用三参数，即X 平移，Y 平移，Z 平移，而将X 旋转，Y 旋转，Z 旋转，尺度变化K 视为0，所以三参数只是七参数的一种特例。如果不考虑高程的影响，对于不同椭球体下的高斯平面直角坐标可采用四参数的相似变换法，即四参数（x 平移，y 平移，尺度变化m ，旋转角度α）。如果用户要求的精度低于20米，在一定范围（2＇＊2＇）内，就直接可以用二参数法（ΔB，ΔL）或（Δx，Δy）修正。但在实际操作中，这也取决于选取的公共点是否合理，并保证其足够的精度。
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