什么是UTM坐標() - 淘3百科網

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什么是UTM坐標?

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地圖坐標

UTM坐標系統

UTM(UNIVERSAL TRANSVERSE MERCARTOR GRID 。

SYSTEM,通用橫墨卡托格網系統)坐標是。

一種平面直角坐標,這種坐標格網系統及其所依據的投影已經廣泛用于地形圖,作為衛星影。

像和自然資源數據庫的參考格網以及要求精確定位的其他應用.在UTM系統中,北緯84度和。

南緯80度之間的地球表面積按經度6度劃分為南北縱帶(投影帶).從180度經線開始向東將。

這些投影帶編號,從1編至60(北京處于第50帶).每個帶再劃分為緯差8度的四邊形.四邊。

形的橫行從南緯80度開始.用字母C至X(不含I和O)依次標記(第X行包括北半球從北緯72度。

至84度全部陸地面積,共12度)每個四邊形用數字和字母組合標記.參考格網向右向上讀取.。

每一四邊形劃分為很多邊長為1000 000米的小區,用字母組合系統標記.在每個投影帶中,。

位于帶中心的經線,賦予橫坐標值為500 000米.對于北半球赤道的標記坐標值為0,對于。

南半球為10000000米,往南遞減.。

大比例尺地圖UTM方格主線間距離一般為1KM,因此UTM系統有時候也被稱作方里格.因。

為UTM系統采用的是橫墨卡托投影,沿每一條南北格網線(帶中心的一條格網線為經線)比例。

系數為常數,在東西方向則為變數.沿每一UTM格網的中心格網線的比例系數應為0．99960。

(比例尺較小),在南北縱行最寬部分(赤道)的邊緣上,包括帶的重疊部分,距離中心點大。

約363公里,比例系數為 1.00158.。

1、橢球面

地圖坐標系由大地基準面和地圖投影確定,大地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大地基準面,我們通常稱謂的北京54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.我國參照前蘇聯從1953年起采用克拉索夫斯基(Krassovsky)橢球體建立了我國的北京54坐標系,1978年采用國際大地測量協會推薦的IAG 75地球橢球體建立了我國新的大地坐標系--西安80坐標系, 目前GPS定位所得出的結果都屬于WGS84坐標系統,WGS84基準面采用WGS84橢球體,它是一地心坐標系,即以地心作為橢球體中心的坐標系.因此相對同一地理位置,不同的大地基準面,它們的經緯度坐標是有差異的. 。

采用的3個橢球體參數如下（源自“全球定位系統測量規范 GB/T 18314-2001”）：

橢球體長半軸短半軸。

Krassovsky 6378245 6356863.0188 。

IAG 75 6378140 6356755.2882 。

WGS 84 6378137 6356752.3142 。

理橢球面是用來逼近地球的,應該是一個立的橢圓旋轉而成的. 。

2、大地基準面

橢球體與大地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,如前蘇聯的Pulkovo 1942、非洲索馬里的Afgooye基準面都采用了Krassovsky橢球體,但它們的大地基準面顯然是不同的.在目前的GIS商用軟件中,大地基準面都通過當地基準面向WGS84的轉換7參數來定義,即三個平移參數ΔX、ΔY、ΔZ表示兩坐標原點的平移值；三個旋轉參數εx、εy、εz表示當地坐標系旋轉至與地心坐標系平行時,分別繞Xt、Yt、Zt的旋轉角；最后是比例校正因子,用于調整橢球大小.北京54、西安80相對WGS84的轉換參數至今沒有公開,實際工作中可利用工作區內已知的北京54或西安80坐標控制點進行與WGS84坐標值的轉換,在只有一個已知控制點的情況下(往往如此),用已知點的北京54與WGS84坐標之差作為平移參數,當工作區范圍不大時,如青島市,精度也足夠了. 。

以（32°,121°）的高斯-克呂格投影結果為例,北京54及WGS84基準面,兩者投影結果在南北方向差距約63米(見下表),對于幾十或幾百萬的地圖來說,這一誤差無足輕重,但在工程地圖中還是應該加以考慮的. 。

輸入坐標（度）北京54 高斯投影（米）

WGS84 高斯投影（米）

緯度值（X） 32 3543664 3543601 。

經度值（Y） 121 21310994 21310997 。

理橢球面和地球肯定不是完全貼合的,因而,即使用同一個橢球面,不同的地區由于關心的位置不同,需要最大限度的貼合自己的那一部分,因而大地基準面就會不同. 。

3、高斯投影

（1）高斯-克呂格投影性質。

高斯-克呂格(Gauss-Kruger)投影簡稱“高斯投影”,又名"等角橫切橢圓柱投影”,地球橢球面和平面間正形投影的一種.德國數學家、物理學家、天文學家高斯（Carl FriedrichGauss,1777一 1855）于十九世紀二十年代擬定,后經德國大地測量學家克呂格（Johannes Kruger,1857～1928）于 1912年對投影公式加以補充,故名.該投影按照投影帶中央子午線投影為直線且長度不變和赤道投影為直線的條件,確定函數的形式,從而得到高斯一克呂格投影公式.投影后,除中央子午線和赤道為直線外, 其他子午線均為對稱于中央子午線的曲線.設想用一個橢圓柱橫切于橢球面上投影帶的中央子午線,按上述投影條件,將中央子午線兩側一定經差范圍內的橢球面正形投影于橢圓柱面.將橢圓柱面沿過南北極的母線剪開展平,即為高斯投影平面.取中央子午線與赤道交點的投影為原點,中央子午線的投影為縱坐標x軸,赤道的投影為橫坐標y軸,構成高斯克呂格平面直角坐標系. 。

高斯-克呂格投影在長度和面積上變形很小,中央經線無變形,自中央經線向投影帶邊緣,變形逐漸增加,變形最大之處在投影帶內赤道的兩端.由于其投影精度高,變形小,而且計算簡便（各投影帶坐標一致,只要算出一個帶的數據,其他各帶都能應用）,因此在大比例尺地形圖中應用,可以滿足軍事上各種需要,能在圖上進行精確的量測計算. 。

（2）高斯-克呂格投影分帶。

按一定經差將地球橢球面劃分成若干投影帶,這是高斯投影中限制長度變形的最有效方法.分帶時既要控制長度變形使其不大于測圖誤差,又要使帶數不致過多以減少換帶計算工作,據此原則將地球橢球面沿子午線劃分成經差相等的瓜瓣形地帶,以便分帶投影.通常按經差6度或3度分為六度帶或三度帶.六度帶自0度子午線起每隔經差6度自西向東分帶,帶號依次編為第 1、2…60帶.三度帶是在六度帶的基礎上分成的,它的中央子午線與六度帶的中央子午線和分帶子午線重合,即自 1.5度子午線起每隔經差3度自西向東分帶,帶號依次編為三度帶第 1、2…120帶.我國的經度范圍西起 73°東至135°,可分成六度帶十一個,各帶中央經線依次為75°、81°、87°、……、117°、123°、129°、135°,或三度帶二十二個.六度帶可用于中小比例尺（如 1：250000）測圖,三度帶可用于大比例尺（如 1：10000）測圖,城建坐標多采用三度帶的高斯投影. 。

（3）高斯-克呂格投影坐標。

高斯- 克呂格投影是按分帶方法各自進行投影,故各帶坐標成獨立系統.以中央經線投影為縱軸(x), 赤道投影為橫軸(y),兩軸交點即為各帶的坐標原點.縱坐標以赤道為零起算,赤道以北為正,以南為負.我國位于北半球,縱坐標均為正值.橫坐標如以中央經線為零起算,中央經線以東為正,以西為負,橫坐標出現負值,使用不便,故規定將坐標縱軸西移500公里當作起始軸,凡是帶內的橫坐標值均加 500公里.由于高斯-克呂格投影每一個投影帶的坐標都是對本帶坐標原點的相對值,所以各帶的坐標完全相同,為了區別某一坐標系統屬于哪一帶,在橫軸坐標前加上帶號,如(4231898m,21655933m),其中21即為帶號. 。

（4）高斯-克呂格投影與UTM投影。

某些國外的軟件如ARC/INFO或國外儀器的配套軟件如多波束的數據處理軟件等,往往不支持高斯-克呂格投影,但支持UTM投影,因此常有把UTM投影坐標當作高斯-克呂格投影坐標提交的現象. 。

UTM投影全稱為“通用橫軸墨卡托投影”,是等角橫軸割圓柱投影（高斯-克呂格為等角橫軸切圓柱投影）,圓柱割地球于南緯80度、北緯84度兩條等高圈,該投影將地球劃分為60個投影帶,每帶經差為6度,已被許多國家作為地形圖的數學基礎.UTM投影與高斯投影的主要區別在南北格網線的比例系數上,高斯-克呂格投影的中央經線投影后保持長度不變,即比例系數為1,而UTM投影的比例系數為0.9996.UTM投影沿每一條南北格網線比例系數為常數,在東西方向則為變數,中心格網線的比例系數為0.9996,在南北縱行最寬部分的邊緣上距離中心點大約 363公里,比例系數為 1.00158. 。

高斯-克呂格投影與UTM投影可近似采用 Xutm=0.9996 * X高斯,Yutm=0.9996 * Y高斯進行坐標轉換.以下舉例說明(基準面為WGS84)：

輸入坐標（度）高斯投影（米） UTM投影（米） Xutm=0.9996 * X高斯, Yutm=0.9996 * Y高斯。

緯度值（X） 32 3543600.9 3542183.5 3543600.9*0.9996 ≈ 3542183.5 。

經度值（Y） 121 21310996.8 311072.4 (310996.8-500000)*0.9996+500000 ≈ 311072.4 。

注：坐標點（32,121）位于高斯投影的21帶,高斯投影Y值21310996.8中前兩位“21”為帶號；坐標點（32,121）位于UTM投影的51帶,上表中UTM投影的Y值沒加帶號.因坐標縱軸西移了500000米,轉換時必須將Y值減去500000乘上比例因子后再加500000. 。

理高斯投影的方法就是保持赤道和中央經線不變形,把球面攤平.方法：用一個橢圓柱套住橢球,把它投影到橢圓柱上,然后打開橢圓柱即可. 。

4、其他

WGS 84 是常用的經緯度的橢球面,也是一個公開的基準面. 。

正轉換:經緯度-->高斯投影坐標. 。

大地基準面用于高斯投影,或者高斯分帶投影,無論是54,80,還是wgs84,都有可能. 。

在不同的基準面下,同一個點的經緯度不同,投影坐標也不同.。

世界坐標系下可以顯示utm坐標嗎

可以。

三維空間坐標系，X、Y、Z表示物體的位置，Roll、Pitch、Yaw表示物體的姿態。

世界坐標系

WGS-84經緯坐標系：地心坐標系，坐標原點為地球質心。

UTM坐標系：相機投影相關坐標系及其轉換。相機投影相關坐標系有世界坐標系、相機坐標系、圖像坐標系、像素坐標系等。

世界坐標系O_wX_wY_wZ_w，可描述物體相對空間位置關系和相機的相對位置。如用于描述視覺傳感器的位置。

北京54，西安80，UTM，WGS84坐標之間的區別和聯系

區別：

一、坐標系不同

1、北京54坐標系為參心大地坐標系。

2、西安80坐標系為參心坐標系。

3、WGS84坐標系為地心坐標系。

4、UTM坐標系是是一種平面直角坐標，即投影坐標系。

二、橢球體不同

1、北京54坐標系采用克拉索夫斯基橢球的兩個幾何參數。

2、西安80坐標系采用地球橢球基本參數為1975年國際大地測量與地球物理聯合會第十六屆大會推薦的數據。

3、WGS-84采用的橢球是國際大地測量與地球物理聯合會第17屆大會大地測量常數推薦值，WGS84基準面采用WGS84橢球體。

三、高程基準不同

1、北京54坐標系高程基準為1954年青島驗潮站求出的黃海平均海水面。

2、西安80坐標系基準面采用青島大港驗潮站1952－1979年確定的黃海平均海水面（即1985國家高程基準）。

四、坐標原點不同

1、北京54坐標系大地原點在原蘇聯的普爾科沃。

2、西安80坐標系大地原點在我國中部，具體地點是陜西省涇陽縣永樂鎮。

3、WGS-84原點是地球的質心。

聯系：

1、北京54，西安80，WGS84坐標系為大地坐標系，UTM是投影坐標系。大地坐標系是投影坐標系的基礎。

2、用經緯度表示的是地理坐標系，也稱大地坐標系。有時候用地理坐標系不夠方便，人們比較習慣于使用平面坐標系，平面坐標系用xy表示。

3、把球體表面的坐標轉成平面坐標需要一定的手段，這個手段稱為投影。

投影方法也不是唯一的，還是為了一個目的，務求使當地的坐標最準確。所以目前就存在了好多投影方法，比如高斯投影、墨卡托投影等。

擴展資料：

西安80坐標系特點：

1980年國家大地坐標系建成后，在實用中改稱1980西安坐標系。

1、橢球參數與克拉索夫斯基橢球相比精度高。

2、橢球有4個參數，是一套完整的數值，既確定了幾何形狀，又表明了地球的基本物理特征，從而將大地測量學與大地重力學的基本參數統一起來。

3、橢球參數與國際天文學會(IAU)決定從1984年啟用的新天文常數系統中的地球橢球參數相一致。

4、與1954年北京坐標系相比，軸系與參考基本面明確。

5、通過橢球定位，參考橢球與我國似大地水準符合較好，高程異常的等值線零線有兩條穿過我國東部和西部，一般地區高程異常在+20m ~ 一20m之間。

6、該坐標系是綜合利用我國30年來天文、重力、三角測量資料建成的我國自己的大地坐標系。

參考資料：百度百科-1980西安坐標系。

UTM投影與WGS84坐標系統是什么關系？

北京54，西安80，wgs84坐標都是是大地坐標，也就是我們通常所說的經緯度坐標，但是它們基于的橢球體不同，我國當前的基本比例尺地形圖都是基于北京54和西安80的，而gps接受的定位數據是基于wgs84的。utm是一種投影坐標，是將球面經緯度坐標經過投影算法轉換成的平面坐標，即通常所說的xy坐標。

utm坐標與2000坐標關系

先后關系。utm坐標是指通過橫墨卡托網格系統，所創造的網格結構，而2000的坐標是一個準確的點，是通過utm坐標而產生的，是先后的關系。

距離坐標是什么？

坐標是描述位置的一組數值，一般有緯度（北或南）和經度（東或西）。UTM坐標系以米為單位測量你離赤道（北或南）和本初子午線（東或西）的距離。另外一個坐標系MGPS（Military Grid Reference Sy stem）也基于UTM，但是把UTM坐標分隔得更細了，它只用在軍用的GPS接收器上。

平面位置，例如經度和緯度，稱做2維坐標，至少需要3顆GPS衛星的數據來定位2維坐標。如果因為樹木、山峰或建筑物擋住了衛星，你可能只能得到2維坐標。緯度、經度和速度稱為3維坐標，確定它需要至少4顆衛星。