WGS84與C80坐標系：
任何一項測量工作都離不開一個基準，都需要—個特定的坐標系。例如，在常規(guī)大地測量中，各國都有自己的測量基準和坐標系(如我國的1980年國家大地坐標系C80)。由于GPS是全球性的定位導航系統(tǒng)，其坐標系統(tǒng)也必須是全球性的。為了使用方便，它是通過國際協(xié)議確定的，稱為協(xié)議地球坐標系( Conventional Terrestrial System—CTS)。目前，GPS測量中所使用的協(xié)議地球坐標系統(tǒng)稱為WGS—84世界大地坐標系(Wor1d Geodetic System)。屬于地心坐標系，它是美國國防局為進行GPS導航定位于1984年建立的地心坐標系，1985年投入使用。

WGS-84坐標系的幾何意義是：坐標系的原點位于地球質心，z軸指向（國際時間局）BIH1984.0定義的協(xié)議地球極(CTP)方向，x軸指向BIH1984.0的零度子午面和CTP赤道的交點，y軸通過右手規(guī)則確定。

WGS-84地心坐標系可以與1954北京坐標系或1980西安坐標系等參心坐標系相互轉換，其方法之一是：在測區(qū)內，利用至少3個以上公共點的兩套坐標列出坐標轉換方程，采用最小二乘原理解算出7個轉換參數就可以得到轉換方程。其中7個轉換參數是指3個平移參數、3個旋轉參數和1個尺度參數。

"WGS84坐標系" 英文對照wgs 84 system; wgs - 84 coordinate system; 
 "WGS84坐標系" 在學術文獻中的解釋

1、根據ICDGPS200對WGS84坐標系的定義為:
1.坐標原點位于地球質心.
2.Z軸平行于指向BIH定義的國際協(xié)議原點CIO.
3.X軸指向WGS84參考子午面與平均天文赤道面的交點,WGS84參考子午面平行于BIH定義的零子午面
 
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WGS84:World Geodetic System 1984，是為GPS全球定位系統(tǒng)使用而建立的坐標系統(tǒng)。通過遍布世界的衛(wèi)星觀測站觀測到的坐標建立，其初次WGS84的精度為1-2m，在1994年1月2日，通過10個觀測站在GPS測量方法上改正，得到了WGS84（G730），G表示由GPS測量得到，730表示為GPS時間第730個周。

1996年，National Imagery and Mapping Agency (NIMA) 為美國國防部 (U.S.Department of Defense, DoD)做了一個新的坐標系統(tǒng)。這樣實現(xiàn)了新的WGS版本：WGS（G873）。其因為加入了美國海軍天文臺和北京站的改正，其東部方向加入了31-39cm 的改正。所有的其他坐標都有在1分米之內的修正。

WGS84坐標與北京54坐標轉換      戴勤奮  

1. 橢球體、基準面及地圖投影

GIS中的坐標系定義是GIS系統(tǒng)的基礎，正確定義GIS系統(tǒng)的坐標系非常重要。GIS中的坐標系定義由基準面和地圖投影兩組參數確定，而基準面的定義則由特定橢球體及其對應的轉換參數確定，因此欲正確定義GIS系統(tǒng)坐標系，首先必須弄清地球橢球體(Ellipsoid)、大地基準面(Datum)及地圖投影(Projection)三者的基本概念及它們之間的關系。

基準面是利用特定橢球體對特定地區(qū)地球表面的逼近，因此每個國家或地區(qū)均有各自的基準面，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(lián)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(xié)會推薦的1975地球橢球體建立了我國新的大地坐標系--西安80坐標系，目前大地測量基本上仍以北京54坐標系作為參照，北京54與西安80坐標之間的轉換可查閱國家測繪局公布的對照表。 WGS1984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，目前GPS測量數據多以WGS1984為基準。

上述3個橢球體參數如下：

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，如前蘇聯(lián)的Pulkovo 1942、非洲索馬里的Afgooye基準面都采用了Krassovsky橢球體，但它們的基準面顯然是不同的。

地圖投影是將地圖從球面轉換到平面的數學變換，如果有人說：該點北京54坐標值為X=4231898,Y=21655933，實際上指的是北京54基準面下的投影坐標，也就是北京54基準面下的經緯度坐標在直角平面坐標上的投影結果。

2. GIS中基準面的定義與轉換

雖然現(xiàn)有GIS平臺中都預定義有上百個基準面供用戶選用，但均沒有我們國家的基準面定義。假如精度要求不高，可利用前蘇聯(lián)的Pulkovo 1942基準面(Mapinfo中代號為1001)代替北京54坐標系；假如精度要求較高，如土地利用、海域使用、城市基建等GIS系統(tǒng)，則需要自定義基準面。

GIS系統(tǒng)中的基準面通過當地基準面向WGS1984的轉換7參數來定義，轉換通過相似變換方法實現(xiàn)，具體算法可參考科學出版社1999年出版的《城市地理信息系統(tǒng)標準化指南》第76至86頁。假設Xg、Yg、Zg表示WGS84地心坐標系的三坐標軸，Xt、Yt、Zt表示當地坐標系的三坐標軸，那么自定義基準面的7參數分別為：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。

美國國家測繪局(National Imagery and Mapping Agency)公布了世界大多數國家的當地基準面至WGS1984基準面的轉換3參數(平移參數)，可從 http://164.214.2.59/GandG/wgs84dt/dtp.html 下載，其中包括有香港Hong Kong 1963基準面、臺灣 Hu-Tzu-Shan 基準面的轉換3參數，但是沒有中國大陸的參數。

實際工作中一般都根據工作區(qū)內已知的北京54坐標控制點計算轉換參數，如果工作區(qū)內有足夠多的已知北京54與WGS84坐標控制點，可直接計算坐標轉換的7參數或3參數；當工作區(qū)內有3個已知北京54與WGS84坐標控制點時，可用下式計算WGS84到北京54坐標的轉換參數(A、B、C、D、E、F)：x54 = AX84 + BY84 + C，y54 = DX84 + EY84 + F，多余一點用作檢驗；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(qū)范圍不大時精度也足夠了。

從Mapinfo中國的URL(http://www./download)可下載到包含北京54、西安80坐標系定義的Mapinfow.prj文件，其中定義的北京54基準面參數為：(3,24,-123,-94,-0.02,0.25,0.13,1.1,0)，西安80基準面參數為：(31,24,-123,-94,-0.02,0.25,0.13,1.1,0)，文件中沒有注明其參數的來源，我發(fā)現(xiàn)它們與Mapinfo參考手冊附錄G"定義自定義基準面"中的一個例子所列參數相同，因此其可靠性值得懷疑，尤其從西安80與北京54采用相同的7參數來看，至少西安80的基準面定義肯定是不對的。因此，當系統(tǒng)精度要求較高時，一定要對所采用的參數進行檢測、驗證，確保坐標系定義的正確性。

3. GIS中地圖投影的定義

我國的基本比例尺地形圖(1:5千，1:1萬，1:2.5萬，1:5萬，1:10萬，1:25萬，1:50萬，1:100萬)中，大于等于50萬的均采用高斯-克呂格投影(Gauss-Kruger)，又叫橫軸墨卡托投影(Transverse Mercator)；小于50萬的地形圖采用正軸等角割園錐投影，又叫蘭勃特投影(Lambert Conformal Conic)；海上小于50萬的地形圖多用正軸等角園柱投影，又叫墨卡托投影(Mercator)，我國的GIS系統(tǒng)中應該采用與我國基本比例尺地形圖系列一致的地圖投影系統(tǒng)。

在MapX中坐標系定義由基準面、投影兩部分參數組成，方法如下：

CoordSys.Set(Type, [Datum], [Units], [OriginLongitude], [OriginLatitude],
[StandardParallelOne], [StandardParallelTwo], [Azimuth], [ScaleFactor],
[FalseEasting], [FalseNorthing], [Range], [Bounds], [AffineTransform])

其中參數：Type表示投影類型，Type為1時地圖坐標以經緯度表示，它是必選參數，它后面的參數都為可選參數；
Datum為大地基準面對象，如果采用非地球坐標(NonEarth)無需定義該參數；
Units為坐標單位，如Units為7表示以米為單位；
OriginLongitude、OriginLatitude分別為原點經度和緯度；
StandardParallelOne、StandardParallelTwo為第一、第二標準緯線；
Azimuth為方位角，斜軸投影需要定義該參數；
ScaleFactor為比例系數；
FalseEasting, FalseNorthing為東偽偏移、北偽偏移值；
Range為地圖可見緯度范圍；
Bounds為地圖坐標范圍，是一矩形對象，非地球坐標(NonEarth)必須定義該參數；
AffineTransform為坐標系變換對象。

相應高斯-克呂格投影、蘭勃特投影、墨卡托投影需要定義的坐標系參數序列如下：

高斯-克呂格：投影代號(Type)，基準面(Datum)，單位(Unit)，
中央經度(OriginLongitude)，原點緯度(OriginLatitude)，
比例系數(ScaleFactor)，
東偽偏移(FalseEasting)，北緯偏移(FalseNorthing)

蘭勃特: 投影代號(Type)，基準面(Datum)，單位(Unit)，
中央經度(OriginLongitude)，原點緯度(OriginLatitude)，
標準緯度1(StandardParallelOne)，標準緯度2(StandardParallelTwo)，
東偽偏移(FalseEasting)，北緯偏移(FalseNorthing)

墨卡托: 投影代號(Type)，基準面(Datum)，單位(Unit)，
原點經度(OriginLongitude)，原點緯度(OriginLatitude)，
標準緯度(StandardParallelOne)

在城市GIS系統(tǒng)中均采用6度或3度分帶的高斯-克呂格投影，因為一般城建坐標采用的是6度或3度分帶的高斯-克呂格投影坐標。高斯-克呂格投影以6度或3度分帶，每一個分帶構成一個獨立的平面直角坐標網，投影帶中央經線投影后的直線為X軸(縱軸，緯度方向)，赤道投影后為Y軸(橫軸，經度方向)，為了防止經度方向的坐標出現(xiàn)負值，規(guī)定每帶的中央經線西移500公里，即東偽偏移值為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，因此規(guī)定在橫軸坐標前加上帶號，如(4231898,21655933)其中21即為帶號，同樣所定義的東偽偏移值也需要加上帶號，如21帶的東偽偏移值為21500000米。

假如你的工作區(qū)位于21帶，即經度在120度至126度范圍，該帶的中央經度為123度，采用Pulkovo 1942基準面，那么定義6度分帶的高斯-克呂格投影坐標系參數為：(8，1001，7，123，0，1，21500000，0)。

那么當精度要求較高，實測數據為WGS1984坐標數據時，欲轉換到北京54基準面的高斯-克呂格投影坐標，如何定義坐標系參數呢？你可選擇WGS 1984(Mapinfo中代號104)作為基準面，當只有一個已知控制點時(見第2部分)，根據平移參數調整東偽偏移、北緯偏移值實現(xiàn)WGS84到北京54的轉換，如:(8，104，7，123，0，1，21500200，-200)，也可利用 AffineTransform坐標系變換對象,此時的轉換系數(A、B、C、D、E、F)中A、B、D、E為0，只有X、Y方向的平移值C、F ；當有3個已知控制點時，可利用得到的轉換系數(A、B、C、D、E、F)定義 AffineTransform坐標系變換對象，實現(xiàn)坐標系的轉換，如：(8，104，7，123，0，1，21500000，0，map.AffineTransform)，其中AffineTransform定義為AffineTransform.set(7，A、B、C、D、E、F)(7表示單位米)；當然有足夠多已知控制點時，直接求定7參數自定義基準面就行了。