“相同的經(jīng)緯度坐標(biāo)在地圖上顯示會(huì)有偏移”您有沒有遇到相似的情形？各種坐標(biāo)體系之間如何轉(zhuǎn)換？到底有哪些坐標(biāo)體系？什么是火星坐標(biāo)？

現(xiàn)在全球有四個(gè)衛(wèi)星定位系統(tǒng)：美國的全球定位系統(tǒng)GPS（Global Positioning System）,俄羅斯的格洛納斯GIONASS, 歐盟的伽利略系統(tǒng)，我國的北斗。每個(gè)系統(tǒng)都有幾個(gè)部分：星載部分、控制部分、以及用戶部分。每個(gè)衛(wèi)星在運(yùn)行中，發(fā)送電磁波信息、包含時(shí)間、位置等等，用戶部分根據(jù)定位裝置接收信號(hào)，然后進(jìn)行方程解算，由于要更多的解因子，所以GPS系統(tǒng)下，一般三顆衛(wèi)星信號(hào)鎖定后才能計(jì)算三差解，也就是粗略定位結(jié)果了。

常見的坐標(biāo)體系有哪些：

1）GPS坐標(biāo)（wgs84）

wgs84 :WorldGeodetic System 1984，(全世界最流行的基準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)) ，是由美國國防部制圖局建立，于1987年取代了當(dāng)時(shí)GPS所采用的坐標(biāo)系統(tǒng)(WGS-72坐標(biāo)系統(tǒng))。

WGS-84坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)位于地球的質(zhì)心，Z軸指向BIHl984.0定義的協(xié)議地球極方向，X軸指向BIHl984.0的起始子午面和赤道的交點(diǎn)。

GPS系統(tǒng)直接通過衛(wèi)星定位獲得的坐標(biāo)，一般由經(jīng)度和緯度兩個(gè)參數(shù)組成，也叫經(jīng)緯度。由0°經(jīng)線和赤道確定，地球從格林尼治向東、西各劃分180個(gè)經(jīng)度；從赤道起，向南、北也各劃分90個(gè)緯度。單位是六十進(jìn)制(度：分：秒，字母表示方向)或十進(jìn)制(正/負(fù)十進(jìn)制度)的。

谷歌地球，googleearth上取到的，是GPS坐標(biāo)，而且是度分秒形式，如圖：

2）GCJ02

GCJ-02是國內(nèi)最廣泛使用的坐標(biāo)體系。是由中國國家測繪局制訂的地理信息系統(tǒng)的坐標(biāo)系統(tǒng)。

它是一種對(duì)經(jīng)緯度數(shù)據(jù)的加密算法，即加入隨機(jī)的偏差，就是對(duì)真實(shí)坐標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行人為的加偏處理，按照特殊的算法，將真實(shí)的坐標(biāo)加密成虛假的坐標(biāo)，而這個(gè)加偏并不是線性的加偏，所以各地的偏移情況都會(huì)有所不同。而加密后的坐標(biāo)也常被人稱為火星坐標(biāo)系統(tǒng)。

國內(nèi)出版的各種地圖系統(tǒng)（包括電子形式），必須至少采用GCJ-02對(duì)地理位置進(jìn)行首次加密。所有的電子地圖、導(dǎo)航設(shè)備，都需要加入國家保密插件：第一步，地圖公司測繪地圖，測繪完成后，送到國家測繪局，將真實(shí)坐標(biāo)的電子地圖，加密成“火星坐標(biāo)”，這樣的地圖才是可以出版和發(fā)布的，然后才可以讓GPS公司處理。第二步，所有的GPS公司，只要需要汽車導(dǎo)航的，需要用到導(dǎo)航電子地圖的，都需要在軟件中加入國家保密算法，將COM口讀出來的真實(shí)的坐標(biāo)信號(hào)，加密轉(zhuǎn)換成國家要求的保密的坐標(biāo)。這樣，GPS導(dǎo)航儀和導(dǎo)航電子地圖就可以完全匹配，GPS也就可以正常工作了。

比如谷歌中國，騰訊，高德都在用這個(gè)坐標(biāo)體系。

3）其他坐標(biāo)體系

一般都是由GCJ-02進(jìn)過偏移算法得到的。

這種體系就根據(jù)每個(gè)公司的不同，坐標(biāo)體系都不一樣了。

比如，圖吧、百度和搜狗就使用自己的坐標(biāo)體系，與其他坐標(biāo)體系不兼容。百度定位SDK可以返回三種坐標(biāo)系，分別是bd09, bd09ll和gcj02，其中bd-09能無偏差地顯示在百度地圖上。bd09ll 百度又在gcj02的技術(shù)上將坐標(biāo)加密就成了bd09ll坐標(biāo)。

現(xiàn)在，您明白了嗎：

在各種web端平臺(tái)，或者高德、騰訊、百度上取到的坐標(biāo)，都不是GPS坐標(biāo)，都是GCJ-02坐標(biāo)，或者自己的偏移坐標(biāo)系。

比如，你在谷歌地圖API，高德地圖API，騰訊地圖API上取到的，都是GCJ-02坐標(biāo)，他們?nèi)叶际峭ㄓ玫?，也適用于大部分地圖API產(chǎn)品，以及他們的地圖產(chǎn)品。

例外，百度API上取到的，是BD-09坐標(biāo)，只適用于百度地圖相關(guān)產(chǎn)品。

例外，搜狗API上取到的，是搜狗坐標(biāo)，只適用于搜狗地圖相關(guān)產(chǎn)品。

例外，谷歌地球，googleearth上取到的，是GPS坐標(biāo)，而且是度分秒形式的經(jīng)緯度坐標(biāo)，在國內(nèi)不允許使用，必須轉(zhuǎn)換為GCJ-02坐標(biāo)。

1）坐標(biāo)格式

A、經(jīng)緯度。這個(gè)是球面坐標(biāo)，對(duì)于北京來說，就是(116.388171,39.935961)這樣的坐標(biāo)。比如騰訊、高德、百度都是這樣的經(jīng)緯度坐標(biāo)。谷歌是經(jīng)緯度順序?qū)懛吹慕?jīng)緯度坐標(biāo)。

所有坐標(biāo)體系的原點(diǎn)，都是非洲，如圖：

B、墨卡托坐標(biāo)。是一種投影坐標(biāo), 又稱為高斯-克呂格投影（Gauss-KrugerProjection），它不是用經(jīng)緯度來表示的，數(shù)字一般都比較大，像這樣的：(215362.00021333335, 99526.00034912192)，多用于航海圖航空?qǐng)D。墨卡托坐標(biāo)主要用于程序的后臺(tái)計(jì)算。直線距離，加加減減計(jì)算方便。比如搜狗地圖API就是直接使用的墨卡托坐標(biāo)。

2）度分秒坐標(biāo)與經(jīng)緯度的轉(zhuǎn)換

比如，在GPS記錄儀，或者google earth上采集到的是60進(jìn)制度分秒形式113°50'40.45，那么應(yīng)該怎樣換算？

113.8445694444445=113+50/60+40.45/3600

反過來，知道經(jīng)緯度113.844569444444怎樣換算成度分秒呢？

度=113

分=（113.8445694444445-度）*60，取整數(shù)

秒=（0.8445694444445-分*60）*3600

3）GPS點(diǎn)的經(jīng)緯度坐標(biāo)小數(shù)點(diǎn)后哪一位是精確到米?

小數(shù)度：

經(jīng)度0.00001度（十萬分之一度,0°0'0.036'）,在赤道上對(duì)應(yīng)的地球表面距離約為1米稍多,但在南北極極點(diǎn)上,則是0米.

緯度0.00001度在地球表面任意地方對(duì)應(yīng)的地球表面距離都是大約1米稍多.

度分秒：

對(duì)于緯度:一秒==30.8米,一分==1.85公里.一度==110公里

對(duì)于精度,精度的差值隨著緯度的增加而減少在赤道附近兩者是相同的,在其他地方是30.8X緯度的余弦

4）GPS 坐標(biāo)與實(shí)際距離的轉(zhuǎn)換

我想知道google地圖中 GPS坐標(biāo)的與實(shí)際距離的轉(zhuǎn)換

例如 點(diǎn)p1(28.18745,121.98767)到p2(28.129762,121.91891)直線段的距離在實(shí)際中沿球面是多少距離

d=sqrt((x1-x2)*(x1-x2)+(y1-y2)*(y1-y2))

5）坐標(biāo)偏移

如果您的坐標(biāo)在轉(zhuǎn)換之后，還有偏移，那么考慮以下幾個(gè)方面。

A、原始坐標(biāo)系弄錯(cuò)，比如以為自己是GPS坐標(biāo)，但其實(shí)已經(jīng)是GCJ-02坐標(biāo)。

解決方案：請(qǐng)確保采集到的數(shù)據(jù)是哪個(gè)坐標(biāo)體系，需要轉(zhuǎn)換到哪個(gè)坐標(biāo)系，再進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。

B、原始坐標(biāo)準(zhǔn)確度不夠

解決方案：如果您是GPS坐標(biāo)，請(qǐng)確保采集GPS數(shù)據(jù)時(shí)，搜到至少4顆以上的衛(wèi)星。并且GPS數(shù)據(jù)準(zhǔn)不準(zhǔn)，還取決于周圍建筑物的高度，越高越不準(zhǔn)，因?yàn)橛姓趽酢?/p>

如果本來就是GCJ-02坐標(biāo)，在不同地圖放大級(jí)別的時(shí)候，看到的地方可能不一樣。比如你在地圖級(jí)別4（國家）取到的坐標(biāo)，放大到地圖12級(jí)（街道）時(shí)，坐標(biāo)就偏了。請(qǐng)確保在地圖最大放大級(jí)別時(shí)，拾取坐標(biāo)。

C、度分秒的概念混淆

比如，在googleearth上采集到的是39°31'20.51，那么應(yīng)該這樣換算，31分就是31/60度，20.51秒就是20.51/3600度，結(jié)果就是39 + 31/60 + 20.51/3600 度。

D、經(jīng)緯度順序?qū)懛戳?/p>

有些公司（比如高德，百度，騰訊）是先經(jīng)度，再緯度，即Point(lng, lat)。但谷歌坐標(biāo)的順序恰好相反，是(lat, lng)。

1）說“經(jīng)緯度投影”對(duì)嗎？

經(jīng)緯度表示的是地理坐標(biāo)系（單位是度），不是投影坐標(biāo)系（單位是米），兩者放一起明顯不妥。

2）大地坐標(biāo)系與地理坐標(biāo)系有何不同？

大地坐標(biāo)系和地理坐標(biāo)系都是經(jīng)緯度表示的坐標(biāo)系，本身并不包含投影信息，很多時(shí)候，這兩種說法都是相同的。

3）為什么有地理坐標(biāo)系和投影坐標(biāo)系之分？

由于經(jīng)緯度的度數(shù)不對(duì)應(yīng)某一標(biāo)準(zhǔn)長度，因此無法精確測量距離或面積，也難以在平面地圖或計(jì)算機(jī)屏幕上顯示數(shù)據(jù)。在使用許多（不是全部）GIS 分析和制圖應(yīng)用程序時(shí)，經(jīng)常需要由投影坐標(biāo)系提供的更穩(wěn)定的平面坐標(biāo)框架。與地理坐標(biāo)系不同，在二維空間范圍內(nèi)，投影坐標(biāo)系的長度、角度和面積恒定。投影坐標(biāo)系始終基于地理坐標(biāo)系，而后者則是基于球體或旋轉(zhuǎn)橢球體的。在投影坐標(biāo)系中，通過格網(wǎng)上的 x,y 坐標(biāo)來標(biāo)識(shí)位置，其原點(diǎn)位于格網(wǎng)中心。

4）通常所說的西安80，北京54是指什么？

GIS中的坐標(biāo)系統(tǒng)定義由基準(zhǔn)面和地圖投影兩組參數(shù)確定，基準(zhǔn)面對(duì)應(yīng)一個(gè)參考橢球體，我們常說的北京54、西安80、國家大地2000坐標(biāo)系都是指其參考橢球體?；谶@種橢球體，我們能定義出大地坐標(biāo)系和投影坐標(biāo)系。只說一個(gè)西安80是不能確定坐標(biāo)系統(tǒng)的，因?yàn)闆]有說明有沒有投影及投影信息。如果不指明投影方式，則認(rèn)為西安80、北京54的表現(xiàn)形式為大地坐標(biāo)，而不是投影平面直角坐標(biāo)。

5）什么都是高斯投影 ？

高斯-克呂格投影屬于橫軸墨卡托投影，能小范圍內(nèi)保持形狀不變，因此被國內(nèi)普遍采用，但在表示小比例尺數(shù)據(jù)時(shí)，這種投影明顯不合適。就中國來說，一般50萬以上比例尺采用高斯投影，50萬以下采用蘭伯特投影。數(shù)據(jù)用途不同，具體的投影方式各有不同，有的是為了保持面積不變，有的是為了保持形狀不變。另一種世界常用的投影是UTM（通用墨卡托投影），高斯-克呂格投影是“等角橫切橢圓柱投影”，投影后**經(jīng)線保持長度不變，即比例系數(shù)為1；UTM投影是“等角橫軸割圓柱投影”，圓柱割地球于南緯80度、北緯84度兩條等高圈，投影后兩條割線上沒有變形，**經(jīng)線上長度比 0.9996。

6）北京54，西安80，WGS84，國家2000 有何不同？

54和80本質(zhì)上是參心坐標(biāo)系，大地原點(diǎn)分別在蘇聯(lián)和西安，原點(diǎn)是參考橢球的幾何中心，這類坐標(biāo)難以表達(dá)高度信息，精度信息等也不夠，正被淘汰。 84和2000本質(zhì)上是地心坐標(biāo)系，即以地球質(zhì)量中心作為坐標(biāo)系原點(diǎn)。 54的橢球體長半軸半徑是6378245米，80為6378140米，84和2000坐標(biāo)系一樣，都是6378137米。國家最新的2000坐標(biāo)系和WGS84據(jù)說在厘米級(jí)都是一樣的，但和80坐標(biāo)在高緯度地區(qū)誤差達(dá)十幾倍。

7) Google、Microsoft、ArcGIS提供的地圖服務(wù)分別采用了什么坐標(biāo)系？

現(xiàn)在都統(tǒng)一為了WebMercator，即正軸墨卡托投影，和UTM（常規(guī)墨卡托）投影的主要區(qū)別是為了實(shí)現(xiàn)上的方便，把地球模擬為球體而非橢球體，精度理論上差別0.33%，比例尺大時(shí)基本可以忽略。同時(shí)緯度范圍變成了(-85,85),南北極顯示不了，但不影響正常使用，這樣也減少了切圖數(shù)量。

8）ArcGIS的空間參考與坐標(biāo)系統(tǒng)？

ArcGIS的空間參考信息SpatialReference，不僅包含了坐標(biāo)系統(tǒng)的定義，還包括容差Tolerance和分辨率Resolution等，通常由Prj文件表示。ArcGIS中的坐標(biāo)系統(tǒng)分地理坐標(biāo)系和投影坐標(biāo)系，其中投影坐標(biāo)系也一定包含一個(gè)地理坐標(biāo)系，反之不然。