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经纬度是地理坐标系统的一种表示方法,用于确定地球表面上的任意位置。它由两个角度值组成:经度和纬度。
经度(longitude)表示地点相对于本初子午线的东西方向的位置。0度经度被定义为通过英国伦敦的格林尼治子午线,其他经度按照东西方向以180度为界划分。经度的取值范围是-180度到+180度。
纬度(latitude)表示地点相对于地球赤道的北南方向的位置。赤道的纬度为0度,向南极点为负纬度,向北极点为正纬度。纬度的取值范围是-90度到+90度。
经纬度是根据观测和测量获得的地球位置信息,包括天文观测、卫星测量和地面测量。最早的经纬度测定可以追溯到古代的天文观测。
经纬度代表了地球表面上每个点的唯一位置。经度用于表示东西方向的位置,纬度用于表示北南方向的位置。通过结合经纬度,我们可以精确地定位和标识地球上的任何地点。
由于历史文化和测量方法的差异,存在多种经纬度体系。最常用的是WGS-84(World Geodetic System 1984)和GCJ-02(国测局坐标系),它们在坐标系的原点和测量方法上略有不同。WGS-84被广泛用于全球定位系统(GPS)和大多数地图服务。而GCJ-02则是中国国测局制定的坐标系,在中国境内的地图服务中广泛使用。
不同的经纬度体系之间可以通过数学方式进行换算。
换算不同经纬度体系之间的算法包括三个主要的体系:WGS-84、GCJ-02和BD-09。下面我将简要介绍每个体系之间的换算算法:
WGS-84和GCJ-02之间的转换:经纬度从WGS-84转换到GCJ-02的算法被称为火星坐标系算法,常用于中国地图服务和导航应用中。该算法的实现基于非线性转换,包括对经度和纬度的微调和偏移。最常用的算法是由中国国测局(State Bureau of Surveying and Mapping)开发的算法。
GCJ-02和BD-09之间的转换:经纬度从GCJ-02转换到BD-09的算法被用于中国的百度地图服务。该算法的目的是对定位进行加密处理,保护用户的隐私。该算法也是通过对经度和纬度进行微调和偏移来实现的。这个转换算法是根据百度公司的需求而开发的。
需要注意的是,由于地球并非完全规则的椭球体,不同的地图投影方法也会导致经纬度的略微差异。换算经纬度时,还需考虑投影坐标的转换,以确保精确性和准确性。
昂焱数据平台提供经纬度转换API,支持Google、百度、高德等多种坐标体系经纬度转换。目前各种坐标体系的经纬度并不完全一致,一个地址如果想在多个地图上打点展示的时候,需要转换成其他地图上对应的经纬度坐标,适用于日常地址定位后,坐标转换显示等场景,提供丰富、精准的坐标转换方法。详细请关注【昂焱数据】。
高分君说:
关于经纬度问题,一直以来是都是同学们学习的难点,这次整理了经纬线的知识点,以及两道经典的例题分析,如果认真看的话,一定能够学好它!
经纬度知识点
一、纬线和纬度读图方法:观察图完成:
(1)找出纬线的特征
所有纬线自成一个圆圈,被称为纬线圈,纬线圈的长度不等,最长的是赤道,由赤道向两极逐渐缩短,到两极缩成一个点。纬线指示东西方向,所有的纬线都平行,赤道把地球平分为南北两个半球。
(2)看清纬度的标注方法和纬度的分布排列的规律
纬度从赤道算起,把赤道定为0度,由赤道到北极和南极各分作90度,赤道以北是北纬,代号是N;以南是南纬,代号是S,北纬90度是北极,南纬90度是南极。南纬和北纬的分界线是赤道。
(3)特殊的纬线:
0度纬线:即赤道,是最长的纬线,南北半球的分界线。
30度纬线:低、中纬度的分界线。
60度纬线:中、高纬度的分界线。
90度纬线:即南北极点,北纬90度是北极点,南纬90度是南极点。
23.5度纬线:回归线,是热带和温带的分界线,有无太阳直射现象的分界线。北纬23.5度是北回归线,南纬 23.5度是南回归线。
66.5度纬线:极圈,是温带和寒带的分界线,有无极昼和极夜现象的分界线。北纬66.5度是北极圈,南纬66.5度是南极圈。
(4)看清地球自转的方向
地球是自西向东转的,箭头的方向是东,相反的方向是西。面对地图,上北下南,左西右东。
二、经线和经度读图方法,观察图完成:
(1)找出经线的特征
所有经线都是半圆形,经线长度都相等,经线指示南北方向,所有的经线都在南北两极点处相交,两条正对的经线组成一个经线圈,它们的度数和是180度,任何一个经线圈都可以把地球平分为两个半球。
(2)看清经度的标注方法和经度分布排列的规律
国际上规定,把通过英国伦敦格林尼治天文台原址的那一条经线定为0度经线,也叫本初子午线。从本初子午线向东、向西,各分作180度,以东的180度属于东经,以西的180度属于西经,经度最大是180度,180度经线只有一条。东西经的分界线是0度经线和180度经线。
(3)特殊的经线:
0度经线:即本初子午线,是东西经的分界线,以东是东经,以西是西经。
180度经线:是东西经的分界线,以东是西经,以西为东经。
西经20度经线:东西半球的分界线,以东是东半球,以西是西半球。
东经160度经线:东西半球的分界线,以东是西半球,以西是东半球。
三、六条分界线(1)北纬、南纬的分界线:赤道,赤道以北为北纬,赤道以南为南纬
(2)东经、西经的分界线:本初子午线和180度经线,本初子午线以东为东经,以西为西经;180度经线以东是西经,180度经线以西是东经
(3)南北半球的分界线:赤道,赤道以北为北半球,赤道以南为南半球
(4)东西半球的分界线:西经20度和东经160度,西经20度以东是东半球,西经20度以西是西半球;东经160度以东是西半球,东经160度以西是东半球
(5)低、中、高纬的分界线:30度纬线和60度经线,0-30度为低纬,30-60度为中纬,60-90度为高纬
(6)五带的分界线:回归线和极圈
四、判断经度和纬度的口决(1)判断纬度看横线(上的度数),北大北纬,南大南纬;赤道以北为北纬,赤道以南为南纬
(2)判断经度看竖线(上的度数),东大东经,西大西经;本初子午线以东为东经,本初子午线以西为西经;180度经线以东为西经,180度经线以西为东经
(3)判断南北半球看纬度,北纬属于北半球,南纬属于南半球
(4)判断东西半球看经度,西经20度以东是东半球,西经20度以西是西半球;东经160度以东是西半球,东经160度以西是东半球
(5)判断低、中、高纬看纬度,0-30度为低纬,30-60度为中纬,60-90度为高纬
(6)判断五带看纬度,回归线和极圈
从题看经纬度
一、普通经纬网的判读见下图。
1.写出A、B、C、D的地理坐标:
A:_____、_____ B:_____、_____
C:_____、_____ D:_____、_____
2.A点位于C点的_____方向;B点位于C点的_____方向。
3.A、B、C、D四点中,位于北半球的是_____,位于南半球的是_____,位于东半球的是_____ ,位于西半球的是_____ 。(填代号)
4.A、B、C、D四点中,有阳光直射现象的是_____,四季分明的是_____,有极昼极夜现象的是_____ 。
答题说明:这是一个最简单的经纬网地图,概括了所有和经纬度有关的题目。
第一步(题)
判断东西经与南北纬代号(也是最关键的一步)。
判断依据:看数字,往东越来越大的是东经(E),往西越来越大的是西经(W),往北越来越大的是北纬(N),往南越来越大的是南纬(S)。如图:
做法:箭头指示法
图示说明:
按照经纬度数字的变化规律,从小到大绘制箭头,箭头指向就是相应的经纬度。
A:140°E、80°N
B:140°W、40°N
C:140°E、20°N
D:140°W、20°S
第二步(题)
判断方向
方法:
要判断A点位于C点的什么方向,则在C点标出东西南北,然后看A点界于两个方向之间,那么A点就在C点的什么方向。
如图可以看出,A点在C点的N坐标方向,即A点在C点的正北方向。B点在C点的东北方向。
第三步(题)
根据经纬度判断东西南北半球
难点:根据经度判断东西半球:东西半球的划分界线是20°W和160°E。
判断东西半球口诀:经度小于20度,全在东半球;经度大于160度,全在西半球;经度在20度和160度之间,东经度在东半球,西经度在西半球。南北半球的判断:北纬在北半球,南纬在南半球。
答案:A、B、C、D四点中,位于北半球的是A、B、C,位于南半球的是D,位于东半球的是A、C,位于西半球的是BD。(填代号)
第四步(题)
关于五带的特点:热带有阳光直射现象,温带四季分明,寒带有极昼极夜现象。
判断依据:根据纬度判断五带:0-23.5度为热带,23.5-66.5度为温带,66.5-90度。度为寒带。
答案:A、B、C、D四点中,有阳光直射现象的是C、D,四季分明的是B,有极昼极夜现象的是A。
二、极地为中心的经纬网图的判读读下图,完成下列习题。
(1)用箭头在图中标出地球的自转方向;
(2)填注图中每条经线和纬线的度数;
(3)写出图中A、B两点的经纬度。
A._____、_____;
B._____、_____。
面对这样的地图,最关键的是方向或南北极的判断。
判断依据:
地球自转方向:自西向东(从北半球上空俯视)北极为中心的自转方向:逆时针方向南极为中心的自转方向:顺时针方向
反过来,根据地球自转方向也可以判断该图是北极还是南极为中心。
第一步(题)
标出自转方向。该题是北极,故地球自转方向为逆时针方向,在标的时候建议在箭头首尾标出方向,如图:
顺延:这是非常有用的箭头,面对任意一点都可以通过延长这个箭头判断东西方向,箭头指向始终向东,反方向为西,进而成为解题的依据。下面根据这个箭头解决第二题。
第二步(题)
东西经与南北纬的判断。
(1)经度的判断:图中已有0度和180度,根据经度的分布规律,很容易就可以填出度数,如图:
(2)东西经的判断:这里就要用到地球自转的箭头了,我们继续应用例一的技巧,按照经度从小到大的方向绘制箭头,如图:
左边箭头逆时针方向,与地球自转方向重合,说明指向东,应为东经,右边自然就是西经。
(3)纬度的判断:北极点90度,最外围为0度,中间两个纬线圈的度数分别为北纬30度和北纬60度。如图:
经纬度判断完毕,我这里又写又画,花时间好像很多,但你做的时候,一会就可以完成的。
(3)答案:A:90°E,60°N B:45°W,30°N
来源:网络
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第七,第一行等号后的两个长数字就是经纬度(坐标)
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一般经纬度都是以度分秒的格式显示的,如图1-1所示。
图1-1:
我们转至WGS-84坐标需要进行十进制的转化,也就是把度分秒换算为以度为单位的一串数字。操作步骤:打开excel>选中代表经度或纬度的列>选中工具窗口上的数据工具栏>分列功能键>选择固定列宽>下一步>在数据中插入分列线隔开度分秒与数字>选择常规>一直点击确定>完成即可。如图1-2所示
图1-2:
如图1-3,所示由1-2步骤完成了经纬度数据度分秒的数字分离,按度分秒之间的60倍十进制关系换算成十进制数据,如红框所示为其换算公式。2、为生成的完整数据。
图1-3:
经纬度坐标为GPS坐标,参照系为WGS-84。打开一个空白ArcMap软件,>视图>数据图框>坐标系>地理坐标系>WGS1984以此建立工程文件的地理坐标系。然后,使用添加数据把分列并换算好的十进制度分秒导入ArcMap中,就获得了WGS-84的坐标点。然后添加一个带有你想转为坐标系的地图或底图,你会发现地形图也被转为了十进制显示。
第二步,仍然是>视图>数据图框>地理坐标系,只是这里的坐标系换为你加入底图的投影坐标系;然后调整视图数据框常规中单位为米点击确。你就会右下角的坐标变为公里网格坐标。
第三步,导出excel事件属性表>生成点层矢量数据>分别添加X\Y字段并计算坐标值。注:计算时选用,使用数据框的坐标系PCS: Xian 1980 GK CM 99E,单位:米。
第四步,重新打开新的ArcMap工程并加载需要的坐标系(Xian 1980 GK CM 99E),添加数据以计算的xy值为坐标到工程中,然后又导出加入的excel个事件,就获得了所需的坐标系点坐标。
1、安置仪器
RTK 设备分为基准站和流动站两部分,基准站包括三脚架、主机、转换器(放大器)、电源(蓄电池)、天线、连接电缆。流动站包括碳素对中杆、主机、手簿。手簿和主机之间使用蓝牙传输。目前很多 RTK设备向一体化发展,使用内置电源,不再使用沉重的大电瓶。同时数据链发送天线(UHF)也逐渐使用内置电台。有些 RTK 设备同时具备电台传输(UHF和通信网络传输(GPRS)两种功能,在测区较小时使用电台传输,测区较大时使用通信传输。
基准站架设在一个地势较高、视野开阔的未知点上,使用流动站在测区内的两个或两个以上的已知点上进行点校正,并求解转换参数。
通常基准站和流动站安置完毕之后,打开主机及电源,建立工程或文件,选择坐标系,输入中央子午线经度和坐标加常数。通常建立一个工程,以后每天工作时新建文件即可
2、求解参数
GPS 接收机输出的数据是WGS-84 经纬度坐标,需要转化到施工测量坐标,这就需要软件进行坐标转换参数的计算和设置。四参数是同一个椭球内不同坐标系之间进行转换的参数。四参数指的是在投影设置下选定的椭球内 GPS 坐标系和施工测量坐标系之间的转换参数。四参数的四个基本项分别是:X 平移、Y 平移、旋转角和比例。需要特别注意的是参与计算的控制点原则上至少要用两个或两个以上的点,控制点等级的高低和分布直接决定了四参数的控制范围。经验上四参数理想的控制范围一般都在 5~7 公里以内。
南方测绘灵锐系列 RTK 提供的四参数的计算方式有如下几种:
(1)利用“控制占坐标库”求解参数,人工输入两控制占的GPS 经纬度率标和已知4标,从而解算四参数。
(2)利用“校正向导”求解参数,使用两点校正功能,在两个已知点上分别做校正,则软件会自动纪录下求得的转换参数。
(3)直接导入参数文件“*cot”,在南方静态GPS 数据处理软件 GPSadi中,将测区静态控制时得到的参数文件复制到手簿中相应的工程文件夹中。具体步骤为:[成果]一[网平差成果输出】一[工程之星 COT]。
(4)直接输入参数,在手簿中建完工程之后,直接将解算得到的四参数输入到工程之星软件的设置四参数菜单下。
3、检验校正
程文件中已经输入了转换参数,则每次工作之前找到一个控制点,输入已知坐标,进行单点校正,然后找到邻近的另一个控制点,测量其坐标,然后和已知坐标对比,即可验证。点校正时一定要精确对中整平仪器。碎部测量过程中如果出现基准站位置有变化等提示,通常都是基准站位置变化或电源断开等原因造成,此时需要重新进行点校正。
4、碎量
照存储的点号绘制草图。采点时一定要在固定解(FIXD)状态下采点,PDPP 值也有要求。数据采集时 RTK 跟踪杆气泡尽量保持水平,否则天线几何相位中心偏离碎部点距离过大,降低精度。
5、点放样
事先上传需要放样的坐标数据文件,或现场编辑放样数据。选择RTK手簿中的点位放样功能,现场输入或从预先上传的文件中选择待放样点的坐标,仪器会计算出 RTK 流动站当前位置和目标位置的坐标差值(△x、△Y),并提示方向,按提示方向前进,即将达到目标点处时,屏幕会有一个圆圈出现,指示放样点和目标点的接近程度。精确移动流动站,使得△X 和△Y 小于放样精度要求时,钉木桩,然后精确投测小钉。 将棱镜立于
桩顶上同时测距,仪器会显示出棱镜当前高度和目标高度的高差,将该高差用记号笔标注于木桩侧面,即为该点填挖高度。 按同样方法放样其他各待定点。
6、线放样
在电力线路、渠道、公路铁路等工程的直线段放样过程中,可使用线放样功能。线放样是指在线放样功能下,输入始末两点的坐标,系统自动解算出RTK流动站当前位置到已知的设置直线的垂直距离,并提示“左偏”或“右偏”,当RTK流动站位于测线上之后,会显示当前位置到线路起点或终点的位置,据此放样各直线段桩位。
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