色影无忌

现在才注意到：原来世界上任何地点没有唯一的经纬度数值
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[1 楼] 苏特米尔 [泡菜]
13-2-3 18:12
现在随着GPS定位技术普及以及其他导航技术的发展，这个问题逐渐显现了出来。

所有的GPS都使用WGS_84坐标系统，而※※地图都使用BJ_54或Xian_80坐标系统，对于同一个地点这几个坐标系统的数值并不一样。
以下内容由 苏特米尔 于 2013-5-27 11:10 补充

这里讨论的是球面坐标，不涉及球面坐标和平面坐标之间的转换。

球面坐标和平面坐标的转换属于另一类技术问题：那就是投影问题。投影是测绘制图里专门讨论的问题，有很多种办法。

在测绘学中，主要有两大类问题：

1. 地理坐标系，主要是严格定义球面坐标的方法。有很多种。

2. 投影坐标系，主要是如何将地理坐标系（球面坐标）转化成平面坐标。方法也有很多种。

关于地理坐标系，百度上有个定义：“纬度 是指某点与地球球心的连线和地球赤道面所成的线面角，其数值在0至90度之间。位于赤道以北的点的纬度叫北纬，记为N；位于赤道以南的点的纬度称南纬，记为S”。
对于现代高精度测量和高精度导航来讲，这个定义太粗糙了。要求高了的话，就乱套，没法使用了。
为了满足高精度的测量、制图、导航等应用，就必须严格定义地理坐标系。

严格定义地理坐标系需要这样两个定义：标准椭球体的定义和这个标准椭球体的位置。

标准椭球体定义包括：长半轴（短半轴）和扁率。这个各国差异不是太大。

标准椭球体的位置：这个问题简单说就是把质心放到哪里，是不是和地球质心重合。一般各国都是不重合的。美国和中国各自所用的标准椭球体质心互相不重合，而且都是不在地球质心位置上。但是美国国防部开发的GPS系统，它的标准椭球体的质心是和地球质心重合的。

为什么各国要定义不同的地理坐标系呢？大家统一成完全一致的不是更方便吗？
原来，各国定义自己的地理坐标系是为了解决这么一个问题：地表上同一地点的不同高程的经纬度必须完全一致。这个问题具体地说，就是一个烟筒戳在那里，不能上边和下边的经纬度不一样；一个人站在任何地方，不能头顶和脚底的经纬度不一样。其实，世界上没有任何一个地理坐标系能够完美的解决这一问题，只不过误差大小而已。
美国定义的地理坐标系在美国误差很小，但是在中国就误差太大了；
中国定义的地理坐标系在中国误差很小，但是在美国就误差太大了。
GPS是为了全球使用而定义的，所以在全球误差都不是太大，但也不是很小。用于中国，它不如中国的地理坐标系；用于美国，它不如美国的地理坐标系。
[121 楼] 苏特米尔 [泡菜]
14-9-11 12:30
noonex 发表于 2014-9-11 11:52
不懂就问，这个对于海拔高度有没有影响呢？

应该对海拔高度没有影响。
[120 楼] cyg123456 [泡菜]
14-9-11 12:18
苏特米尔 发表于 2013-2-3 21:53
看什么弹头了。※※※就无所谓了。常规弹头的巡航※※估计有自己的解决办法，靠人工定位——间谍和侦察兵。例如，伊拉克战争中，美军用巡航※※炸掉伊拉克新闻大楼，事先可以派人到那里用gps直接按美国国防部开发的WGS_84定位，输入军方数据库。

本帖最后由 cyg123456 于 2014-9-11 12:23 编辑

[119 楼] noonex [泡菜]
14-9-11 11:52
不懂就问，这个对于海拔高度有没有影响呢？
[118 楼] 苏特米尔 [泡菜]
14-9-11 11:36
转帖凤凰网马鼎盛的博客：
http://blog.ifeng.com/article/34002127.html?touping
原文标题：《日美盗取中国战略情报，北京轻放间谍》
2014年09/11

近年中国西部多次发现外国人非法测绘，执法部门抓获日、美等国盗取中国战略情报嫌犯多名，均以驱逐出境轻轻放过。北京媒体承认；各国坐标体系和起算点都属于绝密。先进的卫星摄影摄像能把地面物体拍摄得比较清晰，但没有坐标数据则找不到。一旦美日等国需要轰炸中国战略要地，他们的职业及业余间谍非法测绘积累的电子信息就会令中华民族付出惨痛的代价。

陕西省测绘局最近透露，一名日本人从甘肃一路沿秦岭从事非法测绘活动，目标是“西飞”集团的军事基地。最终因闯入陕西宝鸡要地被捕。近年陕西秦巴山区多次发现外国人非法测绘，抓获日、美等国非法测绘人员多名，均被驱逐出境。

2006年，日本公民大林成行等人在新疆和田非法测绘案.。2010年2月，新疆塔城地区测绘局发现某日本公民以旅游、环境考察为名，手持测量型GPS接收机采集※※境内地理信息坐标598个，其中588个位于新疆，涉及塔城军事管理区有85个。

当年日本全面侵华战争前，先对大半个中国进行测绘。陕西省测绘局公布1,000多张二次大战时期日军侵华地图显示，「日本派遣大批特务间谍，窜遍中华大地，收集数据，窃取情报，将地图绘制完成」，腐败、愚蠢的有关当局不闻不问。日寇的※※※※往往比中国的※※※※更准确及精细。国军因信息不灵吃大亏。

2012年，新疆测绘局曾透露查处了一起※※※※在新疆非法测绘案件。这名美国人从北京来到新疆，借口申办旅游公司，在※※※※、昌吉州等地针对外国公民来疆旅游。此人使用手持GPS接收机，共采集并存储※※境内地理坐标9万余个。

外国人不可能利用※※已公布的数据来计算中国境内某一目标的准确位置，只能实地测量后，用他们的测量数据和GPS对照确定位置。他们往往利用GPS接收机采集具有明显特征的建筑物、独立的地形地物等坐标，往往将前进路径或采集的信息在地形图上标注。2013年，美国人在昌吉州玛纳斯县某部驻地附近采集地理信息坐标数据9万余个。此外，一名美国人利用中国女婿的身份，长期测绘记录巴山分成1,000米的网格，测量了大量数据。

在信息战的时代，美日间谍非法测绘中国地理信息坐标，将令※※及制导炸弹更精确地摧毁※※※战略目标，完成点穴战和斩首战。各国对于战略间谍都会判重刑、罚巨款；并对该国严重※※。据称；中、俄、印度和伊朗被称为“挑战美国优势的核心国”。北京当局绝不应该怜悯蛇一样的恶人，为未来的战争留下隐患。

本帖最后由 苏特米尔 于 2014-9-11 11:37 编辑

[117 楼] 87381411 [泡菜]
14-8-4 11:22
好高深，工科毕业表示好无助~
[116 楼] 苏特米尔 [泡菜]
14-8-2 08:32
夜半有人 发表于 2014-7-8 01:55
经纬度是以旋转椭球为参照体建立的坐标系统。纬度（大地纬度）的定义：参考椭球面上一点的法线与赤道面的夹角。所以你的图是错的。

不同的地理坐标系参考椭球的位置、长半轴、短半轴都是不一样的。
中国的经纬度参照椭球和美国的不一样；中美本土的也和GPS不一样。
[115 楼] 夜半有人 [泡菜]
14-7-8 01:55
苏特米尔 发表于 2013-5-20 22:27
好懂是好懂，但是很多普通人不知道为什么非要基准。因为百度给出的定义简明易懂，同时也误导了很多人。大家觉得纬度的定义不就是地心连线和赤道平面的夹角吗?

经纬度是以旋转椭球为参照体建立的坐标系统。纬度（大地纬度）的定义：参考椭球面上一点的法线与赤道面的夹角。所以你的图是错的。
[114 楼] 苏特米尔 [泡菜]
13-5-20 22:27
象是一把刀子 发表于 2013-5-20 17:16
愁死我了…………基准这个词这么不好懂吗？每种椭球体描述的椭球是不太一样的，有点半径大点，有点半径小点，有点扁点，有的长点，有的地心靠外，有的地心靠里，所以在不同的理论基础下，你椅子下面的那个点坐标值会有不同的值，记得是在不同椭球参数下，而各国应用的椭球参数是不同的，
可以百度一下椭球参数

好懂是好懂，但是很多普通人不知道为什么非要基准。因为百度给出的定义简明易懂，同时也误导了很多人。大家觉得纬度的定义不就是地心连线和赤道平面的夹角吗?
[113 楼] ChK [陈年泡菜]
13-5-20 18:57
苏特米尔 发表于 2013-5-19 12:36
我的感觉专业人士也是经常把问题搞混了。把定义经纬度坐标的球面坐标系之间的关系混淆为投影后的平面坐标系和投影前的球面坐标系的关系了。
说也难怪，专业人员多半只和投影过程及投影后的平面坐标系打交道，并不接触各国不同经纬度定义的基准面的差异。这一点甚至我在看专业学术论文时也有搞混的。
说的太对了，俺这个半瓶子醋已经好几次花时间给专业人士提醒这两个概念了，有专业写GIS应用的，还有专业研究生毕业的  
[112 楼] 象是一把刀子 [禁言中]
13-5-20 17:16
象是一把刀子 发表于 2013-5-19 19:58
一样，椭球参考有好多种

愁死我了…………基准这个词这么不好懂吗？每种椭球体描述的椭球是不太一样的，有点半径大点，有点半径小点，有点扁点，有的长点，有的地心靠外，有的地心靠里，所以在不同的理论基础下，你椅子下面的那个点坐标值会有不同的值，记得是在不同椭球参数下，而各国应用的椭球参数是不同的，
可以百度一下椭球参数
[111 楼] agamomnon [陈年泡菜]
13-5-20 16:52
苏特米尔 发表于 2013-5-15 10:54
这里讨论的是球面坐标，不涉及球面坐标和平面坐标之间的转换。

球面坐标和平面坐标的转换属于另一类技术问题：那就是投影问题。投影是测绘制图里专门讨论的问题，有很多种办法。

在测绘学中，主要有两大类问题：

1. 地理坐标系，主要是严格定义球面坐标的方法。有很多种。

2. 投影坐标系，主要是如何将地理坐标系（球面坐标）转化成平面坐标。方法也有很多种。

关于地理坐标系，百度上有个定义：“纬度 是指某点与地球球心的连线和地球赤道面所成的线面角，其数值在0至90度之间。位于赤道以北的点的纬度叫北纬，记为N；位于赤道以南的点的纬度称南纬，记为S”。
对于现代高精度测量和高精度导航来讲，这个定义太粗糙了。要求高了的话，就乱套，没法使用了。
为了满足高精度的测量、制图、导航等应用，就必须严格定义地理坐标系。

严格定义地理坐标系需要这样两个定义：标准椭球体的定义和这个标准椭球体的位置。

标准椭球体定义包括：长半轴（短半轴）和扁率。这个各国差异不是太大。

标准椭球体的位置：这个问题简单说就是把质心放到哪里，是不是和地球质心重合。一般各国都是不重合的。美国和中国各自所用的标准椭球体质心互相不重合，而且都是不在地球质心位置上 ...
总算看明白了
[110 楼] 苏特米尔 [泡菜]
13-5-20 16:17
象是一把刀子 发表于 2013-5-19 19:56
经纬度也有不同椭球参考

这句话要是照直了说，就是经纬度数值不是唯一的，而是随着参考椭球的不同而不同——当然误差相对很小，也就几米几十米的事。 本帖最后由 苏特米尔 于 2013-5-20 16:18 编辑

[109 楼] 象是一把刀子 [禁言中]
13-5-19 19:58
苏特米尔 发表于 2013-5-19 12:36
我的感觉专业人士也是经常把问题搞混了。把定义经纬度坐标的球面坐标系之间的关系混淆为投影后的平面坐标系和投影前的球面坐标系的关系了。
说也难怪，专业人员多半只和投影过程及投影后的平面坐标系打交道，并不接触各国不同经纬度定义的基准面的差异。这一点甚至我在看专业学术论文时也有搞混的。

一样，椭球参考有好多种
[108 楼] 象是一把刀子 [禁言中]
13-5-19 19:56
经纬度也有不同椭球参考
[107 楼] 苏特米尔 [泡菜]
13-5-19 12:36
象是一把刀子 发表于 2013-5-18 23:36
作为一个专业人士，必须提示大家，地球上任何一点的位置信息都是一个相对的位置信息，都必须有一个空间的基准。地球是个椭球体，而且地球表面上的每个点与地心的距离也不同，所以不同地区和不同用途的地图都会有不同的投影方法和坐标参考来适应地区的特性。这样才能让测绘的精度更高。对于更精密的测绘，大多都是用独立坐标系来做，比如广州就有广州地方坐标系，北京也有北京地方坐标系。其中的原理是一个相对比较复杂的理论，有兴趣的同学可以看下测绘学中的投影部份

我的感觉专业人士也是经常把问题搞混了。把定义经纬度坐标的球面坐标系之间的关系混淆为投影后的平面坐标系和投影前的球面坐标系的关系了。
说也难怪，专业人员多半只和投影过程及投影后的平面坐标系打交道，并不接触各国不同经纬度定义的基准面的差异。这一点甚至我在看专业学术论文时也有搞混的。
[106 楼] 象是一把刀子 [禁言中]
13-5-18 23:36
作为一个专业人士，必须提示大家，地球上任何一点的位置信息都是一个相对的位置信息，都必须有一个空间的基准。地球是个椭球体，而且地球表面上的每个点与地心的距离也不同，所以不同地区和不同用途的地图都会有不同的投影方法和坐标参考来适应地区的特性。这样才能让测绘的精度更高。对于更精密的测绘，大多都是用独立坐标系来做，比如广州就有广州地方坐标系，北京也有北京地方坐标系。其中的原理是一个相对比较复杂的理论，有兴趣的同学可以看下测绘学中的投影部份
[105 楼] 苏特米尔 [泡菜]
13-5-15 10:54
hunternudt 发表于 2013-4-13 11:34
经纬度就是唯一的！！！你楼上是正解！
因为地图是平面坐标系，而球面是不可展的，所以用地图是无法表示的!

这里讨论的是球面坐标，不涉及球面坐标和平面坐标之间的转换。

球面坐标和平面坐标的转换属于另一类技术问题：那就是投影问题。投影是测绘制图里专门讨论的问题，有很多种办法。

在测绘学中，主要有两大类问题：

1. 地理坐标系，主要是严格定义球面坐标的方法。有很多种。

2. 投影坐标系，主要是如何将地理坐标系（球面坐标）转化成平面坐标。方法也有很多种。

关于地理坐标系，百度上有个定义：“纬度 是指某点与地球球心的连线和地球赤道面所成的线面角，其数值在0至90度之间。位于赤道以北的点的纬度叫北纬，记为N；位于赤道以南的点的纬度称南纬，记为S”。
对于现代高精度测量和高精度导航来讲，这个定义太粗糙了。要求高了的话，就乱套，没法使用了。
为了满足高精度的测量、制图、导航等应用，就必须严格定义地理坐标系。

严格定义地理坐标系需要这样两个定义：标准椭球体的定义和这个标准椭球体的位置。

标准椭球体定义包括：长半轴（短半轴）和扁率。这个各国差异不是太大。

标准椭球体的位置：这个问题简单说就是把质心放到哪里，是不是和地球质心重合。一般各国都是不重合的。美国和中国各自所用的标准椭球体质心互相不重合，而且都是不在地球质心位置上。但是美国国防部开发的GPS系统，它的标准椭球体的质心是和地球质心重合的。

为什么各国要定义不同的地理坐标系呢？大家统一成完全一致的不是更方便吗？
原来，各国定义自己的地理坐标系是为了解决这么一个问题：地表上同一地点的不同高程的经纬度必须完全一致。这个问题具体地说，就是一个烟筒戳在那里，不能上边和下边的经纬度不一样；一个人站在任何地方，不能头顶和脚底的经纬度不一样。其实，世界上没有任何一个地理坐标系能够完美的解决这一问题，只不过误差大小而已。
美国定义的地理坐标系在美国误差很小，但是在中国就误差太大了；
中国定义的地理坐标系在中国误差很小，但是在美国就误差太大了。
GPS是为了全球使用而定义的，所以在全球误差都不是太大，但也不是很小。用于中国，它不如中国的地理坐标系；用于美国，它不如美国的地理坐标系。
[104 楼] hunternudt [资深泡菜]
13-4-13 11:34
苏特米尔 发表于 2013-2-4 08:56
我原先一直以为经纬度是唯一的，但是实际上不是。开始我还不理解怎么回事，仔细琢磨了才明白：
如果地球是完美圆形的，当然经纬度是唯一的，世界各国根本不需要搞这么多地理坐标系，也不需要什么基准面。
但问题是，地球是一个椭圆体，经纬度就没法唯一了。为了定义地理坐标系，不但需要一个标准的椭球，还要定义一个基准面（椭圆基准面，跟投影没关系）。
连美国都不是仅仅使用一个地理坐标系。

注：我说的是地理坐标系，即球面坐标；不是投影坐标系，那是平面坐标。


经纬度就是唯一的！！！你楼上是正解！
因为地图是平面坐标系，而球面是不可展的，所以用地图是无法表示的!
[103 楼] hunternudt [资深泡菜]
13-4-13 11:33
老顽童 发表于 2013-2-3 20:28
差点上当！

WGS84是1984年才有的，BJ_54是1954年的，Xian_80是1980年的，都比WGS84早，怎么能说是中国另搞一套呢？应该是美国另搞一套才对！

另外，两者有多少误差？发射一枚※※，会不会打偏？


实际上，因为地球是不可展的，所以用地图实际上是无法标注球面的，这才有了地图标准和GPS之间的误差。大概意思是这样。
实际上楼主的标题是错误的，任何一个地方只有一个经纬度数值。
误差是需要修真的，GPS那个是对的。
[102 楼] neodeemer [资深泡菜]
13-4-13 11:05
苏特米尔 发表于 2013-4-2 16:46
我再来说明一下，为什么正圆球经纬度定义不需要基准面：

假设地球是很圆的纯粹圆球体，如图所示。其中，圆球1为在地球表面，圆球2位于地面以上高空某高度。有一艘舰船在正圆球1的A点，同时在A的正上方正圆球2的B点有一架侦察机。

按照经纬度原始定义，舰船A向总部报告自己位于北纬38度某处（A点到地心的连线与赤道平面夹角为38度）；同时其头顶正上方的侦察机B也报告自己在北纬38度（B点到地心的连线与赤道平面夹角为38度）。所以，无论指定哪一个圆球做基准面，两者得到的经纬度完全一样，没有任何差别，所以纯粹的圆球是不需要基准面的。


你这个要求指向地心也不容易，地球自转有惯性力，还是有误差
[101 楼] neodeemer [资深泡菜]
13-4-13 11:01
此贴充分反映出理科生和工科生的差别
[100 楼] 色空无界 [泡菜]
13-4-10 15:40
苏特米尔 发表于 2013-4-1 17:55
这也是我最困惑的一件事：比如我接到一个※※的任务，研究某种跟地理有关的环境问题，以便为※※管理或决策提供依据。我需要一个大比例尺的地图，为此去向测绘部门购买。结果人家告诉我，给我的图所有坐标都是不正确的。

但是，事情还有不算绝望，好像有个说法，过上多少年就会解密。因此，用过了时的地图就不会不会加密了，都是正确的。


这叫做 抖动

所有gps数据都做了一定的抖动，包括地图，
[99 楼] 苏特米尔 [泡菜]
13-4-2 16:46
我再来说明一下，为什么正圆球经纬度定义不需要基准面：

假设地球是很圆的纯粹圆球体，如图所示。其中，圆球1为在地球表面，圆球2位于地面以上高空某高度。有一艘舰船在正圆球1的A点，同时在A的正上方正圆球2的B点有一架侦察机。

按照经纬度原始定义，舰船A向总部报告自己位于北纬38度某处（A点到地心的连线与赤道平面夹角为38度）；同时其头顶正上方的侦察机B也报告自己在北纬38度（B点到地心的连线与赤道平面夹角为38度）。所以，无论指定哪一个圆球做基准面，两者得到的经纬度完全一样，没有任何差别，所以纯粹的圆球是不需要基准面的。 本帖最后由 苏特米尔 于 2013-4-2 16:57 编辑

[98 楼] 苏特米尔 [泡菜]
13-4-2 16:40
我来说明一下，为什么椭球经纬度定义还需要一个椭球基准面：

为了易于说明，假设地球是扁率很大的很夸张的椭圆球体，如图所示。其中，椭球1为在地球表面的基准面，椭球2为地面以上高空某高度的基准面。有一艘舰船在基准面椭球1的A点，同时在A的正上方基准面椭球2的B点有一架侦察机。

按照经纬度原始定义，不统一基准面，舰船A向总部报告自己位于北纬44度某处（A点到地心的连线与赤道平面夹角为44度）；但是其头顶正上方的侦察机却报告自己在北纬54度（B点到地心的连线与赤道平面夹角为54度）！ 本帖最后由 苏特米尔 于 2013-4-2 16:53 编辑

[97 楼] 苏特米尔 [泡菜]
13-4-2 14:32
ChK 发表于 2013-4-1 21:18
你现在能做的最简单的方法，就是想办法搞一组加偏数据，把你测得的真实值加上这个偏移以便和你买的地图对上。TB上能买到高德和四维的加偏数据

多谢
[96 楼] ChK [陈年泡菜]
13-4-1 21:18
苏特米尔 发表于 2013-4-1 17:55
这也是我最困惑的一件事：比如我接到一个※※的任务，研究某种跟地理有关的环境问题，以便为※※管理或决策提供依据。我需要一个大比例尺的地图，为此去向测绘部门购买。结果人家告诉我，给我的图所有坐标都是不正确的。

但是，事情还有不算绝望，好像有个说法，过上多少年就会解密。因此，用过了时的地图就不会不会加密了，都是正确的。
你现在能做的最简单的方法，就是想办法搞一组加偏数据，把你测得的真实值加上这个偏移以便和你买的地图对上。TB上能买到高德和四维的加偏数据
[95 楼] 苏特米尔 [泡菜]
13-4-1 17:55
ChK 发表于 2013-3-29 10:14
其实，不用说这么专业的事儿，广大P民关心的是现如今拿到一个正规渠道得来的经过现代技术测绘得到的全国电子地图后，木有办法用它去导航、去做其他的应用，因为它很神奇地在全国范围内与GPS测得的值有几百米的偏差，而且偏差表现是每个地区的偏差方向不一样，但这些偏差的变化非常平滑

这也是我最困惑的一件事：比如我接到一个※※的任务，研究某种跟地理有关的环境问题，以便为※※管理或决策提供依据。我需要一个大比例尺的地图，为此去向测绘部门购买。结果人家告诉我，给我的图所有坐标都是不正确的。

但是，事情还有不算绝望，好像有个说法，过上多少年就会解密。因此，用过了时的地图就不会不会加密了，都是正确的。
[94 楼] 苏特米尔 [泡菜]
13-4-1 14:38
布衣天涯 发表于 2013-4-1 14:07
别把经纬度测量坐标系和经纬度本身定义混淆了。

如果是完美的圆球，经纬度定义很简单——根本就不需要一个基准面。但是对于椭球就麻烦了，还要一个标准椭球做基准面才能定义基准面。

对于椭球而言，指定不同的椭球基准面，经纬度就会不同。
标准椭球（基准面）的扁率越大，这个椭球大小的变化对经纬度的影响就越大。幸运的是，我们地球的扁率很小，古人的那个原始经纬度定义，和现代经纬度定义的差别就不是太大。尤其是古人原始仪器（如老式六分仪）测量精度根本就觉察不出来不同经纬度定义的误差。

等我有空画上个图来说明这个意思。 本帖最后由 苏特米尔 于 2013-4-1 14:38 编辑

以下内容由 苏特米尔 于 2013-4-1 17:37 补充

上面那句话应该是：
对于椭球就麻烦了，还要一个标准椭球做基准面才能定义经纬度。
[93 楼] 布衣天涯 [禁言中]
13-4-1 14:07
原文由 苏特米尔 在 2013-03-31 11:02 发表
目前地球经纬度定义到底有多少——我没有数过——但是就我看到的不同国家定义的列表，一眼望去密密麻麻的好像不下100个。
所有这些个众多定义，在...


别把经纬度测量坐标系和经纬度本身定义混淆了。

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