世界大地坐标系（美国国防部建立的坐标系）-趣爱秀

大地坐标系

大地坐标系是大地测量中以参考椭球面为基准面建立起来的坐标系。地面点的位置用大地经度、大地纬度和大地高度表示。大地坐标系的确立包括选择一个椭球、对椭球进行定位和确定大地起算数据。

一个形状、大小和定位、定向都已确定的地球椭球叫参考椭球。参考椭球一旦确定，则标志着大地坐标系已经建立。大地坐标系是一种伪地理坐标系。大地坐标系为右手系。

背景

在这个复杂的世界里，大量的地图制图，编制海图和大地测量以及数字化产品，都是以地方和地区的大地测量数据为基础的。这些数据是在有限的区域内用传统的方式定义的，有些甚至可能不符合严格的大地测量定义，经不起推敲。除了由于不完整的定义和多年来局部调整所造成的技术局限性以外，地壳形变和其他自然现象也促使了非线性变形。简单地说，这些局部大地测量数据已经过时了。

这就不可避免地需要一个能简化地图制图、编制海图和大地测量的复杂性，并使所有地图制图、编制海图和大地测量的产品可共同参考的全球参考系。从1960年起，美国防制图局就开始积极参与开发世界大地坐标系。一代比一代更精确的四代这样的系统—WGS60、WGS66、WGS72和WGS84己开发出来。此外，这些系统已扩展到全球，通过改进的转换常数与地方或区域数据相联系。

世界大地坐标系简介

世界大地坐标系有WGS60、WGS66、WGS72、WGS84等，是全球定位系统（GPS）的参考构架。WGS84不仅给出了地球正常重力场的4个基本参数，还给出了展开到180阶的位系数模型以及与一些地区的转换关系。

WGS-84坐标系

WGS-84是修正NSWC9Z-2参考系的原点和尺度变化，并旋转其参考子午面与BIH定义的零度子午面一致而得到的一个新参考系，WGS-84坐标系的原点在地球质心，Z轴指向BIH1984.0定义的协定地球极（CTP）方向，X轴指向BIH1984.0的零度子午面和CTP赤道的交点，Y轴和Z、X轴构成右手坐标系。它是一个地固（地心固连）坐标系。

原点是地球质量中心，Z轴为地极运动的国际和地球协议极轴的方向，正如国际时间局在国际时间站上使用的坐标基础上定义的那样。X轴是1984年全球大地坐标系的参考子午面与国际协议地球极的赤道平面的交线，参考子午面是国际时间局在国际时间站使用的坐标基础上定义的零子午面。Y轴是按完全右手定则的、地球为中心的、地球固定的正交坐标系统，在国际地球协议极赤道平面上与X轴成90度并向东。

最新的WGS84与前三者相比，是最为精确的大地参考框架，它是利用了广泛的，最新的大地测量数据全球确定的。WGS84提供了精确的参照框架，地球重力场模型，正常重力公式，大地水准面和包括全部大陆和主要海洋岛屿在内的105个局部（和区域）大地测量基准的转换参数。

WGS72坐标系

WGS72坐标系原点位于地球质心，z轴指向协议地球的极方向(CTP)，X轴为基准子午面与CTP所定的赤道面的交线，Y轴与x、z轴构成右手系。WGS72的基本大地参数为：

地球赤道半径：

椭球的几何扁率：

地球的地心弓|力与地球凌量乘积：

。

作用

空间位置的描述需要在一个特定系统下采用特定方式进行，这一特定系统被称为坐标参照系，而描述位置的方式则由坐标系决定。坐标系是一种在给定维数的空闯中用坐标来表示点的方法，是测量参照系的核心数学元素。大地测量的主要任务之一是测量和绘制地球的表面形状。为了表示、描绘和分析测量成果，必须建立大地坐标系。