3、地理坐标系

地球的形状与大小确定之后，还必须确定椭球体与大地水准面的相对关系，这项工作称为椭球定位与定向。与大地水准面符合得最好的一个地球椭球体，称为参考椭球体，是地球形体三级逼近。

说到这里，我们需要对这几个词汇做区分：

Ø 球体：小比例尺，视作球体。

Ø 椭球体/旋转椭球体：大比例尺，两个概念不区分。

Ø 地球椭球体：限地球椭球体模型。

Ø 参考椭球体：定位相关，与局部或全局大地水准面最为吻合的椭球体模型。

3.1 大地基准面

大地基准面是利用特定椭球体对特定地区地球表面的逼近。ArcGIS中，基准面用于定义旋转椭球体相对于地心的位置。大地基准面分为地心基准面、区域基准面。

Ø 地心基准面：由卫星数据得到，使用地球的质心作为原点，使用最广泛的是 WGS 1984。

Ø 区域基准面：特定区域内与地球表面吻合，大地原点是参考椭球与大地水准面相切的点，例如Beijing54、Xian80。

每个国家或地区均有各自的大地基准面。我们通常称谓的Beijing54、Xian80坐标系实际上指的是我国的两个大地基准面。相对同一地理位置，不同的大地基准面，它们的经纬度坐标是有差异的。

椭球体与大地基准面之间的关系是一对多的关系。因为基准面是在椭球体的基础上建立的，但椭球体不能代表基准面，同样的椭球体能定义不同的基准面。

在目前的GIS商用软件中，大地基准面都通过当地基准面向WGS84的转换7参数来定义，即： – 三个平移参数ΔX、ΔY、ΔZ表示两坐标原点的平移值。 – 三个旋转参数εx、εy、εz表示当地坐标系旋转至与地心坐标系平行时，分别绕Xt、Yt、Zt的旋转角。 – 最后是比例校正因子，用于调整椭球大小。

Beijing54、Xian80相对WGS84的转换参数至今也没有公开，实际工作中可利用工作区内已知的北京54或西安80坐标控制点进行与WGS84坐标值的转