高斯-克吕格投影

高斯-克吕格投影

是由德国数学家、物理学家、天文学家高斯于19 世纪20 年代拟定，后经德国大地测量学家克吕格于1912 年对投影公式加以补充，故称为高斯-克吕格投影，又名"等角横切椭圆柱投影”，是地球椭球面和平面间正形投影的一种。

高斯克吕格投影这一投影的几何概念是，假想有一个椭圆柱与地球椭球体上某一经线相切，其椭圆柱的中心轴与赤道平面重合，将地球椭球体面有条件地投影到椭球圆柱面上高斯克吕格投影条件：

a) 中央经线和赤道投影为互相垂直的直线，且为投影的对称轴； 

b) 具有等角投影的性质；

 c) 中央经线投影后保持长度不变；

分带投影n

高斯投影6度带：自0子午线起每隔经差6自西向东分带，依次编号1,2,3,…。我国6度带中央子午线的经度，由69°起每隔6°而至135°，共计12带（12～23带），带号用N表示，中央子午线的经度用L0表示，它们的关系是：L0=6n-3。

高斯投影3度带：它的中央子午线一部分同6度带中央子午线重合，一部分同6度带的分界子午线重合，如用n表示3度带的带号，表示带中央子午线经度，它们的关系图所示。我国带共计22带（24～45带）。L0=3n

高斯平面直角坐标系  

简称高斯坐标，是经高斯投影后的地面点坐标。

地面点的x坐标值，表征此地面点至赤道的距离，中国位于北半球，X坐标值均为正值，“位于北半球”的“N”也常省略；

地面点的Y坐标值、表征此地面点至中央子午线的距离，当地面点位于中央子午线以东时为正，位于以西时为负。通常将纵坐标轴向西平移500千米，不仅可保证六度带投影和三度带投影后的Y坐标值不出现负值，并可使其千米数是3位数，以便与前面所加的带号区别开。

全球有60个（对于六度带投影）或120个（对于三度带投影）地面点具有相同的Y坐标值，为使Y坐标值能与地球椭球体面上的地面点一一对应，并反映地面点所处投影带的带号，常在移轴后的Y坐标值之前，加上相应的带号，此时Y坐标值连同相应的X坐标值，称高斯坐标的通用值（常称高斯坐标）。

而将未经移轴加带号者称高斯坐标的自然值。当Y坐标值大于500千米时，表示此地面点位于中央子午线以东，反之位于以西。

中国疆域位于六度带投影的第13带～23带和三度带投影的第25带～45带之间，故带号24作为区分六度带投影抑或三度带投影的标志。如：中国有两地面点分别为XA=432123.567米，YA=19623456.789米；XB=345678.912米，YB=38356789.123米。

即此地面点A位于赤道以北432123.567米、六度带投影的第19带，位于中央子午线以东123456.789米；

地面点B位于赤道以北345678.912米、三度带投影的第38带，位于中央子午线以西143210.877米。

独立平面直角坐标系

当地形图测绘或施工测量的面积较小时，可将测区范围内的椭球面或水准面用水平面来代替，在此水平面上设一坐标原点，以过原点的南北方向为纵轴(向北为正，向南为负)，东西方向为横轴(向东为正，向西为负)，建立独立的平面直角坐标系，测区内任一点的平面位置即可以其坐标值表示。

无论是高斯平面直角坐标系还是独立平面直角坐标系，均以纵轴为X轴，横轴为Y轴，这与数学上的平面坐标系X轴和Y轴正好相反，其原因在于测量与数学上表示直线方向的方位角定义不同。测量上的方位角为纵轴的指北端起始，顺时针至直线的夹角；数学上的方位角则为横轴的指东端起始，逆时针至直线的夹角。将二者的X轴和Y轴互换，是为了仍旧可以将已有的数学公式用于测量计算。出于同样的原因，测量与数学上关于坐标象限的规定也有所不同。二者均以北东为第一象限，但数学上的四个象限为逆时针递增，而测量上则为顺时针递增。

平面坐标一般都是小的工程使用，国家大型工程肯定采用高斯坐标系统，尤其是跨区域跨界的工程。此外还有城市独立坐标系统。比如南京就有南京市自己的南京地方坐标系统。高程获得的方法有的是直接从高级点往低级点引测的，有的是靠GPS直接测量WGS-84坐标后再根据相关转换参数转换的，现在大多数用后者的方法多，比较快，前者方法作业范围也只是小范围的。此外我国的高程系统除了黄海以外还有大连、广州、大沽、废黄河口、吴淞、珠江、波罗的海等，比如我知道的南京市政工程多数采用吴淞高程系统。