[科普中国]-平面坐标系统

确定地面点平面位置所采用的参考系。大地测量、矿区控制测量、地形测量和工程测量所采用的平面坐标系主要有：高斯-克吕格平面直角坐标系、地方(矿区) 平面坐标系、独立坐标系。

释义确定地面点平面位置所采用的参考系。大地测量、矿区控制测量、地形测量和工程测量所采用的平面坐标系主要有：高斯-克吕格平面直角坐标系、地方(矿区) 平面坐标系、独立坐标系。

高斯-克吕格平面直角坐标系根据高斯-克吕格投影所建立的平面坐标系，简称高斯平面坐标系。它是大地测量、工程测量和地图制图中广泛采用的一种平面坐标系。

高斯-克吕格投影大地测量成果，即大地坐标(L，B)，不能满足地形测图和各种工程测量的要求，需将它们按一定的数据关系转换为平面直角坐标。1882年，德国著名数学家、物理学家、天文学家和大地测量学家C. F. 高斯 (C. F. Gauss)提出了一种投影方法，后经德国的J. H. L. 克吕格 (J. H. L.Kruger)于1912年加以扩充而完善，故称高斯-克吕格投影。

高斯-克吕格投影分带高斯-克吕格投影是将一个不可展的地球椭球面变换成平面。这种变换不可避免地会产生变形，离中央子午线越远其长度变形越大，投影变形过大则不能满足应用精度要求。为了把投影后的长度变形限制在一定范围内，克吕格提出将地球椭球按子午线划分成适当个投影带，采用分带投影的办法，把投影区限制在窄小区域内。带宽一般常采用6°或3°。每一投影带采用各自独立的高斯平面直角坐标系。

国际分带方法是以通过英国格林尼治(Greenwich)天文台的子午线为零子午线起算，经度每隔6°或3°作为一个投影带，自西向东划分。0°至6°为6°带的第一带，其中央子午线L0=3°;6°到12°为第二带，其中央子午线L0=9°……。依次将地球分为60个6°带。各带中央子午线的经度L0与带号N的关系为：L0=6N-3或N=(L0+3)/6。3°带是在6°带的基础上划分的。6°带中央子午线及其分带子午线都是3°带的中央子午线。3°带中央子午线L0与带号n的关系为： L0=3n。

国家大地点均计算其在6°带内的高斯平面坐标，在1 ： 10 000或更大比例尺测图地区，还计算其在3°带内的高斯平面坐标。在每个投影带内，以中央子午线和赤道的交点为坐标原点。为避免横坐标(y)出现负值，规定横坐标y均加500km。

地方 (矿区) 坐标系为减小在3°带分带子午线附近地区采用高斯-克吕格投影所产生的长度变形，满足较大比例尺测图或工程测量的精度要求，采用高斯-克吕格投影、任意中央子午线或任意高程投影面所建立起的平面坐标系。它与高斯平面坐标系存在换算关系。

独立坐标系与高斯平面坐标系无换算关系的坐标系，即以平面控制网中一个点的假定坐标和测定的一条边长、一条边的坐标方位角作为平面控制网的必要起算数据所建立起的平面坐标系。

矿区平面坐标系选择矿区地质勘探阶段所建立的平面控制网和采用的坐标系统，主要是为了满足地形测图和地质勘探工程测量的需要。矿山建设和生产阶段的矿区控制网主要是满足大比例尺测图和采掘工程测量的需要。地质勘探阶段所建立的控制网和采用的坐标系统不能满足采矿工程测量的要求，需改建或重建矿区平面控制网时，可重新选定矿区平面坐标系统。选择矿区平面坐标系统遵循的原则是：①一个矿区应采用统一的坐标系统;②为便于成果、成图的相互利用，应尽可能采用国家3°带高斯平面坐标系统; ③便于日常测量和成果计算。

中央子午线和投影面是平面坐标系统的两个基本要素。矿区平面坐标系统的选择，可根据矿区所在的地理位置、平均高程和矿区的总体设计，在允许的边长变形范围内选择适宜的中央子午线和投影面。矿区内实测边长投影后的变形△S/S