[科普中国]-网格北

定义

网格北是指迭加在航图（海图上）的直角坐标中任意规定的基准方向。1

简介网格北也叫图北、坐标北，是指在某张地图上纵向方格线指示的"上"方。也就是所谓的上北下南。在高斯平面直角坐标系中，纵坐标轴所指的方向或与纵坐标轴平行的方向，就是坐标北方向，在测量工作中，当方位角为零时，仪器所指的方向就是坐标北方向。在工程测量和施工中，我国普遍使用的是1954北京或者1980西安的高斯投影平面直角坐标系，目前总图专业用到的北均为坐标北。

真北、磁北、网格北介绍真北(True North, TN)是大家看地图或者地球仪上所有经线的起始点，也叫地理北极。真正的北极点很难测量，要用到卫星，所以我们在日常生活中地图中用到的只是磁北。

磁北（magnetic north）是指南针所指示的北，这主要是由于地球的磁场两极与地理上的南北两极不重合，因此指南针指示的北为磁北而非真北，磁北会随着时间而变化。

三者是不重合，有部分时候网格北跟真北是重合的，有时不是，这取决于绘图时候选取的投影系统和坐标系同的不同。

真北与网格北目前工程项目用到的方向均为坐标北方向，而太阳能最大发电量应为组件为真北方向。如何测定真北方向，经查阅书籍发现测定真北方向的方法均为大家不熟悉的天文测量法或陀螺经纬仪测量法，因此想确定真北方向，在日常绘图及施工中还需确定子午线收敛角的大小。子午线收敛角γ是地球椭球体面上一点的真子午线与位于此点所在的投影带的中央子午线之间的夹角,即高斯平面直角坐标系的坐标北向与真北方向的夹角。相对真北方向而已，以真子午线北方向为准，当坐标纵轴线北端位于以东时称东偏，其角值为正；位于以西时称西偏，其角值为负。

磁北与网格北通常将磁北方向与坐标北方向的夹角成为磁坐偏角（网格磁差），磁北方向在坐标北向东边磁坐偏角G为正，反之为负。2

井眼定位方法井眼轨迹设计、监测与控制是定向钻井的核心技术。在设计井眼轨迹时，首先应确定井口和靶点的位置，然后求得靶点相对于井口的垂深、水平位移等参数。在井眼轨迹监测和控制过程中，也需要随时确定井眼轨迹的空间坐标，以保证钻达预期目标。这些都属于井眼定位问题。

为满足井眼轨迹设计、监测与控制的需要，钻井工程师常以井口为原点，以正北、正东及垂直方向为坐标轴，建立一个三维笛卡尔坐标系，称为井口坐标系。目前，国内外都采用水平面定位和垂向定位相结合的方法进行井眼定位。在井口坐标系下，靶点北坐标和东坐标分别为靶点与井口之间的地图投影纵坐标之差和横坐标之差，而靶点垂深为井口与靶点的高程之差。

井口坐标系是设计和监测井眼轨迹的基础，其首要任务是确定指北基准。定向钻井涉及3个指北方向，即真北、地图投影坐标北和磁北。真北指向地理北极方向，地图投影坐标北指向高斯投影、UTM（通用横轴墨卡托）投影等地图投影平面上的纵坐标轴正向（也简称网格北），而磁北指向地磁北极方向。在井口坐标系中，垂深坐标轴沿重力线方向指向地心，所以选定指北基准后就确定了北坐标轴和东坐标轴的方向。此外，指北基准还是方位角的起算基准，对应于3个指北基准的方位角分别称之为真方位角、坐标方位角（也称网格方位角）和磁方位角。三者之间的关系如图所示。

由于磁北极随时间变化，所以磁北不宜作为指北基准，否则会给井眼防碰、老井侧钻及油田开发等工作带来不便。理论上，真北和坐标北（网格北）都可作为指北基准。由于根据地图投影坐标容易确定井口坐标系下的靶点北坐标和东坐标，据此可直接设计井眼轨道，所以目前习惯采用网格北作为指北基准。3