[科普中国]-中央子午线

中国中央子午线

中国共分五个时区：

中原时区以东经120度为中央子午线。

陇蜀时区以东经105度为中央子午线。

新藏时区以东经90度为中央子午线。

昆仑时区以东经75(82.5)度为中央子午线。

长白时区以东经135(127.5)度为中央子午线。

一个时区的“标准时”，只是一个大地区的统一时间，大家共同遵守的“人工时间“而已，并不是该时区内每个地点的“本地时间(LMT)”——真正的经度时。要用出生地的经度与出生大地区的标准时来加减，全球任何地点都用这个原则。

例如：中原时区包括内蒙古、辽宁、河北、山西、山东、河南、安徽、江苏、湖北、湖南、江西、浙江、福建、广东、海南、香港、澳门、台湾。这个大地区当时钟敲定正午12点时，只有位于东经120度线上的地点才是12点，其它的地方是小于或大于12点。如香港位于东经114度10分，比东经120度偏西5度50分，其真正经度时是11时36分40秒。1

经纬度的来源为了精确地表明各地在地球上的位置，人们给地球表面假设了一个坐标系，这就是经纬度线。那么，最初的经纬度线是怎么产生又是如何测定的呢。公元344年，亚历山大渡海南侵，继而东征，随军地理学家尼尔库斯沿途搜索资料，准备绘一幅“世界地图”。他发现沿着亚历山大东征的路线，由西向东，无论季节变换与日照长短都很相仿。于是做出了一个重要贡献——第一次在地球上划出了一条纬线，这条线从直布罗陀海峡起，沿着托鲁斯和喜马拉雅山脉一直到太平洋。

亚历山大帝国昙花一现，不久就瓦解了。但以亚历山大为名的那座埃及城里，出现了一个著名图书馆，多年担任馆长的埃拉托斯特尼博学多才，精通数学、天文、地理。他计算出地球的圆周是46250千米，画了一张有7条经线和6条纬线的世界地图。1

经度计算基本概念带宽一般分为经差6度和3度，分别称为6度带和3度带。

6度带：从零度子午线开始，每隔经差6度自西向东分带，依次编号1，2，3，…，60，每带中间的子午线称为轴子午线或中央子午线，各带相邻子午线叫分界子午线。东经0~6度为第一带，其中央经线的经度为东经3度，东经6~12度为第二带，其中央经线的经度为9度，以此类推。我国领土跨11个6度投影带，即第13~23带。

3度带：以6度带的中央子午线和分界子午线为其中央子午线，即自东经1.5度子午线起，每隔经差3度自西向东分带，依次编号1，2，3，…，120。东经1.5~4.5度为第一带，其中央经线的经度为东经3度，东经4.5~7.5度为第二带，其中央经线的经度为6度，以此类推。我国领土跨22个3度投影带，即第24~45带。1

计算方法当地中央子午线决定于当地的直角坐标系统，首先确定您的直角坐标系统是3度带还是6度带投影，然后再根据如下公式推算。

6度带：带号N=round[(L+3)/6]，即对(L+3)/6的值四舍五入取整数，L为当地经度；则中央子午线经度L0=6 × N-3。

3度带：带号N=round(L/3)，即对(L/3)的值四舍五入取整数，L为当地经度；则中央子午线经度L0=3 × N。1

高斯投影简介高斯-克吕格(Gauss-Kruger)投影简称“高斯投影”，又名"等角横切椭圆柱投影”，地球椭球面和平面间正形投影的一种。德国数学家、物理学家、天文学家高斯（Carl FriedrichGauss，1777一 1855）于十九世纪二十年代拟定，后经德国大地测量学家克吕格（Johannes Kruger，1857～1928）于 1912年对投影公式加以补充，故名。该投影按照投影带中央子午线投影为直线且长度不变和赤道投影为直线的条件，确定函数的形式，从而得到高斯一克吕格投影公式。投影后，除中央子午线和赤道为直线外， 其他子午线均为对称于中央子午线的曲线。设想用一个椭圆柱横切于椭球面上投影带的中央子午线，按上述投影条件，将中央子午线两侧一定经差范围内的椭球面正形投影于椭圆柱面。将椭圆柱面沿过南北极的母线剪开展平，即为高斯投影平面。取中央子午线与赤道交点的投影为原点，中央子午线的投影为纵坐标x轴，赤道的投影为横坐标y轴，构成高斯克吕格平面直角坐标系。2

特性（1）等角投影——投影前后的角度相等，但长度和面积有变形；

（2）等距投影——投影前后的长度相等，但角度和面积有变形；

（3）等积投影——投影前后的面积相等，但角度和长度有变形。2

基本概念它是一种横轴等角切圆柱投影。它把地球视为球体，假想一个平面卷成一个横圆柱面并把它套在球体外面，使横轴圆柱的轴心通过球的中心，球面上一根子午线与横轴圆柱面相切。这样，该子午线在圆柱面上的投影为一直线，赤道面与圆柱面的交线是一条与该子午线投影垂直的直线。将横圆柱面展开成平面，由这两条正交直线就构成高斯-克吕格平面直角坐标系。为减少投影变形，高斯-克吕格投影分为3度带和6度带投影。2

分带投影（1）高斯投影6度带：自0度子午线起每隔经差自西向东分带，依次编号1,2,3,…60。我国6度带中央子午线的经度，由75度起每隔6度而至135度，共计11带（13～23带），带号用n表示，中央子午线的经度用L表示，它们的关系是L=6n-3。

（2）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L带中央子午线经度，它们的关系L=3n。我国3度带共计22带（24～45带）。自 1.5度子午线起每隔经差3度自西向东分带，带号依次编为三度带第 1、2…120带。

我国的经度范围西起 73°东至135°，可分成六度带十一个，各带中央经线依次为75°、81°、87°、……、117°、123°、129°、135°，或三度带二十二个。六度带可用于中小比例尺（如 1：250000）测图，三度带可用于大比例尺（如 1：10000）测图，城建坐标多采用三度带的高斯投影。2

坐标系在投影面上，中央子午线和赤道的投影都是直线，并且以中央子午线和赤道的交点o作为坐标原点，以中央子午线的投影为纵坐标x轴，以赤道的投影为横坐标y轴。

在我国 X坐标都是正的，Y坐标的最大值（在赤道上）约为330km。为了Y避免出现负的横坐标，可在横坐标上加上500 000m。此外还应在坐标前面再冠以带号。这种坐标称为国家统一坐标。

这也就是为什么在RTK测量中在输入投影参数时，Y坐标加常数增加了500000m的原因。2

特点①中央子午线无变形；

②无角度变形，图形保持相似；

③离中央子午线越远，变形越大。

由此可见，在测量中，如果中央子午线输错了，投影的中央子午线就会偏离实地坐标系正确的中央子午线，变形就越大，最终的结果就使用测量的误差更大。2

作用意义查看当地的经度新到一个测区，如果别人只提供了坐标系而没有提供中央子午线时，我们可以通过以下方式来判断。

架设好仪器，在手薄中点击下图中右上角的“TG”快捷键，或按手薄上的“6”，或是点击屏幕下方的“望远镜”图标即可查看到当地的经纬度信息。

判断当地的中央子午线引用国家控制点

一般情况下国家控制点都是按正常的3度带和6度带。一般看坐标的带号即可知道。在一般的RTK测量中，都是以3度带来投影，这样变形越小。根据之前所说L=3n 来判断中央子午线。

以经验来计算，如上图所示，选用经度中的度去除以3，如果不能整除时，往后减1得到112，往后加1得到114，再分别去除以3，如果能除尽，则说明此为中央子午线。在这里114可以除尽，说明114为中央子午线，而它的控制范围为左右1度30 分，即112度30分 ~ 115度30分。而当前的113度21分在这个范围内，说明114即为当地3度带的中央子午线。

有时测区正好在两个带交叉的地方可是在某一带的边缘，这时在选择已知点时一定要注意，不要同时使用两个度带中的已知点坐标进行求取转换参数，必须使用时先进行度带的换算。

引用城市独立坐标系

由于大部分城市坐标系为了保密或是提高当地的精度，都是在原有的国家坐标系上进行了平移旋转等参数的改变，所以设定坐标系椭球参数时选择“用户自定义”，输入当前坐标系的“椭球系长轴”和“椭球系扁率，中央子午线也必须已知。个人无法判断。

自定义独立坐标系

在某些测量中，不加入国家已知点或城市坐标系的已知点，在设定投影参数时，可以延用54或80坐标系。根据测区的大小，在测区中心差不多位置查看一下当地的经度，假如：113度21分59.7601秒，在一般情况下投影到分上即可。在这里我们就选用113度20分作为此测区的中央子午线。在RTK手薄中输入“113.2”。1