道路设计坐标系和坐标基准

基础知识部分已经介绍过三大坐标体系、四大投影方式，因此每种坐标基准至少可衍生出3*4=12类坐标系统，世界上存在几百至几千种坐标系统。

我国常用（高斯克吕格投影）北京54、西安80及国家2000三种平面直角坐标系统。在我国大多数地形图都是采用高斯克吕格投影的，如无特殊说明都默认为高斯克吕格投影。上世纪一般都使用北京54坐标系；现在正向西安80坐标系过渡；国家2000坐标系参数最接近国际WGS84坐标系，我国测绘局公布几年后将再过渡为国家2000坐标系。

① 北京54坐标系，是苏联1942年克拉索夫斯基椭球的延伸，依据1954年附近我国东北边境处几个一等三角点与苏联天文大地控制网联测所得，进行平差后扩展到全国。其坐标原点在苏联的普尔科沃，由于其精度主要取决于结构单薄的一等三角锁，且经过了多次导线、平差，其三角网的变形较大，误差较明显，已经无法满足现代测量任务的需要。

② 西安80坐标系，是1980年附近依据我国天文大地网建立的，其坐标原点在陕西省泾阳县永乐镇，椭球参数采用了国际1975椭球参数。其精度较北京54坐标系有较大提高，满足了当时的测量控制网需求。西安80坐标系是基于地面点的参心坐标体系，与世界WGS84坐标系存在较大的系统误差，投影误差也较明显，对现代测量技术支撑性较差，现阶段正逐步向国家2000坐标系过渡。

③ 国家2000坐标系，是2000年附近依据地球质心，采用GPS测绘技术建立的大地控制网，其坐标原点位于地球质心，Z轴指向2000.0地球参考极，椭球参数接近国际WGS84椭球参数。其精度较北京54及西安80坐标系有质的提高，能满足了现代测量控制网需求。国家2000坐标系是质心（地心）坐标系，能与国际坐标体系接轨，2016年后逐步使用此坐标系统。

④ 中国WGS84坐标系，是按中国分带规则、采用高斯克吕格投影、基于WGS84基准的组合坐标体系。由于国际WGS84体系仅采用六度分带，在我国范围内其分带号比我国的分带号大30，为了相互对比研究，方便进行转换，本软件特别增加了中国WGS84坐标系。其主要区别是与国际WGS84体系分带号不同，支持三度分带及一点五度分带。

世界各国也类似中国，因历史原因存在多套坐标基准体系。世界上最常用WGS84坐标基准，具有广泛的通用性，因采用的投影方法不同，可分为国际WGS84坐标系（采用高斯克吕格投影）、UTM_WGS坐标系（采用UTM投影的WGS84系统）。上两类坐标系用于南半球及北半球时，赤道起始参数存在差异，因此本软件收录了WGS84_N、WGS84_S、UTM_WGS_N、UTM_WGS_S共四种国外坐标系统。国际WGS84坐标系，通常采用高斯克吕格投影，其原点为地球质心（包括海洋、大气的地球质心），Z轴指向1984.0协议地极，采用WGS84椭球参数及GPS测绘技术，具有世界通用性。当在各国的坐标体系间进行转换时，一般需采用国际WGS84坐标系。

国际WGS84坐标系一般仅采用六度分带，分带号比我国的六度分带大30。在北半球使用WGS84坐标系时，一般需将赤道处X设置为0公里（0米）,标记为WGS84_N。在南半球使用WGS84坐标系时，为了维持X数值不出现负数，一般需将赤道处设置为1万公里（10 000 000米）,标记为WGS84_S。

UTM_WGS坐标系（采用UTM投影的WGS84系统），是横轴等角割椭圆柱面投影（横轴墨卡托投影）在平面直角坐标系中的一种表现方式。投影后两条相割的经线上没有变形，而中央经线上长度比例系数为0.9996。与高斯克吕格投影相似，该投影角度没有变形，中央经线为直线，且为投影的对称轴，中央经线的比例因子取0.9996是为了保证离中央经线左右约180km处有两条不失真的标准经线，而高斯克吕格投影比例因子为1.00000。对于UTM_WGS坐标系兼顾距离的真实性、方位角无投影误差，适合编制常规地形图，不同于海图所用的正轴墨卡托投影系统。在北半球使用UTM_WGS坐标系时，一般需将赤道处X设置为0公里（0米），标记为UTM_WGS_N。在南半球使用UTM_WGS坐标系时，为了维持X数值不出现负数，一般需将赤道处设置为1万公里（10 000 000米），标记为UTM_WGS_S。

附注：墨卡托投影按投影轴位置可分为正轴投影、横轴投影，另可细分为切圆柱、割圆柱等投影模式。UTM投影是墨卡托投影的变种。