中央子午线

测绘学概念

中央子午线是高斯投影中位于投影带中央的子午线。该子午线投影于高斯平面后为一直线且其长度不变。在高斯—克吕格平面直角座标系中即为纵座标轴×轴。根据高斯投影分带的带宽可以求出每带中央子午线的大地经度。

中国午线

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。

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。公元前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。

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。

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。

高斯投影

介绍

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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“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，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“113.33”。

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