最近由于工作的原因,正在接触路径规划算法。给到的地图以及ROS消息接口涉及到了UTM投影与2000坐标系,之前根本没接触过。通过网上的资料查询,在这里对UTM投影与2000坐标系进行简单的介绍。

一、UTM投影

1.1 简介

       UTM(Universal Transverse Mercator Grid System, 通用横墨卡托网格系统)投影,是由美国军方在1947提出的。至于其中的数学基础,可参考百度等网站上的介绍。

1.2 UTM投影带分布

  1. 经度分区:编号1-60,其中58个区的东西跨度为6°;
  2. 纬度分区:编号C-X(不含I,O,共20个区),每个区的南北跨度为8°;
  3. A,B,Y,Z覆盖南极和北极区;
  4. N为第一个北纬带,N之后的字母均为北纬带,N之前的字母均为南纬带。



1.3 WGS 1984坐标系的墨卡托投影分度带(UTM ZONE)选择方法

  1. 北半球地区,选择最后字母为“N”的带;
  2. 可根据公式计算,带数=(经度整数位/6)的整数部分+31。

     例如:北京市经度范围为东经115.7°-117.4°,带数≈116/6+31=50,即50N,则表示为WGS 1984 UTM ZONE 50 N。

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UTM投影带号-经度对应表

1.4 UTM坐标表示格式

       UTM坐标的一般形式为:35P 453200mE 1400649mN。 

  1. 35表示位于经度35区;
  2. P表示位于纬度P区;
  3. 453200mE表示东向位置为453200m;
  4. 1400649mN表示北向位置为1400649m。 

1.4.1 东向位置

       每个经度区均有一条中心经线,如35区的经度范围为24E-30E,则其中心经线为27E。中心经线以东的点到中心经线距离为正,中心经线以西的点到中心经线距离为负,则某点的东向位置即为该点到中心经线的距离加500,000m。

       例如:中心经线以东100m的点的东向位置为:500,000 + 100 = 500,100m。

                 中心经线以西100m的点的东向位置为:500,000  - 100 = 499,900m。

1.4.2 北向位置

       北半球北向位置即为该点到赤道的距离。

       南半球北向位置为10,000,000m减去该点到赤道的距离。

       例如:赤道以北1000m的点的北向位置为:1000mN。

                 赤道以南1000m的点的南向位置为:10,000,000 - 1000 = 9,999,000m。

       所有点的北向位置也是正数。

二、2000坐标系

       2000国家大地坐标系,是我国当前最新的国家大地坐标系,英文缩写为CGCS2000。原点为包括海洋和大气的整个地球的质量中心;Z轴由原点指向历元2000.0的地球参考极的方向,该历元的指向由国际时间局给定的历元为1984.0的初始指向推算,定向的时间演化保证相对于地壳不产生残余的全球旋转,X轴由原点指向格林尼治参考子午线与地球赤道面(历元2000.0)的交点,Y轴与Z轴、X轴构成右手正交坐标系。

Transform coordinates - GPS online converter 可以实现经纬度坐标和2000坐标系的转换。

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三、参考文献

UTM坐标系简述 - 知乎 (zhihu.com)

2000国家大地坐标系_百度百科 (baidu.com)