臺灣常見的坐標系統為 WGS84、TWD67、TWD97。WGS84 世界測量坐標系統(World Geodetic System)為全球通用的地理坐標系統,為 GPS 采用的坐標系統。TWD67 為早期臺灣制圖時所采用的坐標系統,由于臺灣地殼變動顯著于 1997 重新定義大地基準 TWD97。
中國的坐標系統可以參考:
地圖學課程整理匯總
地理坐標系
地圖學之高程系
WGS84坐標系統
WGS84 由美國國防部制圖局(Defense Mapping Agency)于 1980 年代所建立的地球參考坐標。以全球地心參考框架和一組相應模型(包括地球重力模型EGM 和WGS84 大地水平面)所組成,全球定位系統(GPS)所采用的坐標系統就是WGS84 坐標。定義如下:
(1)地球橢球基本參數:
長半徑a= 6378137m 地球引力常數(含大氣層)GM=3986005
正?;A帶諧系數 C2.0= -484.16685*10-6 地球自轉角速度w= 7292115*10-11 rads -1
(2)主要幾何和物理常數
短半徑 b= 6356752.3142 m 扁率 f=1/298.257223563 第一偏心率平方 e2= 0.00669437999013 第二偏心率平方 e’2 =0.006739496742227 橢球正常重力位 U0= 62636860.8497m2s-2
赤道正常重力 r0= 9.9703267714ms-2
TWD67坐標系統
內政部于民國六十九年完成三角點檢測,并公布「中華民國臺灣地區三角點成果表」,其測量原點為位于南投縣埔里鎮虎子山一等三角點,采用二度分帶橫麥卡托投影坐標系統,因采用橢球體為1967年新國際地球原子,稱為TWD67坐標系統(TaiWan Datum 1967)。相關定義如下:
(1)地球橢球基本參數 參考橢球體:采用 1967 年國際大地測量及地球物理學會(InternationalUnion of Geodesy and Geophysics 簡稱 IUGG)公布之參考橢球體(Geodetic Reference System 1967 簡稱 GRS67),
橢球參數:
長半徑: a = 6378160 公尺 扁 率: f = 1/298.25
測量原點:虎子山一等三角點
經度 λ=120°58' 25.975" 緯度 φ= 23°58' 32.340"
對頭拒山之方位角=323°57' 23.135"
(2)地圖投影 投影:二度分帶橫麥卡托投影 中央經線:東經 121 度 坐標原點:橫坐標西移 250000 公尺后與赤道的焦點 中央子午線的尺度比例:0.9999
TWD97坐標系統
內政部為建立統一之國家坐標系統,并配合目前衛星定位測量廣泛應用之潮流趨勢,自民國八十二年起,采用GPS衛星定位測量技術,辦理衛星追蹤站及一、二等衛星控制點測量,并于民國八十七年公布新的國家坐標系統,由于為1997 年所公布的臺灣大地基準,稱為TWD97(TaiWan Datum 1997),其相關資料如下:
(1)地球橢球基本參數
參考框架:采用國際地球參考框架(International Terrestrial Reference Frame ,簡稱 ITRF)。ITRF 為利用全球測站網之觀測數據成果推算所得之地心坐標系統,其方位采國際時間局(BureauInternational de I’Heure 簡稱 BIH)定義在 1984.0 時刻之方位。 參考橢球體:采用 1980 年國際大地測量及地球物理學會(IUGG)公布之參考橢球體(GRS80)
橢球參數為:
長半徑:a = 6378137 公尺 扁 率:f = 1/298.257222101
(2)地圖投影 投影:二度分帶橫麥卡托投影 中央經線:東經 121 度 坐標原點:橫坐標西移 250000 公尺后與赤道的焦點 中央子午線的尺度比例:0.9999
表 1 WGS84、TWD67、TWD97坐標系統參數比較表
大地基準 | WGS84 | TWD67 | TWD97 |
---|---|---|---|
參考橢球體 | WGS84 (全球性大地基準) | International 1967 (地區性大地基準) | GRS80 (地區性大地基準) |
長半徑(a) | 6378137.000 | 6378160.000 | 6378137.000 |
短半徑(b) | 6356752.3142 | 6356774.7192 | 6356752.3141 |
扁率(f) | 1/298.257223563 | 1/298.25 | 1/298.257222101 |
大地基準點 | 地球質量中心 | 南投埔里虎子山 | 內政部 8 個 GPS衛星追蹤站坐標值 |
地圖投影 | 無投影 | TM 二度分帶 | TM 二度分帶 |
單位 | 經緯度 | 公尺 | 公尺 |
備注 |
| TWD97 與 WGS84 近似 |
表 2 臺灣投影坐標系統比較表
大地基準 | 1967 臺灣大地基準(TWD67) | 1997 臺灣大地基準(TWD97) |
---|---|---|
坐標投影 | 橫麥卡托投影經度二度分帶 | 橫麥卡托投影經度二度分帶 |
適用地區 | ①臺灣、琉球嶼、綠島、蘭嶼、龜山島 ②澎湖、金門、馬祖 ③東沙地區 ④南沙地區 | 臺灣地區 |
中央子午線 | ① 121②119③117④115 | 121 |
原點向西平移 | 250000 | 250000 |
中央子午線的 尺度比 | 0.9999 | 0.9999 |
(摘自:黃敏郎、劉守恒,2005,地理信息系統基礎操作實務,臺北:松崗。)