确定了地球的大致形状与大小，或者参考椭球体的元素之后，就可以在其上面建立各种各样的统一坐标系，有了统一的坐标系，便可以确定地面点的坐标位置。
地球上的地面点位置，一般用建立在地球表面或地球内部的坐标系来表示，这样的坐标系称为地球坐标系。地球坐标系固定在地球上，与地球一起自转和公转，坐标轴系与地球上的质点处于相对静止状态。
与地球坐标系相对应的是天球坐标系。它是以地球为中心向四面八方无限扩展的。我们把宇宙看作天球，天球北端称为北天极，天球南端称为南天极。天球中的赤道是把地球赤道无限延伸得到的平面。天球坐标系不和地球一起自转，但和地球一起公转。天球坐标系在天文大地测量中应用，分为天球空间直角坐标系和天球球面坐标系[1]，它们主要用来描述地球和卫星的运行状况。
下面我们主要对地球坐标系进行讨论介绍与归纳分类。
根据地面点坐标的表现形式不同，我们可以把地球上的各种坐标系划分为球心坐标系、球面坐标系和平面坐标系三种。
1.球心坐标系
球心坐标系就是将坐标原点设置在地球的中心（参心或质心），按一定方式建立三条互相垂直的坐标轴X、Y、Z，以此来确定地面点的位置。可见，球心坐标可以准确标定出地球体内部或外部任何一点的空间唯一位置（无须再引入高程的概念）。即球心坐标中已经包含高程的大小。球心坐标根据原点位置不同分为参心坐标与质心坐标。“参心”指参考椭球体的中心，“质心”是地球的质量中心，质心坐标亦即地心坐标。
2.球面坐标系(www.xing528.com)
球面坐标系用球面上的经度和纬度来表示地面点的具体位置，也就是地面空间点按某种方式投影到球面上，得到的投影点的经纬度。显然它不包含上面所说的“高程”含义。根据空间点投影到球面上的方式不同，球面坐标分大地坐标与地理坐标，前者以参考椭圆体为原型，用大地经度、大地纬度表示，后者用天文仪器实测得到，称为地理经纬度，二者一般会有微小差别。球面坐标的应用很广，例如，在地球仪上可以很方便地用大地球面坐标（经纬度）来确定地球上各个国家、地区之间的相互位置关系。用地理经纬度来测量和标定远洋船舶的航行位置，是航海运输业数百年来一贯的方法。人类发明飞机之后的航空运输业，也需要在天空实时地测量飞机的地理位置，来对飞机进行导航。
3.平面坐标系
平面坐标系是按一定投影方式，将地球局部范围投影变换成一个整块平面，建立相应平面坐标系，以此来确定该平面内的各点坐标位置。显然，如果要确定一个小区域范围内的各点坐标相对位置，用平面坐标系进行描述会显得比较直观明确。平面坐标系是球面坐标系的引申。
实际上，并不能将上述三种坐标系孤立地分开，它们是相互联系和相互转化的。例如球心坐标系又有球心空间直角坐标系和球心大地坐标系之分，而大地坐标系又属于球面坐标系，球面坐标系也可转化为平面坐标系。图2-3所示为我国各种坐标系的分类组成示意图。
图2-3 我国坐标系统的分类汇总
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