1）高斯平面直角坐标

地理坐标系只能确定地面点在大地水准面或地球椭球面上的位置，不能直接用来测图。测量上的计算最好是在平面上进行，而地球椭球面是一个曲面，不能简单地展开成平面，那么如何建立一个平面直角坐标系呢？我国是采用高斯投影来实现的。

高斯投影首先是将地球按经线分为若干带，称为投影带。它从首子午线（零子午线）开始，自西向东每隔6°划为一带，每带均有统一编排的带号，用N表示，位于各投影带中央的子午线称为中央子午线（L0），也可由东经1°30′开始，自西向东每隔3°划为一带，其带号用n表示，如图1-4所示。我国国土所属范围大约为6°带第13号带至第23号带，即带号N＝13～23。相应3°带大约为第24号带至第46号带，即带号n＝24～46。6°带中央子午线经度L0＝6N-3，3°带中央子午线经度L＝3n。

图1-4　投影分带与6°（3°）带

图1-5　高斯平面直角坐标的投影

设想一个横圆柱体套在椭球外面，使横圆柱的轴心通过椭球的中心，并与椭球上某投影带的中央子午线相切，然后将中央子午线附近（即本带东西边缘子午线构成的范围）的椭球面上的点、线投影到横圆柱面上，如图1-5所示。再顺着过南北极的母线将圆柱面剪开，并展开为平面，这个平面称为高斯投影平面。在高斯投影平面上，中央子午线和赤道的投影是两条相互垂直的直线。规定中央子午线的投影为x轴，赤道的投影为y轴，两轴交点O为坐标原点，并令x轴上原点以北为正，y轴上原点以东为正，由此建立了高斯平面直角坐标系，如图1-6（a）所示。在图1-6（a）中，地面点A、B在高斯平面上的位置，可用高斯平面直角坐标x、y来表示。(www.daowen.com)

图1-6　高斯平面直角坐标

由于我国国土全部位于北半球（赤道以北），故我国国土上全部点位的x坐标值均为正值，而y坐标值则有正有负。为了避免y坐标值出现负值，我国规定将每带的坐标原点向西移500km，如图1-6（b）所示。由于各投影带上的坐标系是采用相对独立的高斯平面直角坐标系，为了能正确区分某点所处投影带上的位置，规定在横坐标y值前面冠以投影带带号。例如，图1-6（a）中B点位于高斯投影6°带，第20号带内（N＝20），其真正横坐标yB＝-113424.690m，按照上述规定y值应改写为YB＝20（-113424.690＋500000）＝20386575.310。反之，人们从这个YB值中可以知道，该点是位于6°第20号带，其真正坐标yB＝386575.310-500000＝-113424.690m。

高斯投影是正形投影，一般只需将椭球面上的方向、角度及距离等观测值经高斯投影的方向改化和距离改化后，归化为高斯投影平面上的相应观测值，然后在高斯平面坐标系内进行平差计算，从而求得地面点位在高斯平面直角坐标系中的坐标。

2）独立平面直角坐标

当测量的范围较小时，可以把该测区的地表一小块球面当作平面看待。将坐标原点选在测区西南角使坐标均为正值，以该地区中心的子午线为x轴方向来建立该地区的独立平面直角坐标系。

3）建筑坐标系

在房屋建筑或其他工程工地，为了对其平面位置进行施工放样的方便，使所采用的平面直角坐标系与建筑设计的轴线相平行或垂直，对于左右、前后对称的建筑物，甚至可以把坐标原点设置于其对称中心，以简化计算。