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三、站心座標系
在描述兩點間的空間關係時， 有時採用一種被稱為站心座標系( topocentric coordinate system) 的座標系更為方便直觀， 如圖 8-5 所示：
站心座標系。
根據座標的具體表示方法， 又可以將站心座標系細分為站心直角座標系和站心極座標系， 如下圖所示：
站心直角座標與站心極座標。
1、以 p0 點為中心的站心直角座標系定義如下：
原點位於 p0;
u 軸與過 p0 點的參考橢球面的法線重合， 指向天頂；
n 軸垂直於 u 軸， 指向參考橢球的短半軸；
e 軸垂直於 u 軸和 n 軸， 最終形成左手系；
在站心直角座標系下點的 n、e、u 座標為該點在三個座標軸上的投影長度。
2、以 p0 點為中心的站心極座標系定義如下：
np0e 平面為基準面；
極點位於 p0;
極軸為 n 軸；
點在站心極座標系下的座標用極距( r—由極點到該點的距離) 、方位角( a—在基準面上， 以極點為頂點， 由極軸順時針方向量測到 p0s 在基準面上投影的角度) 、高度角( el—極點與該點連線與基準面間的夾角) 表示。
進行 gps 觀測時， 常常採用 gps 衛星相對於測站的高度角、方位角來描述其在空間中的方位。實際上， 如果再加上測站到衛星的距離， 就是乙個完整的站心座標。
四、平面 /格網座標系
對於地球表面上的點， 雖然可以在乙個球面座標參照系( 如大地座標系) 下描述它們的位置， 但在實踐中， 往往還需要在乙個平面座標系下描述它們的位置，如在工程測量和地圖繪製中。要將球面座標轉換為平面座標， 可以通過一種被稱為“投影 ”的過程實現。所謂投影， 就是球面座標與平面座標間的對映關係， 可以用下面的數學表示式表示：
式中： x、y 為平面座標系下的座標； b、l 為大地緯度和經度； f1 、f2 為單值、連續、有界的函式， 也被稱為投影函式。
經過投影之後所得出的平面座標在一些文獻和資料處理軟體中有時也被稱為格網座標 , 因而平面座標系有時也被稱為格網座標系。由於球面或橢球面是不可展曲面， 因而乙個在球面或橢球面上的物體在經過投影之後， 必將在幾何形狀上發生變化， 即投影變形。投影變形與進行投影時所採用的投影函式有關。
在測量應用中最常用的投影是等角投影， 由於它能夠保持投影前後的幾何形狀相似， 因而也被稱為正形投影。橫軸墨卡托投影或高斯正形投影就是屬於此類投影。
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