以铅垂线为依据,由天文纬度和天文经度所构成的坐标系统。 子午面直角坐标系 以一点的所在的子午圈椭圆中心为原点,建立,x、y平面直角坐标系。则该点坐标用该点的大地经度与其在上述的平面直角坐标系中的x、y坐标表示。 空间大地直角坐标系 其可以是地心坐标系,也可以是参心坐标系。坐标原点位于总地球椭球质心(或参考椭球中心),X轴,Y轴,Z轴所组成的笛卡儿坐标系。Z轴于地球平均自转轴重合,X轴指向平均自转轴于平均格林尼治天文台所决定的子午面与赤道面的交点,Y轴方向与X轴和Z轴所组成的平面垂直,且指向为东。
以测站中心为坐标原点的三维坐标系可分为站心赤道坐标系与站心地平坐标系 站心地平坐标系 以测站法线和子午线方向为依据建立的坐标系。 站心地平坐标系 以笛卡儿坐标指向的坐标系。 建筑物坐标系 以建筑物的两条相互垂直的标志线的起点为零点,建立的坐标系。