UTM投影全称为“通用横轴墨卡托投影”，是等角横轴割圆柱投影（高斯-克吕格为等角横轴切圆柱投影），圆柱割地球于南纬80度、北纬84度两条等高圈，该投影将地球划分为60个投影带，每带经差为6度，已被许多国家作为地形图的数学基础。
UTM投影与高斯投影的主要区别在南北格网线的比例系数上，高斯-克吕格投影的中央经线投影后保持长度不变，即比例系数为1，而UTM投影的比例系数为0.9996。UTM投影沿每一条南北格网线比例系数为常数，在东西方向则为变数，中心格网线的比例系数为0.9996，在南北纵行最宽部分的边缘上距离中心点大约 363公里，比例系数为 1.00158。
高斯-克吕格投影与UTM投影可近似采用 Xutm=0.9996×X高斯，Yutm=0.9996×Y高斯进行坐标转换。以下举例说明(基准面为WGS84)：
转换算例 单位：米
| 输入坐标度 | 高斯投影 | UTM投影 | 转换算例 |
纬度值（X） | 32 | 3543600.9 | 3542183.5 | X（高斯）×0.9996≈3542183.5 |
经度值（Y） | 121 | 21310996.8 | 311072.4 | Y（高斯）×0.9996≈311072.4 |
注：坐标点（32，121）位于高斯投影的21带，高斯投影Y值21310996.8中前两位“21”为带号；坐标点（32，121）位于UTM投影的51带，上表中UTM投影的Y值没加带号。因坐标纵轴西移了500000米，转换时必须将Y值减去500000乘上比例因子后再加500000。
理解：高斯投影的方法就是保持赤道和中央经线不变形，把球面摊平。方法：用一个椭圆柱套住椭球，把它投影到椭圆柱上，然后打开椭圆柱即可。下面具体介绍一下UTM投影与TM投影方式的各自特点及区别。
墨卡托(Mercator)投影，是一种"等角正切圆柱投影”，又称“正轴等角圆柱投影”，简称UTM投影或TM投影，圆柱投影的一种，由荷兰地图学家墨卡托（G. Mercator，1512～1594）于1569年创拟。为地图投影方法中影响最大的，墨卡托是16世纪的地图制图学家，精通天文、数学和地理。1512年3月5日出生于荷兰佛兰德斯省（现比利时安特卫普附近）。1530～1532年就读于卢万大学。1552年移居德国的杜伊斯堡。早在1537年绘制了第一幅地图（巴勒斯坦），后接受对佛兰德斯进行实地测绘任务，采用哥伦布发现的磁子午线为标准经线，为实测地图的开端。1540年在卢万开设地图作坊，印出依比例实测地图，引起广泛重视，并制成了地球仪，1568年制成著名航海地图“世界平面图”，该图采用墨卡墨卡托编制的世界地图托设计的等角投影，被称为“墨卡托投影”，可使航海者用直线（即等角航线）导航，并且第一次将世界完整地表现在地图上，1630年以后普遍被采用，对世界性航海、贸易、探险等有重要作用，至今仍为最常用的海图投影。晚年所著《地图与记述》是地图集巨著，轰动世界，封面上有古希腊神话中的撑天巨人阿特拉斯像，后人将“Atlas”用作地图集同义词，至今沿用。墨卡托是地图发展史上划时代人物，结束了托勒密时代的传统观念，开辟了近代地图学发展的广阔道路。墨卡托投影设想用一个圆柱面切于（或割于）地球椭球体，使圆柱轴与地球椭球体短轴重合，按等角条件将椭球体面上的占线投影到圆柱面上，然后将圆柱面沿母线切开展平，即得该投影的平面图形。犹如假想地球中心有一盏灯，把球面上的图形投影到圆柱体上，再把圆柱体展开，这就是一幅选定标准纬线上的“墨卡托投影”绘制出的地图。墨卡托投影的特点为：经线为一组竖直的等距离平行直线，两经线间隔与相应的经差值成正比；纬线为垂直于经线的另一组平行直线，各相邻纬线间距不等，由赤道至两极点逐渐伸长，极地处为无穷大（故又称渐长图法）；圆柱面与地球椭球面相切（或相割）处的纬线称“基准纬线”，基准纬线上变形为零；无角度变形，投影上某点处的长度比在任何方向上保持相等；不同纬度上的点产生的长度比不同，其长度和面积的变形与纬度有关，与经度无关，远离基准纬线的变形绝对值增大；等角航线表现为直线。所以墨卡托投影没有角度变形，由每一点向各方向的长度比相等，它的经纬线都是平行直线，且相交成直角，经线间隔相等，纬线间隔从标准纬线向两极逐渐增大。墨卡托投影的地图上长度和面积变形明显，但标准纬线无变形，从标准纬线向两极变形逐渐增大，但因为它具有各个方向均等扩大的特性，保持了方向和相互位置关系的正确。在地图上保持方向和角度的正确是墨卡托投影的优点，墨卡托投影地图常用作航海图和航空图，如果循着墨卡托投影图上两点间的直线航行，方向不变可以一直到达目的地，因此它对船舰在航行中定位、确定航向都具有有利条件，便于制图和航海作业，给航海者带来了很大方便。墨卡托投影的主要缺点为：高纬度地区的长度和面积变形太大，不利于编制高纬度地区的航海图或小比例尺的海图；图上量测长度、面积精度不高。地球面上实地两点最短距离为大圆弧，而大圆弧在该投影上表现为曲线，等角航线不是最短距离，对远距离的航行，不宜用此投影图来计航线。中国国家标准“海底地形图编绘规范”（GB/T 17834-1999，海军航保部起草）中规定1：25万及更小比例尺的海图采用墨卡托投影，其中基本比例尺海底地形图（1：5万，1：25万，1：100万）采用统一基准纬线30°，非基本比例尺图以制图区域中纬为基准纬线。基准纬线取至整度或整分。Gauss-Kruger(高斯-克吕格)投影，是一种“等角横切圆柱投影”。德国数学家、物理学家、天文学家高斯（Carl Friedrich Gauss，1777～1855）于十九世纪二十年代拟定，后经德国大地测量学家克吕格（Johannes Kruger，1857～1928）于1912年对投影公式加以补充，故名。高斯-克吕格投影设想椭圆柱套于地球椭球体面上，并与某一子午线相切（此子午线称中央子午线或中央经线），椭圆柱的中心轴位于椭球的赤道上，再按该投影规定条件（即中央经线和赤道投影后为互相垂直的直线，且为投影的对称轴；中央经线投影后保持长度不变；投影为等角性质）将中央经线东西各一定的经差范围内的经纬线交点投影到椭圆柱面上，将此椭圆柱面沿过南北极的母线切开展平，即为该投影平面。高斯-克吕格投影的主要特性为：①无角度变形；②中央经线和赤道为互相重直的直线外，其余经线为对称于中央经线，并凹向中央经线的曲线，交于两极；纬线为对称于赤道凸向赤道的曲线；③中央经线与实地等长外，其余线和纬线投影后均有长度变形，变形大小随着远离中央经线而增大，随着靠赤道而增大。故此采用分带投影加以限制。按一定经差将地球椭球面划分成若干投影带，这是高斯投影中限制长度变形的最有效方法。分带时既要控制长度变形使其不大于测图误差，又要使带数不致过多以减少换带计算工作，据此原则将地球椭球面沿子午线划分成经差相等的瓜瓣形地带，以便分带投影，通常以经度6°或3°分带投影。以中央经线投影为纵坐标轴（x），赤道投影为横坐标轴（y），两轴交点为各带坐标原点，构成高斯一克吕格平面直角坐标系。经线上各点切线与该点纵坐标轴向存有子午线收敛角。此投影具有投影公式简单、量测精度高、各带投影相同等优点，为许多国家采用。六度带自0度子午线起每隔经差6度自西向东分带，带号依次编为第1、2…，60带。三度带是在六度带的基础上分成的，它的中央子午线与六度带的中央子午线和分带子午线重合，即自1.5度子午线起每隔经差3度自西向东分带，带号依次编为三度带第 1、2…，120带。我国的经度范围西起73°东至135°，可分成六度带十一个，各带中央经线依次为75°、81°、87°、……、117°、123°、129°、135°，或三度带二十二个。如下图。高斯一克吕格投影后，除中央经线和赤道为直线外，其他经线均为对称于中央经线的曲线。高斯-克吕格投影没有角度变形，在长度和面积上变形也很小，中央经线无变形，自中央经线向投影带边缘，变形逐渐增加，变形最大处在投影带内赤道的两端。由于其投影精度高，变形小，而且计算简便（各投影带坐标一致，只要算出一个带的数据，其他各带都能应用），因此在大比例尺地形图中应用，可以满足军事上各种需要，并能在图上进行精确的量测计算。这种投影，将中央经线投影为直线，其长度没有变形，与球面实际长度相等，其余经线为向极点收敛的弧线，距中央经线愈远，变形愈大。随远离中央经线，面积变形也愈大。若采用分带投影的方法，可使投影边缘的变形不致过大。我国各种大、中比例尺地形图采用了不同的高斯—克吕格投影带。其中大于1∶1万的地形图采用3°带；1∶2.5万至1∶50万的地形图采用6°带。UTM投影全称为UNIVERSAL TRANSVERSE MERCATOL PROJECTION（通用横轴墨卡托投影），是一种“等角横轴割圆柱投影”，椭圆柱割地球于南纬80度、北纬84度两条等高圈，投影后两条相割的经线上没有变形，而中央经线上长度比0.9996。UTM投影是为了全球战争需要创建的，美国于1948年完成这种通用投影系统的计算。与高斯-克吕格投影相似，该投影角度没有变形，中央经线为直线，且为投影的对称轴，中央经线的比例因子取0.9996是为了保证离中央经线左右约330km处有两条不失真的标准经线。UTM投影分带方法与高斯—克吕格投影相似，将北纬84度至南纬80度之间按经度分为60个带，每带6度.从西经180度起算，两条标准纬线距中央经线为180Km左右，中央经线比例系数为0.9996。我国的卫星影像资料常采用UTM投影。高斯—克吕格投影与UTM投影是按分带方法各自进行投影，故各带坐标成独立系统。以中央经线（L0）投影为纵轴X，赤道投影为横轴Y，两轴交点即为各带的坐标原点。为了避免横坐标出现负值，高斯—克吕格投影与UTM北半球投影中规定将坐标纵轴西移500公里当作起始轴，而UTM南半球投影除了将纵轴西移500公里外，横轴南移10000公里。由于高斯-克吕格投影与UTM投影每一个投影带的坐标都是对本带坐标原点的相对值，所以各带的坐标完全相同，为了区别某一坐标系统属于哪一带，通常在横轴坐标前加上带号，如(4500000m，21500000m)，其中21即为带号。从投影几何方式看，高斯-克吕格投影是“等角横切圆柱投影”( Transverse Tonformal Tylinder Projection)，投影后中央经线保持长度不变，即比例系数为1；UTM投影是“等角横轴割圆柱投影”，圆柱割地球于南纬80度、北纬84度两条等高圈，投影后两条割线上没有变形，中央经线上长度比0.9996。因此如果采用相同的椭球体，从计算结果看，两者主要差别在比例因子上，高斯-克吕格投影中央经线上的比例系数为1，UTM投影为0.9996，高斯-克吕格投影与UTM投影可近似采用 X[UTM]=0.9996×X[高斯]，Y[UTM]=0.9996×Y[高斯]，进行坐标转换（注意：如坐标纵轴西移了500000米，转换时必须将Y值减去500000乘上比例因子后再加500000）。从分带方式看，两者的分带起点不同，高斯-克吕格投影自0度子午线起每隔经差6度自西向东分带，第1带的中央经度为3°；UTM投影自西经180°起每隔经差6度自西向东分带，第1带的中央经度为-177°，因此高斯-克吕格投影的第1带是UTM的第31带。此外，为了避免横坐标出现负值，两投影的东伪偏移都是500公里，高斯-克吕格投影北伪偏移为零，UTM北半球投影北伪偏移为零，南半球则为10000公里。在国外学者中用得较多的是通用横轴墨卡托投影(UTM) ，它是横轴墨卡托投影的一个特例，最早由美国军方作大比例尺军事地图时所采用。该投影将位于南北纬84°之间的全球分成60 个带，每个带均为6°带，均有其自己的中央子午线。对于每个带而言，其中央子午线和赤道投影后都是直线，构成了其坐标轴，分别为纵坐标轴(即x轴、北方向轴) 和横坐标轴(即y轴、东方向轴)，两者的交点即为坐标原点。为了避免坐标出现负值，一般都将y 值(东方向值)加上一个常数500000m ;而在南半球国家如澳大利亚等， 为了避免x值(北方向值)为负数， 还要将x值加上一个常数10000000m，南极地区的投影也一样。投稿邮箱：452218808@qq.com，请您在留言中标注为投稿，并提供个人简介及联系方式，谢谢！