第十三章 常用测量程序设计好文档.ppt

中南大学测绘与国土信息工程系 高斯投影模块 高斯投影可认为是同一参考椭球体下的大地坐标与平面直角坐标之间的转换，由于其计算比较复杂，这里单独成立一模块。该模块包括高斯投影的正算和反算，以及距离改化和方向改化功能。 中南大学测绘与国土信息工程系 坐标转换模块 该模块与高斯投影模块为整个应用程序的主体。坐标转换可分为相同参考椭球体下的坐标转换与不同参考椭球体下的坐标转换两大类，其中每一类又包括大地坐标、空间直角坐标以及平面直角坐标间的转换。具体有： ①相同椭球基准下大地坐标与空间直角坐标转换 ②相同椭球基准下大地坐标与平面直角坐标转换（即高斯投影计算） ③相同椭球基准下空间直角坐标与平面直角坐标转换 ④不同椭球基准下大地坐标与空间直角坐标转换 ⑤不同椭球基准下大地坐标与大地坐标 ⑥不同椭球基准下空间直角坐标与空间直角坐标转换 ⑦不同椭球基准下大地坐标与平面直角坐标转换 ⑧不同椭球基准下空间直角坐标与平面直角坐标转换 ⑨不同平面直角坐标系间的转换（平面直角坐标系间的转换统一用4参数模型） ⑩空间直角坐标至站心坐标转换（站心空间直角坐标、站心极坐标） ⑾大地高与正常高间的转换 中南大学测绘与国土信息工程系 以上坐标转换中只有①、②、⑥、⑨、⑩、⑾为基本的坐标转换，而其它坐标转换则由这些基本坐标转换组合完成。 中南大学测绘与国土信息工程系 （1）③=①+②，相同椭球基准下空间直角坐标到平面直角坐标的转换步骤：先把空间直角坐标转换成相同椭球下的大地坐标，然后进行高斯投影正算；相同椭球下平面坐标到空间坐标的转换步骤：先进行高斯投影反算求得大地坐标，然后再把大地坐标转换成空间直角坐标。 （2）④=⑥+①，不同椭球基准下大地坐标至空间直角坐标转换步骤：先把大地坐标转换成相同椭球下的空间直角坐标，然后按七参数模型进行不同椭球体间空间直角坐标转换；不同椭球下空间直角坐标至大地坐标的转换步骤：先按七参数模型进行不同椭球体间空间直角坐标转换，然后进行相同椭球体下空间直角坐标至大地坐标的转换。 中南大学测绘与国土信息工程系 （3）⑤=⑥+①+⑥，不同椭球基准下大地坐标至大地坐标的转换步骤：先把大地坐标转换成相同椭球下的空间直角坐标，然后按七参数模型进行不同椭球体间空间直角坐标转换，最后再把空间直角坐标转换成相同椭球下的大地坐标。 （4）⑦=②+⑨，不同椭球基准下大地坐标至平面直角坐标转换步骤：先把大地坐标进行高斯投影正算（注意投影时用的椭球参数与大地坐标的椭球参数相同），然后利用四参数模型进行不同平面直角坐标间的转换。不同椭球下平面直角坐标至大地坐标的转换步骤：先利用四参数模型进行不同平面直角坐标间的转换，然后把平面直角坐标进行高斯投影反算（注意投影时用的椭球参数与转换后平面坐标的椭球参数相同），求得大地坐标。 中南大学测绘与国土信息工程系 （5）⑧=①+②+⑨，不同椭球基准下空间直角坐标至平面直角坐标转换步骤：先把空间直角坐标转换成相同椭球体下的大地坐标，然后进行高斯投影反算，求得相同椭球体下的高斯平面坐标，最后利用四参数模型进行不同平面直角坐标的转换。不同椭球下平面直角坐标至空间直角坐标的转换步骤：利用四参数模型进行不同平面直角坐标的转换，然后进行高斯投影反算，求得大地坐标，最后进行同一椭球下的大地坐标至空间直角坐标的转换。 注意：平面直角坐标至三维空间直角坐标转换时，一般已知的是正常高，因此需要把正常高转换成大地高，然后才能进行大地坐标至空间直角坐标间的转换。 中南大学测绘与国土信息工程系 参数计算模块 参数计算模块主要包括不同基准的空间直角坐标的七参数计算、不同平面直角坐标的四参数计算以及高程拟合参数计算。 输入公共点坐标值 根据坐标转换模型列误差方程 解算法方程 求得转换参数 中南大学测绘与国土信息工程系 高斯投影实用计算公式 1.子午线弧长计算公式 中南大学测绘与国土信息工程系 高斯投影实用计算公式 2.正算公式 中南大学测绘与国土信息工程系 高斯投影实用计算公式 3. 底点纬度公式 中南大学测绘与国土信息工程系 高斯投影实用计算公式 4. 反算公式 中南大学测绘与国土信息工程系 2.1.3空间直角坐标至站心坐标的转换(相同基准) 站心坐标系：以测站P为原点，P点的法线方向为轴（指向天顶为正），轴指向过P点的大地子午线的切线北方向，轴与平面垂直，构成左手坐标系。 式中： 中南大学测绘与国土信息工程系 2.2.1不同空间直角坐标系的转换 (不同基准) 不同空间大地直角坐标系的转换既包括不同参心空间大地直角坐标系的换算，也包括参心坐标系同地心空间大地直角坐标系的换算。这类坐标转换的模型很多，最简单的是三参数法，虽然不够合理，但在一定的精度条件下，还是可以采用的。 最主要方法为七参数法，七参数法的转换模型包括目前广泛应用的是布尔莎