劉威畢業(yè)論文答辯

1、 目的與意義目的與意義 目的：坐標(biāo)轉(zhuǎn)換一直是大地測量學(xué)中一個極為重要的目的：坐標(biāo)轉(zhuǎn)換一直是大地測量學(xué)中一個極為重要的課題，有許多的中外學(xué)者都對之進行了深入的研究，并課題，有許多的中外學(xué)者都對之進行了深入的研究，并提出了一系列的數(shù)學(xué)模型，其理論研究已經(jīng)非常之成熟。提出了一系列的數(shù)學(xué)模型，其理論研究已經(jīng)非常之成熟。本文的目的在于引入本文的目的在于引入MATLAB軟件用于編制坐標(biāo)轉(zhuǎn)換程軟件用于編制坐標(biāo)轉(zhuǎn)換程序，研究序，研究MATLAB軟件編制坐標(biāo)轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換程序的難易程軟件編制坐標(biāo)轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換程序的難易程度、計算精度。度、計算精度。 意義：意義：1. 對于對于MATLAB用于工程計算的可靠性進行用于工程計算

2、的可靠性進行了一定的檢驗。了一定的檢驗。 2. 正值我國推廣使用國家正值我國推廣使用國家2000系來代替原來系來代替原來的西安的西安80系和北京系和北京54系，編制坐標(biāo)轉(zhuǎn)換程序有利于實系，編制坐標(biāo)轉(zhuǎn)換程序有利于實現(xiàn)我國原有大地測量數(shù)據(jù)有效利用，且國際上常使用現(xiàn)我國原有大地測量數(shù)據(jù)有效利用，且國際上常使用WGS-84系，有利于與其它國家實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。系，有利于與其它國家實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。 3.為為MATLAB用于測繪領(lǐng)域編寫其它的相關(guān)用于測繪領(lǐng)域編寫其它的相關(guān)程序打下基礎(chǔ)。程序打下基礎(chǔ)。MATLAB 軟件的介紹 MATLAB的誕生源于對數(shù)值計算的需求。的誕生源于對數(shù)值計算的需求。1980年，年，美國

3、新墨西哥州大學(xué)計算機系主任美國新墨西哥州大學(xué)計算機系主任Cleve Moler為了為了便于學(xué)生使用計算機計算，用便于學(xué)生使用計算機計算，用Fortran語言編寫出最語言編寫出最初的初的MATLAB 產(chǎn)生：產(chǎn)生： MATLAB第一個商業(yè)版本在第一個商業(yè)版本在1984年問世；而后年問世；而后MATLAB通過不斷地更新和添加不同的功能，如獨特的符號運算、種通過不斷地更新和添加不同的功能，如獨特的符號運算、種類多樣的繪圖技術(shù)、多媒體應(yīng)用以及與其他流行語言的接口類多樣的繪圖技術(shù)、多媒體應(yīng)用以及與其他流行語言的接口功能等，逐漸發(fā)展壯大功能等，逐漸發(fā)展壯大 發(fā)展：發(fā)展： MATLAB的功能主要包括的功能主要

4、包括MATLAB語言、語言、MATLAB開發(fā)環(huán)境、開發(fā)環(huán)境、MATLAB數(shù)學(xué)函數(shù)庫、繪圖數(shù)學(xué)函數(shù)庫、繪圖系統(tǒng)和系統(tǒng)和MATLAB應(yīng)用程序接口應(yīng)用程序接口(API)等幾大部分。等幾大部分。功能：功能：MATLAB 界面界面矩陣的運算矩陣的運算MATLAB中的數(shù)學(xué)函數(shù)中的數(shù)學(xué)函數(shù)本文中坐標(biāo)轉(zhuǎn)換數(shù)學(xué)模型和框圖設(shè)計坐標(biāo)轉(zhuǎn)換總思路設(shè)計空間直角坐標(biāo)與大地坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換1.大地坐標(biāo)向空間直角坐標(biāo)換算BHbaNBHeNZLBHNYLBHNXsinsin)1 (sincos)(coscos222圖4-2 大地坐標(biāo)向空間直角坐標(biāo)轉(zhuǎn)換2.空間直角坐標(biāo)向大地坐標(biāo)換算 NBYXeNBZHHeNYXHNZBXYLcos

5、1sin1arctanarctan222222或B22arctanYXZB的求取需要通過迭代的方法，一般取迭代初值 求出BH后，代入模型中即可求取L此程序框圖較大，不在此處給出，詳見論文中圖4-466222424442222cos33027058617201cos495241cos21lBtttNtlBtNtlBNtXx55222423322cos58141851201cos161coslBtttNlBtNlBNy大地坐標(biāo)向高斯平面坐標(biāo)的換算圖 3-5 高斯（橫軸切橢圓柱）投影圖3-6 投影換帶計算XBABABABAeaX8sin6sin2sin1842021其中的數(shù)值計算公式如下：1.高斯正

6、算公式圖4-5 高斯正算642422222f45906136019351212fffffffffffNyttNyttNytVBB522242322862428512012161cos1fffffffffffNytttNytNyBl2.高斯反算公式其中關(guān)鍵在于底點緯度fB的求解。 cossin10coscoscos2223502936225022174610222fB電算時：其中： axfBLB, lLLZZZbblbZZZbBBf0225322224112. 01由進一步計算圖4-6 高斯反算OBZBXBYBOAYAZAXAxYZCXCAXCBX0三維空間直角坐標(biāo)系之間轉(zhuǎn)換 AAAZYXBBB

7、ZYXRRRmZYXZYX)1 (000布爾沙七參數(shù)轉(zhuǎn)換模型：圖4-3 空間直角坐標(biāo)系之間的七參數(shù)轉(zhuǎn)換框圖設(shè)計19424.169527B 77213.315586L m4016.8821H 已知珠穆朗瑪峰峰頂，以及雪面的大地高，其坐標(biāo)系為1954年北京坐標(biāo)系。 本文換算與中海達軟件換算差值302726.854415229302726.8544150.0000002295636102.390178835636102.3901790.000000172979527.619243392979527.6192430.00000039高斯正算本文算得的大地坐標(biāo)值中海達算得的大地坐標(biāo)值本文與原大地坐標(biāo)差值

8、中海達與原大地坐標(biāo)差值008821.4016m8821.4016m8821.4016m00高斯反算 某測區(qū)內(nèi)現(xiàn)有點某測區(qū)內(nèi)現(xiàn)有點1、點、點2、點、點3三個點，已知它們在三個點，已知它們在1954年北京坐年北京坐標(biāo)系下的大地坐標(biāo)，如表標(biāo)系下的大地坐標(biāo)，如表5-3所示。所示。點號大地緯度B大地經(jīng)度L123正算結(jié)果精度對比表本文的高斯平面坐標(biāo)中海達高斯平面坐標(biāo)差值X12463420.5657072463420.5657070Y1549592.908438549592.9084380X23548973.82655723548973.82655720Y2679857.639639679857.6396390X33365384.7412693365384.7412690Y3666915.770959666915.7709590反算結(jié)果對比表原大地坐標(biāo)（B，L）本文計算的大地坐標(biāo)中海達軟件計算的大地坐標(biāo)本文與原大地坐標(biāo)差值中海達與原大地坐標(biāo)差值000000七參數(shù)計算計算結(jié)果計算結(jié)果XYZ