有關(guān)高斯投影換帶數(shù)值公式報(bào)告

遼寧工程技術(shù)大學(xué)大地測(cè)量根底綜合訓(xùn)練二教學(xué)單位測(cè)繪與地理科學(xué)學(xué)院專業(yè)測(cè)繪工程名稱80橢球高斯投影坐標(biāo)換帶班級(jí)測(cè)繪14-1學(xué)號(hào)1404070101、1404070115、14070123學(xué)生姓名蔡文豪、林珞珂、熊楚君指導(dǎo)教師王佩賢目錄原理………………11.1高斯投影及坐標(biāo)正反算……………11.2高斯投影正算公式…………………21.3高斯投影反算公式…………………32、目的意義…………42.1換帶的理由…………42.2編程的理由…………43、流程圖……………54、語(yǔ)言簡(jiǎn)介…………64.1語(yǔ)言特點(diǎn)……………64.2工作原理……………75、有關(guān)程序…………65.1程序界面……………65.2程序源碼……………65.3程序使用說(shuō)明………………………65.4程序檢驗(yàn)數(shù)據(jù)………………………75.5程序評(píng)價(jià)……………6原理高斯投影及坐標(biāo)正反算參考橢球面的高斯投影是指將地表的觀測(cè)元素先投影到參考橢球面上(稱為高斯歸化)，再投影到高斯平面上(稱為高斯投影改化)，這樣就可以在高斯平面直角坐標(biāo)系中進(jìn)行測(cè)量平差計(jì)算。在控制測(cè)量學(xué)中，由控制點(diǎn)的大地經(jīng)緯度(L，B)計(jì)算其高斯平面坐標(biāo)(X，Y)，稱為高斯投影正算；由高斯平面坐標(biāo)(X，Y)計(jì)算其大地經(jīng)緯度(L，B，稱為高斯投影反算；由一個(gè)投影帶的高斯平面坐標(biāo)(x1，y1)計(jì)算其在另一個(gè)投影帶的高斯平面坐標(biāo)(x2，x2)稱為高斯投影換帶計(jì)算。為了控制測(cè)量而選擇地圖投影時(shí)，應(yīng)根據(jù)測(cè)量的任務(wù)和目的來(lái)進(jìn)行。為此，對(duì)地圖投影提出了以下要求：(1)應(yīng)當(dāng)采用等角投影〔又稱正形投影〕,可以保證在有限的范圍內(nèi)使地圖上圖形同橢球上原形保持相似，這給識(shí)圖用圖將帶來(lái)很大便利。(2)要求長(zhǎng)度和面積變形不大，并能夠應(yīng)用簡(jiǎn)單公式計(jì)算由于這些變形而帶來(lái)的改正數(shù)。從理論上說(shuō)，不管投影變形有多大，都是可以計(jì)算出來(lái)的。(3)將大的區(qū)域按一定規(guī)律分成假設(shè)干小區(qū)域〔或帶〕。每個(gè)帶單獨(dú)投影，并組本錢身的角坐標(biāo)系，然后，再將這些帶用簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)方法連接在一起，從而組成統(tǒng)一的系統(tǒng)。2、高斯投影正算公式：當(dāng)把1975年國(guó)際橢球參數(shù)代入正算公式，整理可得相似的正算公式：其中高斯投影反算公式將1975年國(guó)際橢球元素值代入，經(jīng)整理可得高斯投影坐標(biāo)反算公式：其中意義目的1、換帶的理由〔1〕高斯投影雖然保證了角度投影前后沒(méi)有變形，但是其長(zhǎng)度變形仍然存在，并且距離中央子午線越遠(yuǎn)，長(zhǎng)度變形越大。為了限制高斯投影的長(zhǎng)度變形，將橢球面按一定經(jīng)度的子午線劃分成不同的投影帶，把投影范圍限制在中央子午線東西兩側(cè)一定的狹長(zhǎng)地帶內(nèi)分別進(jìn)行投影。〔2〕由于中央子午線經(jīng)度不同，使得橢球面上統(tǒng)一的大地坐標(biāo)系，分割成各帶獨(dú)立的平面坐標(biāo)系。為了得到統(tǒng)一的坐標(biāo)系，必須進(jìn)行換帶計(jì)算。2、編程的理由使用C++語(yǔ)言編寫程序，簡(jiǎn)化計(jì)算過(guò)程，節(jié)省時(shí)間，提高工作效率，降低錯(cuò)誤出現(xiàn)率。流程圖語(yǔ)言簡(jiǎn)介C++是C語(yǔ)言的繼承，它既可以進(jìn)行C語(yǔ)言的過(guò)程化程序設(shè)計(jì)，又可以進(jìn)行以抽象數(shù)據(jù)類型為特點(diǎn)的基于對(duì)象的程序設(shè)計(jì)，還可以進(jìn)行以繼承和多態(tài)為特點(diǎn)的面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)。C++擅長(zhǎng)面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的同時(shí)，還可以進(jìn)行基于過(guò)程的程序設(shè)計(jì)，因而C++就適應(yīng)的問(wèn)題規(guī)模而論，大小由之。C++不僅擁有計(jì)算機(jī)高效運(yùn)行的實(shí)用性特征，同時(shí)還致力于提高大規(guī)模程序的編程質(zhì)量與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的問(wèn)題描述能力。語(yǔ)言特點(diǎn)〔1〕支持?jǐn)?shù)據(jù)封裝和數(shù)據(jù)隱藏在C++中，類是支持?jǐn)?shù)據(jù)封裝的工具，對(duì)象那么是數(shù)據(jù)封裝的實(shí)現(xiàn)。C++通過(guò)建立用戶定義類支持?jǐn)?shù)據(jù)封裝和數(shù)據(jù)隱藏。在面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)中，將數(shù)據(jù)和對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行合法操作的函數(shù)封裝在一起作為一個(gè)類的定義。對(duì)象被說(shuō)明為具有一個(gè)給定類的變量。每個(gè)給定類的對(duì)象包含這個(gè)類所規(guī)定的假設(shè)干私有成員、公有成員及保護(hù)成員。完好定義的類一旦建立，就可看成完全封裝的實(shí)體，可以作為一個(gè)整體單元使用。類的實(shí)際內(nèi)部工作隱藏起來(lái)，使用完好定義的類的用戶不需要知道類是如何工作的，只要知道如何使用它即可。〔2〕支持繼承和重用在C++現(xiàn)有類的根底上可以聲明新類型，這就是繼承和重用的思想。通過(guò)繼承和重用可以更有效地組織程序結(jié)構(gòu)，明確類間關(guān)系，并且充分利用已有的類來(lái)完成更復(fù)雜、深入的開發(fā)。新定義的類為子類，成為派生類。它可以從父類那里繼承所有非私有的屬性和方法，作為自己的成員。〔3〕支持多態(tài)性采用多態(tài)性為每個(gè)類指定表現(xiàn)行為。多態(tài)性形成由父類和它們的子類組成的一個(gè)樹型結(jié)構(gòu)。在這個(gè)樹中的每個(gè)子類可以接收一個(gè)或多個(gè)具有相同名字的消息。當(dāng)一個(gè)消息被這個(gè)樹中一個(gè)類的一個(gè)對(duì)象接收時(shí)，這個(gè)對(duì)象動(dòng)態(tài)地決定給予子類對(duì)象的消息的某種用法。多態(tài)性的這一特性允許使用高級(jí)抽象。繼承性和多態(tài)性的組合，可以輕易地生成一系列雖然類似但獨(dú)一無(wú)二的對(duì)象。由于繼承性，這些對(duì)象共享許多相似的特征。由于多態(tài)性，一個(gè)對(duì)象可有獨(dú)特的表現(xiàn)方式，而另一個(gè)對(duì)象有另一種表現(xiàn)方式。工作原理C++語(yǔ)言的程序因?yàn)橐磉_(dá)高性能，所以都是編譯型的。但其開發(fā)環(huán)境，為了方便測(cè)試，將調(diào)試環(huán)境做成解釋型的。即開發(fā)過(guò)程中，以解釋型的逐條語(yǔ)句執(zhí)行方式來(lái)進(jìn)行調(diào)試，以編譯型的脫離開發(fā)環(huán)境而啟動(dòng)運(yùn)行的方式來(lái)生成程序最終的執(zhí)行代碼。生成程序是指將源碼〔C++語(yǔ)句〕轉(zhuǎn)換成一個(gè)可以運(yùn)行的應(yīng)用程序的過(guò)程。如果程序的編寫是正確的，那么通常只需按一個(gè)功能鍵，即可搞定這個(gè)過(guò)程。該過(guò)程實(shí)際上分成兩個(gè)步驟。第一步是對(duì)程序進(jìn)行編譯，這需要用到編譯器〔compiler〕。編譯器將C++語(yǔ)句轉(zhuǎn)換成機(jī)器碼(也稱為目標(biāo)碼)；如果這個(gè)步驟成功，下一步就是對(duì)程序進(jìn)行鏈接，這需要用到鏈接器〔linker〕。鏈接器將編譯獲得機(jī)器碼與C++庫(kù)中的代碼進(jìn)行合并。C++庫(kù)包含了執(zhí)行某些常見任務(wù)的函數(shù)〔“函數(shù)”是子程序的另一種稱呼〕。例如，一個(gè)C++庫(kù)中包含標(biāo)準(zhǔn)的平方根函數(shù)sqrt，所以不必親自計(jì)算平方根。C++庫(kù)中還包含一些子程序，它們把數(shù)據(jù)發(fā)送到顯示器，并知道如何讀寫硬盤上的數(shù)據(jù)文件。五、有關(guān)程序1、程序界面圖一程序源代碼voidCGassDlg::OnButton1jisuan(){CFileDialogm(true);CStdioFilefp;UpdateData(true); doublex[666]={0},y[666]={0}; if(m.DoModal()==IDOK) { CStringfm=m.GetPathName(); CStringtemp; fp.Open(fm,CStdioFile::modeRead); CStringfn,n; fp.ReadString(n);sscanf(n,"%d",&zds); for(inti=0;i<zds;i++) {fp.ReadString(fn); tt+=fn+"\r\n"; sscanf(fn,"%lf%lf",&x[i],&y[i]); jss(x[i],y[i]); x6[i]=m_XINX; y6[i]=m_XINY; } fp.Close; }intN=10;charstra[666];charstrb[666]; CStringstrc; CStringstrd; CStringstr;for(inti=0;i<zds;i++){gcvt(x6[i],N,stra); gcvt(y6[i],N,strb); strc=stra; strd=strb;str=str+strc+""; str=str+strd+"\r\n";}dd=str;UpdateData(false); }doubleCGassDlg::jss(doublem_X,doublem_Y){ doubleBf,beta,Z,Nf,b2,b3,b4,b5,l,B,L,Bf2,beta2; beta=m_X*P/6367558.4969; beta2=cos(beta/P)*cos(beta/P); Bf=beta+(50228976+(293697+(2383+22*beta2)*beta2)*beta2)*sin(beta/P)*cos(beta/P)*P*0.0000000001; Bf2=cos(Bf/P)*cos(Bf/P); Nf=6399596.652-(21565.047-(109.003-0.612*Bf2)*Bf2)*Bf2; Z=m_Y/(Nf*cos(Bf/P)); b2=(0.5+0.00336975*Bf2)*sin(Bf/P)*cos(Bf/P); b3=0.333333-(0.166667-0.001123*Bf2)*Bf2; b4=0.25+(0.161612+0.005617*Bf2)*Bf2; b5=0.2-(0.1667-0.00878*Bf2)*Bf2;/ B=Bf-(1-(b4-0.147*Z*Z)*Z*Z)*Z*Z*b2*P;l=(1-(b3-b5*Z*Z)*Z*Z)*Z*P; L=m_LO*3600+l; m_B0=(int)(B/3600); m_B1=(int)((B-m_B0*3600)/60); m_B2=B-(m_B0*3600+m_B1*60); m_L0=(int)(L/3600); m_L1=(int)((L-m_L0*3600)/60); m_L2=L-(m_L0*3600+m_L1*60); doubleB1,L1,l1,N,BB,a0,a3,a4,a5,a6; L1=L/P; B1=B/P; BB=cos(B1)*cos(B1);l1=(L-m_XINL0*3600)/P; N=6399596.652-(21565.047-(109.003-0.612*BB)*BB)*BB; a0=32144.5189-(135.3646-(0.7034-0.0040*BB)*BB)*BB; a3=(0.3333333+0.001123*BB)*BB-0.1666667; a4=(0.25+0.00253*BB)*BB-0.04166; a5=0.0083-(0.1667-(0.1968+0.0040*BB)*BB)*BB; a6=(0.167*BB-0.083)*BB; m_XINX=6367452.1328*B1-(a0-(0.5+(a4+a6*l1*l1)*l1*l1)*l1*l1*N)*sin(B1)*cos(B1); m_XINY=(1+(a3+a5*l1*l1)*l1*l1)*l1*N*cos(B1); return0;}程序說(shuō)明書〔1〕雙擊gass.exe翻開軟件；〔2〕輸入要換帶的兩條中央子午線經(jīng)度，點(diǎn)擊坐標(biāo)計(jì)算讀取坐標(biāo)數(shù)據(jù)，格式為點(diǎn)個(gè)數(shù)XY〔3〕點(diǎn)擊寫出，將換帶結(jié)果寫入文檔；4、關(guān)于程序本程序可批處理計(jì)算西安80坐標(biāo)換帶，參考橢球?yàn)?975國(guó)際橢球。程序編寫人員蔡文豪，調(diào)試檢核人員林珞珂，熊楚君。5、程序驗(yàn)證數(shù)據(jù)6123.123456.456789.789