论文总字数：37253字

摘 要

本文主要对椭球面上各坐标系的定义、相互联系、转换方法及参数对坐标转换结果的影响等问题进行了研究和分析。首先，介绍了坐标转换研究的背景和意义，对文中涉及到的各坐标系的定义及联系进行了阐述，进而指出了椭球面上坐标转换的重要性。接着，推导出各坐标系之间的转换关系，并利用Matlab设计出用于部分坐标系之间转换的软件系统。最后，对不同椭球参数、公共点选取等对转换结果的影响进行了分析。结果表明：在精度要求小于5.8″时，大地纬度与归化纬度可以相互代替使用；精度要求小于0.001m时，WGS-84椭球和CGCS2000椭球下的坐标转换结果可以相互代替使用；计算七参数时，选取6个公共点比3个公共点计算结果精度更高，且公共点分布越均匀，离待转换坐标点越近，计算精度越高。

关键词：椭球面 坐标转换 空间直角坐标系 大地坐标系 高斯投影

The relationship and transformation among many kinds of Coordinate systems on the Ellipsoid surface

Abstract

In this passage, the definition, interrelation, conversion method and the influence of parameters on the coordinate translation results of each coordinate system on the ellipsoidal surface are researched and analyzed. First of all, the background and significance of coordinate transformation research are introduced, the definition and relation of coordinate systems are expounded, and then the importance of coordinate transformation on the ellipsoidal surface is showed. Then, the conversion relation between the coordinate systems are infered, and a software system for the conversion between some coordinate systems is designed by using Matlab. In the end, the influences of different ellipsoid parameters and the selection of common points on the transformation results are analyzed, and the results indicate that when the accuracy requirement is less than 5.8 " , the geodetic latitude and naturalized latitude can be substituted for each other; when the accuracy is required to be less than 0.001m, the coordinate conversion results under the WGS-84 ellipsoid and the CGCS2000 ellipsoid can be used instead ; when calculating seven parameters, six common points are chose with higher accuracy than three common points, and the more uniform the distribution of common points, the closer they are to the coordinate points to be converted, the higher the calculation accuracy.

Key Words: Ellipsoid; Coordinate transformation; Rectangular coordinate system; Geodetic coordinate system; Gaussian projection

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1选题背景和意义 1

1.2研究现状 1

1.3研究内容和目的 2

第二章 椭球面上各种坐标系统的建立 3

2.1地球椭球的几何参数 3

2.1.1椭球面 3

2.1.2基本几何参数 3

2.2坐标系建立 4

2.2.1 空间直角坐标系 4

2.2.2 大地坐标系 5

2.2.3 大地极坐标系 6

2.2.4 子午面直角坐标系 6

2.2.5 高斯平面直角坐标系 6

第三章 坐标系之间的转换关系及程序设计 13

3.1 坐标转换的概念 13

3.2坐标系之间的关系 13

3.2.1 子午面直角坐标同大地坐标的关系 13

3.2.2 空间直角坐标同子午面直角坐标的关系 15

3.2.3 空间直角坐标与大地坐标的关系 15

3.2.4不同空间直角坐标之间的相互转换 16

3.2.5不同高斯平面直角坐标之间的相互转换 17

第四章 坐标转换程序设计 19

4.1 Matlab程序设计基础 19

4.2 程序整体设计 19

4.2.1 GUI界面模块设计 19

4.2.2 程序整体功能设计图 20

4.2.3 程序设计代码 21

4.3 GUI程序界面设计 24

4.3.1 坐标转换程序设计框图 24

4.3.2 界面设计及算例 24

第五章 相关转换参数对转换结果的影响 32

5.1椭球参数对坐标转换的影响 32

5.2大地纬度与归化纬度的关系 32

5.3公共点的选取对坐标转换的影响 34

结论 37

参考文献 38

附录 40

致谢 53

第一章 绪论

1.1选题背景和意义

无论在实际工程外业大小比例尺地图测量中，还是内业建立地图数学模型的过程中，坐标转换这一步骤都是不可或缺的；在空间大地测量中，由于坐标系统的多样性，更是需要在不同的坐标系之间进行数据转换，而由一般测量手段获取得到的坐标数据一般是固定不变的，尤其是大范围、长距离的测量，其测量结果会受长度变形的影响，史海锋、张卫斌^[1]认为在空间大地测量数据处理过程中，经常需要进行坐标系转换和基准变换。其中空间直角坐标和大地坐标之间的相互转换是坐标数据处理的前提。因此，考虑到数据利用的高效性、经济性，及达到不同的数据利用目的，就需要把单一的测量坐标数据通过各种坐标转换手段转换成符合要求的数据类型。

1.2研究现状

请支付后下载全文，论文总字数：37253字