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摘 要

坐标转换一直是专业性强且不易解决的问题,针对目前坐标转换软件功能单一、操作不方便等问题，采用窗口、菜单、控件的操作方式，实现了人性化界面设计。本文首先对基于MATLAB的坐标转换程序设计的定义、意义、研究重点、研究状况进行介绍。论述以MATLAB为开发平台和编程语言，设计出解决工程测量中常见的坐标转换问题的程序。程序的设计主要从两个方面进行，其一保证程序有较高的转换精度，其二是友好的界面设计。程序的运行能满足工程测量人员对坐标转换运算和坐标数据分析的需要，程序实现了不同参考椭球情况下七参数和四参数的计算过程、不同坐标系统的坐标转换程序化。论文还诠释了测量坐标转换的含义和内容，针对坐标转换基本模型的选用、转换参数的解算、转换计算方法的问题加以研究和探讨，以便实现在测量实践和理论中各类不同坐标之间的转换计算。

关键词:坐标转换 参考椭球 MATLAB 图形用户界面

Design of common coordinate conversion program Based on MATLAB

Abstract

Coordinate conversion is always a professional problem and not easy to solve, in view of the problems of the current coordinate conversion software single function, the operation is not convenient, the use of windows, menus, controls the mode of operation, realized the human interface design. Firstly, this paper introduces the definition, significance, research emphasis and research status of the design of the coordinate conversion program based on MATLAB. With programmed language, the article designs the program of solving the common coordinate conversion problems in the engineering survey, which regards MATLAB as an exploitation basis. The program designs come from two aspects. Firstly, the powerful operation function of the program is guaranteed. Secondly, the visualization is designed. The program operation meets the needs which engineering survey personnel need to have the coordinate conversion operation and data analysis. The procedure realizes the calculation of seven parameters and four parameters of different reference ellipsoid, and the conversion procedure of coordinate system of different coordinate system. the article includes the meaning and content of transformation, basic model selection of coordinates transformation, calcu1ation of transformation parameters, calculation method of transformation and problems existing in transformation. Calculation are researched and discussed in this paper in order to measure transformation calculation of different coordinate in practice and theory．

Key words: Coordinate conversion; Reference ellipsoid; MATLAB; GUI

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 研究的背景和意义 1

1.2 研究现状和发展 1

1.3 研究的主要类容 2

第二章 坐标转换的基本理论和知识介绍 3

2.1 常用坐标系的分类 3

2.1.1 坐标系的分类 3

2.1.2 常用的坐标系统 4

2.1.3 地球椭球的基本几何参数及其相互关系 5

2.2 高斯投影的基本概念 7

2.2.1 基本概念 7

2.2.2 高斯投影坐标正算 8

2.2.3 高斯投影坐标反算 9

2.2.4 高斯投影相邻带的坐标换算 9

第三章 坐标转换的数学模型及公式 11

3.1 常用坐标系变换 11

3.1.1 空间直角坐标系与大地坐标系间的转换 11

3.1.2 高斯投影坐标正反算 12

3.2 不同基准下坐标转换 13

3.2.1 空间坐标之间的转换（七参数） 13

3.2.2 平面坐标之间的转换（四参数） 15

3.3 常用坐标转换流程 16

第四章 坐标转换程序主体设计 17

4.1 程序整体设计 17

4.1.1 参数设计 17

4.1.2 坐标转换模块 17

4.2利用MATLAB实现坐标转换的函数 19

4.2.1 MATLAB系统概述 19

4.2.2 坐标转换程序基本函数 19

4.2.3 编写GUI程序代码 19

4.2.4 基于MATLAB程序界面设计 20

第五章 总结与展望 25

参考文献 26

致谢 27

附录 28

第一章 绪论

1.1 研究的背景和意义

随着大地测量学，摄影测量学，工程测量学的发展和电子计算机的普及，对各种坐标系的研究变得越来越重要了。精确的测量，为各种比例尺地形图和大型工程测量的精度提供了保障，大地坐标系作为大地测量基准的一部分，一直是大地测量，工程测量中最基本的问题。按其原点相对地球质心的位置，大地坐标系可分为局部坐标系和地心坐标系。

过去受到技术水平的制约，人们不能精确地确定地心的位置，局部坐标系成了国家和地区唯一的选择。应用传统技术建立起来的参心坐标系逐渐难以满足测绘及相关行业发展的需求，甚至在有些应用中完全失去了意义。单纯采用目前参心、二维、低精度、静态的大地坐标系统和相应的基础设施作为中国现行应用的测绘基准，必然会带来越来越多的不协调问题新形势下，测量坐标系问题显得越来越突出，使用地心坐标系的要求也越来越迫切。世界许多发达国家和地区都开始采用地心坐标。信息时代的控制测量仪器和测量系统已形成数字化，智能化和集成化的新发展态势，空间测量和地面测量仪器和测量系统出现互补共荣的新的发展格局；传统的大地测量技术发生了质的变化，传统的测绘行业逐渐向地理信息化产业转换，工作重点已经由外业转为内业处理。

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