大椭圆椭球参数模型在长线工程中的应用

针对长线工程中横轴椭圆柱等角投影在设计工程平面施工图时需要频繁分带和精度较低的问题,提出了以线路走向的椭球大椭圆线为新的中央子午线进行投影的大椭圆线椭球高斯投影,并研究大椭圆线椭球的参数理论模型。首先,推导了以归化纬度代替大地纬度为参数的子午线弧长公式;其次,根据二次曲线不变量理论、线性代数、微积分等知识推导出以平面方程系数为参数的大椭圆椭球基本几何参数的计算模型;然后,推导出基础椭球与大椭圆椭球之间大地坐标的直接转换模型;最后,以某一实际工程资料为基础,验证了推导的理论模型的正确性和优越性,以便在长线工程中普及应用。     

复变函数斜轴椭球变换法的衔接应用

针对转折大、高差大的长线工程,在长度投影变形不大于10 mm/km的条件下,为了衔接斜轴椭球变换前后的高斯平面坐标,建立高精度的工程控制网.文中利用高斯投影正解的非迭代复变函数解出高斯平面横纵坐标组成的复变量z关于参数(a,e,B,l)的偏导数,结合椭球变换大地坐标的变化量,推导椭球变换前后高斯平面坐标位移量的解析公式,构建了椭球变换前后高斯平面坐标衔接模型,并通过实际工程数据对模型进行精度分析,验证该理论模型正确性以及高斯平面坐标衔接的优越性,进一步丰富斜轴变换椭球高斯投影理论在长线工程中的应用.     

斜轴变形椭球高斯投影方法

针对东西跨度较大的线路,借助最小二乘法建立斜轴参考椭球,以减小高斯投影横坐标;通过坐标系转换理论,推导出测区在各坐标系下的空间直角坐标,进而确定测区相对于斜轴参考椭球上的大地坐标;利用椭球变换法建立斜轴变形椭球以减小因高程引起的投影变形。以某铁路线为例,可知"斜轴变形椭球高斯投影方法"可大大减小投影后横轴方向分量,避免高斯投影分带现象,同时有效减小高程及其引起的投影变形。该方法数学模型严谨、运算过程清晰,便于编制相关软件,可投入工程使用。     

一种不同参考椭球下高斯投影地形图坐标转换及实现

因为高斯投影的变形影响,大范围地形图在投影面高程变化后不能通过局部控制点参数法进行变换,而大多数小项目地区又因没有建立地方独立坐标系而无法方便的得到当地投影面的过渡性数据成果。通过椭圆平面几何方程,本文提出了不使用参考控制点的情况下不同高程投影面之间高斯平面投影坐标的转换方法。该方法直接解求地面点在新投影面对应椭球上的纬度值,推导严密,转换精度较高。在沽源县地籍项目中通过编程对实际数据进行往返转换,证明了该方法的正确性和实用性。     

常用海图投影平面上大椭圆航线的表象与曲率分析

利用空间矢量方法推导出了椭球面上只与起止点地理坐标有关的大椭圆航线方程,代入4种常用海图投影的正解公式,得到不同投影平面上的大椭圆参数方程;利用上述参数方程进而推导出了不同投影面上大椭圆航线的曲率与曲率半径公式。选取伦敦到纽约的大椭圆航线为例,通过绘制不同投影面上的大椭圆航线并分析其曲率、曲率半径变化曲线可知,大椭圆航线在日晷投影上的表象为曲率处处为0的直线,而在其他投影面上的表象为曲率较小但不断变化的曲线。利用推导的曲率半径公式可以计算各类大椭圆航线上任意位置的“代曲直距”,方便在不同比例尺的海图上对大椭圆航线进行量测和绘制,提高作图效率。     

不同椭球参数下高斯投影的差异分析研究

在投影计算中,使用不同椭球参数会获得不同的投影计算结果。本文对克拉索夫斯基椭球、GRS75椭球与CGCS2000椭球下高斯投影平面坐标的数值差异、偏移方向和长度变形情况进行了计算及分析,讨论了其在地图制作和GIS数据实践中的应用。     

斜轴墨卡托圆柱投影及其在高速铁路控制网中的应用

为了有效控制高速铁路全球定位系统(GPS)控制网投影变形,利用椭球变换、椭球面向球面投影以及球面圆柱投影基本理论,探讨了斜轴墨卡托投影的处理方法。通过算例分析表明,斜轴墨卡托投影与高斯投影相比,可有效控制长度变形,避免高斯投影分带过多的问题,因此该投影在高铁以及其它线路工程控制网中具有一定的优越性。     

利用格网改正法计算椭球面面积

在对高斯投影面积变形定量分析的基础上,提出了基于高斯投影格网改正的椭球面积计算方法,实现了一次计算、长久受益。该方法直接基于高斯投影面积与已知的格网修正系数,可直接将高斯投影面积转换为椭球面积,计算简便、精度高。分别采用一个大图斑区域和一个小图斑区域进行了计算验证,结果表明,该方法能实现相对精度优于1/100万的计算结果,具有较大的推广价值。     

基于Access VBA的高斯投影程序设计

测量工作中,经常需要进行不同椭球下的高斯投影正算、反算与换带计算,如果用手工完成,不仅计算量庞大,而且容易出错。文中首先介绍了高斯投影的公式,然后利用Access在处理批量数据的优势,结合VBA编写了计算程序,实现了任意椭球下的高斯投影正算、反算与邻带坐标换算的单点和批量计算。通过实例验证了程序的准确性及实用性,可以满足工程需要。     

非椭球面高斯投影计算方法之我见

在分析高斯平面坐标换算到指定高程面上的方法存在问题的基础上,介绍了在非椭球面上进行高斯投影,特别是用椭球膨胀法进行高斯计算时,确定膨胀后椭球长短半径的计算方法。     

不同法截面子午线椭球衔接的研究及应用

为了满足高速铁路线路控制网的投影长度变形值不大于10 mm／km的要求,将长线工程线路分成多段并建立各自的法截面子午线椭球．针对相邻法截面子午线椭球的衔接问题,提出交点法线重合的方法,实现椭球变换之后交点位置的一致性,解决线路的衔接问题,从而大大加强法截面子午线椭球理论在工程线路弯曲性、复杂性及长度的适用性．      

高速铁路精密投影变形模型研究

通过对工程控制网投影变形方法的研究,得出了构造工程椭球与坐标换算的三种计算模型,最后通过对实际数据的计算与分析,总结出构造高速铁路工程椭球的最优方法,从而保证了既有投影面与工程椭球面的最佳吻合。     

应用GPS建立区域独立坐标系中椭球变换的研究

阐述了在应用GPS技术建立区域独立坐标系过程中的椭球变换问题。通过椭球变换的广义模型,系统地描述了椭球膨胀法、平移法、变形法三种常用的椭球变换方法,并利用广义大地坐标微分公式从理论角度分析了各方法的共同点和区别,提出了量化分析指标,分别从不同角度反映和量化了椭球变换前后对长度和平面坐标影响的情况。     

Elliptical harmonic series and the original Stokes problem with the boundary of the reference ellipsoid

Since the earth is closer to a revolving ellipsoid than a sphere, it is very important to study directly the original model of the Stokes' BVP on the reference ellipsoid, where denotes the reference ellipsoid, is the Somigliana normal gravity, andh is the outer normal direction of. This paper deals with: 1) simplification of the above BVP under preserving accuracy to , 2) derivation of computational formula of the elliptical harmonic series, 3) solving the BVP by the elliptical harmonic series, and 4) providing a principle for finding the elliptical harmonic model of the earth's gravity field from the spherical harmonic coefficients ofg. All results given in the paper have the same accuracy as the original BVP, that is, the accuracy of the BVP is theoretically preserved in each derivation step.     

The Meissl scheme for the geodetic ellipsoid

We present a variant of the Meissl scheme to relate surface spherical harmonic coefficients of the disturbing potential of the Earth’s gravity field on the surface of the geodetic ellipsoid to surface spherical harmonic coefficients of its first- and second-order normal derivatives on the same or any other ellipsoid. It extends the original (spherical) Meissl scheme, which only holds for harmonic coefficients computed from geodetic data on a sphere. In our scheme, a vector of solid spherical harmonic coefficients of one quantity is transformed into spherical harmonic coefficients of another quantity by pre-multiplication with a transformation matrix. This matrix is diagonal for transformations between spheres, but block-diagonal for transformations involving the ellipsoid. The computation of the transformation matrix involves an inversion if the original coefficients are defined on the ellipsoid. This inversion can be performed accurately and efficiently (i.e., without regularisation) for transformation among different gravity field quantities on the same ellipsoid, due to diagonal dominance of the matrices. However, transformations from the ellipsoid to another surface can only be performed accurately and efficiently for coefficients up to degree and order 520 due to numerical instabilities in the inversion.     

论保持地球上某特定曲线等长的等角投影

本文着重讨论了保持地球上某一条特定曲线等长的等角投影的存在性特点和数学模型,并在此基础上首次求出了保持等角航线等长的等角投影和斜椭圆柱等角投影。本文所述的理论和方法可做为建立等角空间投影的基础。     

GPS网WGS-84平差坐标向地方独立坐标的转换

论述了采用椭球膨胀法确定区域性椭球面的方法,并给出了有关的大地经纬度计算公式,结合具体工程实例,建立了地方独立坐标系,并对相关结果与数据进行了比较和分析。     

基于数字地球的铁路选线设计模型

论述了传统的铁路选线设计方法,设计了一套空间数据自动转换机制,通过动态关联设计平面从而实现了椭球体坐标空间下的大区域选线设计模型,并通过这种模型实现工程数据与空间数据的统一三维表达。     

机载三线阵传感器航空摄影测量的坐标转换方法研究

由于机载GPS获取的数据是WGS84坐标系,定向测图时首先要进行坐标转换。本文讨论了7参数平面转换模型与GPS水准测量拟合高程异常的方法,研究了数字航空摄影测量的像控点布设问题,并对数字航空摄影测量只在测区四角布设控制点即可满足空三精度要求的观点进行了分析。实验结果表明,机载三线阵航空摄影测量中高精度的7参数转换与似大地水准面精化成果是获取高精度空三的前提。