大地测量学基础实验报告

1、大地测量学的基础实践报告学号：名称：类：专业领域：课程名称：大地测量学的基础指导教师：2014年5月目录1.引言31.1实习的基本任务31.2实验要求32.实践内容42.1实习环境42.2实习主要内容简介42.2.1将空间大地坐标转换为空间笛卡尔坐标42.2.1.1计算公式52.2.2将空间坐标转换为空间大地坐标52.2.2.1计算公式62.2.3高斯投影正62.2.3.1计算公式62.2.4高斯投影倒数72.2.4.1计算公式73.1将空间大地坐标转换为空间笛卡尔坐标83.1.1基本程序83.1.2程序改进83.1.3程序改进93.1.4计划扩展113.2将空间坐标转换为空间大地坐标113.

2、2.1基本程序113.2.2程序改进113.2.3程序改进123.2.4计划扩展153.3高斯投影正153.3.1基本程序153.3.2程序改进153.3.3程序改进163.3.4计划扩展203.4高斯投影倒数203.4.1基本程序203.4.2程序改进213.4.3程序改进233.4.4计划扩展264.实习结果264.1将空间大地坐标转换为空间笛卡尔坐标264.1.1初始调试和成功调试274.1.2执行界面和操作结果28将4.2空间笛卡尔坐标转换为空间大地坐标284.2.1初始调试和成功调试294.2.2执行界面和操作结果294.3高斯投影正304.3.1初始调试和成功调试304.3.2执行

3、界面和操作结果314.4高斯投影倒数314.4.1初始调试和成功调试324.4.2执行界面和操作结果325.编程扩展325.1儒略历日计算公式335.2朱利安日结算335.2.1程序代码335.2.2初始调试和成功调试345.2.3执行界面和操作结果345.3朱利安日历山355.3.1程序代码355.3.2初始调试和成功调试365.3.3执行界面和操作结果36摘要371.简介大地测量学基础的编程实验是教学的重要组成部分，是测量工程专业学生的必备内容。编程计算是大地测量学基础教育中不可缺少的渡边杏部分，大地测量技术理论是与实际联系的重要部分，可以培养学生的实践能力，加强学生对大地测量数据处理的程

4、序设计、算法说明、程序实现等的认识。在培养严谨的治学态度、活跃的创新意识、理论联系实际、适应科学技术发展的综合应用能力等方面，具有不可替代的作用。1.1实习的基本任务培养基本程序开发技术，提高自己的手能力，加深对空间大地坐标和空间坐标转换、高斯投影结算、逆算等的理解。培养自己的科学思维和创新意识，掌握实验研究的基本方法，提高自己的分析能力和创新能力。提高自己的科学素养，培养理论联系实际和实事求是的科学作风，爱护认真严谨的科学态度，积极的探索精神，遵守纪律，团结合作，公共财产的优良品德。1.2实验要求(1)分析实习主题的要求。(2)编写详细的设计说明。(3)编写程序代码，以便程序可以正确运行。(

5、4)完成设计的软件必须易于操作和使用。(5)设计完成后，提交实习报告。2.实习内容2.1实习环境此程序可以在98/2000/XP下运行，也可以使用VC 6.0运行。2.2实习主要内容简介2.2.1将空间大地坐标转换为空间笛卡尔坐标空间大地坐标以参考椭球的中心作为坐标原点，椭球的短轴与参考椭球旋转轴相对应，通过地面点的椭球法线与椭球赤道之间的角度为大地纬度b，通过地面点的椭球与起始子午线之间的角度为大地经度l，地面点沿椭球法线到椭球的距离为大地高度h，地面点的点以(b，l，h)表示，空间直角坐标以中心0作为坐标原点y轴与赤道面上的x轴垂直，形成右侧直角坐标系0-XYZ，z轴与参考椭球上的短轴(旋

6、转轴)匹配，地面点的点由(x，y，z)表示。 可以从已知椭球上的长半轴A、椭球上的第一个偏心率E、空间大地坐标B、L、H中获取空间直角坐标X、Y、Z。2.2.1.1计算公式相应的计算公式为：在公式中，n是椭球体妙趣横生的曲率半径，e是椭球体的第一个偏心率，a，b椭球体的长短半径，f椭球体偏心率，w是第一个辅助系数或者2.2.2将空间坐标转换为空间大地坐标空间直角坐标以中心0作为坐标原点，x轴与起始子午线和赤道的相交线重合，y轴与赤道面上的x轴垂直，形成右侧直角坐标系0-XYZ，z轴与参考椭球上的短轴(旋转轴)重合，地面点的点表示为(x，y，z)。空间大地坐标以参考椭球的中心作为坐标原点；椭球的

7、短轴与参考椭球旋转轴相对应；通过地面点的椭球法线与椭球赤道之间的角度为大地纬度B；通过地面点的椭球与起始子午线之间的角度为大地经度L；地面点沿椭球法线到椭球的距离为大地高度H；地面点的点表示为(B，L，H)2.2.2.1计算公式相应的计算公式为：在公式中，n是椭球体妙趣横生的曲率半径，e是椭球体的第一个偏心率，a，b椭球体的长短半径，f椭球体偏心率，w是第一个辅助系数或者2.2.3高斯投影正高斯投影正数、已知大地坐标(B，L)和中央子午线经度L0计算高斯平面坐标(x，y)。2.2.3.1计算公式公式中使用的参数如下：2.2.4高斯投影倒数高斯投影倒数、已知高斯平面笛卡尔坐标(x，y)和指定的中

8、央子午线经度L0计算大地坐标(B，L)。2.2.4.1计算公式公式中使用的参数如下：3.1将空间大地坐标转换为空间笛卡尔坐标3.1.1基本程序根据将空间大地坐标转换为空间笛卡尔坐标的公式计算x、y、z。其中椭球体选择克拉索夫斯基椭球体。程序如下：a=；E2=0.2966n=a/sqrt(1-E2 * sin(radianb)* sin(radianb)；x=(n h)* cos(radianb)* cos(radianl)；y=(n h)* cos(radianb)* sin(radianl)；z=(N *(1-E2)H)* sin(radian b)；Printf (x=% lf ny=%

9、lf NZ=% lf n ，x、y、z)；3.1.2程序改进在将空间大地坐标转换为空间笛卡尔坐标的过程中，椭球体有四种类型：克拉索夫斯基椭球体、1975年国际椭球体、WGS-84椭球体和2000中国大地坐标系。通过switch语句选择。程序如下：printf( Your choose is n1(classopski椭球体)n2(1975年国际椭球体)n3(WGS-84椭球体)n4(2000中国大地坐标系)333scanf(“% d”，tuoqiuti)；开关(tuo quity)case 1: a=；E2=0.2966布列克；case 2: a=；E2=0.9588布列克；case : a=

10、；E2=0.0130布列克；case 4: a=；E2=0.2900布列克；n=a/sqrt(1-E2 * sin(radianb)* sin(radianb)；x=(n h)* cos(radianb)* cos(radianl)；y=(n h)* cos(radianb)* sin(radianl)；z=(N *(1-E2)H)* sin(radian b)；Printf (x=% lf ny=% lf NZ=% lf n ，x、y、z)；3.1.3程序改进选择椭球体类型时，可以使用switch语句进行选择。程序包括：# include# include# define PI 3。Void

11、 main()Int D1、M1、D2、M2、tuoqiuti、a；双工x、y、z、E2双ms1、s1、angleb、radianb、degree1双MS2、S2、anglel、radianl、degree2杜布尔n，h；Printf (please input angleb，anglel，h n )；scanf(“% lf % lf % lf”，angleb，anglel，h)；/* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

12、 * 将纬度转换为弧度* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * */D1=(int)(ang leb 0.0001)；MS1=ang le B- D1；m1=(int)(MS1)* 100 0.0001)；S1=(MS1 * 100-M1)* 100；degree 1=D1 M1/60.0 S1/3600.0；RadianB=degree 1 * PI/180.0；/* * * * * * * * *

13、* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 将经度转换为弧度* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * */D2=(int)(angleL 0.0001)；MS2=angleL-D2；m2=(int)(ms 2 0.0001)x 100；S2=(MS2 * 100

14、-M2)* 100；degree 2=D2 M2/60.0 S2/3600.0；RadianL=degree 2 * PI/180.0；printf( radianb=% lf nradianl=% lf n ，radia nb，radianl)；printf( Your choose is n1(classopski椭球体)n2(1975年国际椭球体)n3(WGS-84椭球体)n4(2000中国大地坐标系)333/* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

15、* * * P100表格4-1* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * */scanf(“% d”，tuoqiuti)；开关(tuo quity)case 1: a=；E2=0.2966布列克；case 2: a=；E2=0.9588布列克；case : a=；E2=0.0130布列克；case 4: a=；E2=0.2900布列克；n=a/sqrt(1-E2 * sin(radianb)* s

16、in(radianb)；/* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * P105公式4-30* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * */x=(n h)* cos(radianb)* cos(radianl)；y=(n h)* cos(radianb)*

17、sin(radianl)；z=(N *(1-E2)H)* sin(radian b)；Printf (x=% lf ny=% lf NZ=% lf n ，x、y、z)；3.1.4计划扩展选择椭球体类型时，可以使用判断、循环等语句进行选择和重复。3.2将空间坐标转换为空间大地坐标3.2.1基本程序根据将空间坐标转换为空间大地坐标的公式计算b、l、h，如下所示：l=atan(Y/X)；n=a/sqrt(1-E2 * sin(B)* sin(B)；h=(sqrt(X * X Y * Y)/cos(B)-N；b=atan(z/sqrt(x * x y * y)n * E2 * sin(b)/sqrt(x * x y * y)；Printf (b=% lf nl=% lf NH=% lf n ，b，l，h)；3.2.2程序改进根据将空间坐标转换为空间大地坐标的公式计算b、l、h。此程序的核心是以下迭代计算程序(例如，黑色附加部分)。b=atan(Z/sqrt(X * X