测量坐标转换系统的设计与实现(毕业论文)

毕业设计（论文）报告纸┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊I摘要随着空间定位技术的不断发展，全球一体化的形成，越来越要求全球测绘资料的统一，研究各种测量坐标系统的建立方法及其相互转换模型，对于实现不同测量坐标系成果的换算具有重要的意义。测量坐标转换包含测量坐标系转换和测量坐标基准转换两个方面的内容。测量坐标系转换是指在同一参考椭球下，空间点的不同坐标形式间的坐标转换，即平面坐标、大地坐标和空间直角坐标之间的转换。测量坐标基准转换是指不同基准(亦即不同坐标系统)下测量坐标之间的转换，其关键在于确定坐标转换参数。根据不同的测绘需求，经常需要将不同形式的坐标进行相互转换，在这些坐标转换的过程中既会运用到同一基准下的坐标转换模型，又会用到不同基准下的坐标转换模型。本文从地球椭球的几何形状和数学描述等基础理论出发，对测量坐标系统进行分类，介绍了我国常用的坐标系—北京54坐标系、西安80坐标系、WGS-84坐标系和2000中国大地坐标系。通过对国内外测量坐标转换模型成果的理论分析，总结了各种测量坐标转换算法，并探讨了转换参数的求解方法。重点设计并实现了测量坐标转换系统。该坐标转换系统根据目前我国常用测量坐标转换的需求以及当前主流的坐标转换方法和数学模型，利用C#语言编写了测量坐标转换系统的程序，较好地实现了同一参考椭球下和不同参考椭球之间不同坐标形式的相互转换，即高斯平面直角坐标、大地坐标与空间直角坐标之间的相互转换，以及高斯投影正反算和坐标换带计算等一系列转换功能。该系统界面友好、操作方便，兼顾了灵活性和批量计算的特点，且计算结果能满足一定的精度要求。关键词:地球椭球体，测量坐标系，坐标转换模型，测量坐标转换系统毕业设计（论文）报告纸┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊IIABSTRACTWiththecontinuousdevelopmentofspaceorientationandtheformationofglobalization，theunityofglobalsurveyingandmappingdataisindemandmuchmore.Studyingtheestablishmentofsurveyingcoordinatesystemsandthemodelsoftransformationbetweendifferentsystemshassignificantmeaningtotherealizationoftransformationbetweenresultsunderdifferentdatums.Thetransformationofsurveyingcoordinatescontainsthetransformationofcoordinatesystemandcoordinatedatum.Thetransformationofcoordinatesystemmeanstransformingthecoordinatesunderdifferentdatumsordifferentcoordinatesystemstoanother.Thekeyliesintheargumentsofcoordinatetransformation.Accordingtodifferentdemand,oftenweshouldmakeconvertionbetweencoordinatesofdifferentforms.Duringthiscourse,theconvertionmodelsunderthesamedatumordifferentdatumsarebothneeded.Inthispaper，weclassifythewholecoordinatesystemfromthebasictheories，suchasthegeometryandmathematicaldescriptionofEarthellipsoid，andthenmakesomeintroductionofthecoordinatesystemcommonlyusedinChina，forexample,Beijing54coordinatesystem，Xian80coordinatesystem，WGS-84coordinatesystemandthe2000ChinageodeticCoordinatesystem.Atlast，wesummarizesthevariouscoordinatetransformation，andmakesomediscussionsofthemethodsforsolvingthetransformationparameters，throughthetheoreticalanalysisoftheresultsincoordinatetransformationmodelbothathomeandabroad.Thispaperputsemphasisondesigningandrealizingthemeasurementcoordinateconversionsystem.Thissystem,accordingtothecurrentdemandofmeasurementcoordinatestransformationinChinaandcurrentmainstreamcoordinatetransformationmethodsandmathematicalmodels,usestheC#languagetoprogramtorealizemeasurementcoordinatesystemtransformation.AnditwellachievesthemutualcoordinatetransfomationamongdifferentcoordinateformsbothinthesameanddifferentreferenceellipsoidsuchasthetransformationamongtheGaussianplanerectangularcoordinates,theGeodeticcoordinates,andthespatialrectangularcoordinates.ItalsocanrealizethepositiveandnegativeGaussprojectioncountingandconversionofcoordinatesindifferentareas.Thesystemisuserfriendly,easytooperateandtakecharacteristicsofbothflexibilityandvolumecalculationintoaccount.Furthermore,thecalculationresultscanmeetcertainaccuracyrequirements.KEYWORDS:earthellipsoid,surveyingcoordinatesystem,coordinatetransformingmodel,surveyingcoordinatetransformingsystem毕业设计（论文）报告纸┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊III目录第一章绪论...........................................................1第二章测量坐标系基础理论.............................................32.1地球椭球体及其定位与定向.......................................32.1.1地球椭球体的类型..........................................32.1.2地球椭球的参数............................................32.1.3地球椭球体的定位和定向....................................52.2测量坐标系统...................................................82.2.1概述......................................................82.2.2测量坐标系统的分类及相互关系..............................92.2.3参考系与参考框架.........................................102.2.4参心坐标系...............................................102.2.5地心坐标系...............................................112.3我国常用的测量坐标系..........................................122.3.1常用的参心坐标系.........................................122.3.2常用的质心坐标系.........................................142.3.3地方独立坐标系...........................................152.3.4高斯平面直角坐标系.......................................162.4高程系统......................................................18第三章测量坐标转换的模型与方法......................................203.1测量坐标转换的模型............................................203.1.1同一基准下不同形式的坐标转换模型.........................203.1.2不同基准下坐标系统之间的转换模型.........................233.2测量坐标转换参数的求解方法....................................293.3测量坐标转换精度的评定方法....................................30第四章测量坐标转换系统的设计与实现..................................324.1测量坐标转换系统的设计........................................324.1.1系统的总体设计...........................................324.1.2系统的功能设计...........................................334.1.3算法结构设计.............................................354.1.4系统的流程设计...........................................394.2测量坐标转换系统的实现........................................414.2.1系统开发平台简介.........................................41毕业设计（论文）报告纸┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊IV4.2.2系统的实现及应用..............