高斯正反算

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高斯正反算

2024-07-11 14:38| 来源: 网络整理| 查看: 265

        本文意在介绍高斯正反算的基本原理和代码实现!针对高斯正反算网上给出的方法很多,但是我试了之后发现多少都有些问题:或公式原理问题、或精度问题!

        通过查找资料对其进行了总结与测试!原理!代码!测试结果!本文都一一给出,此外本文还对常见坐标系:北京54、西安80、WGS84、CGCS2000等坐标系的高斯转换都做出了实现并使用 QT 进行封装可视化!

        对比公式和代码实现可快速理解高斯正反算!

        精度可达 0.0001!堪称最全公式原理总结!

        坐标转换整套流程包括:像素坐标转投影坐标、投影坐标转大地坐标、大地坐标转空间直角坐标、七参数转换、空间直角坐标转大地坐标、大地坐标转投影坐标、投影坐标转像素坐标; 本人均已实现,且每一个环节都已经过测试、如有需要欢迎在下方留言评论!!!

一、常用椭球参数

北京54坐标系

西安80坐标系

WGS坐标系

CGC2000坐标系

a

6378245.0000000000

6378140.0000000000

6378137.0000000000

6378137.0000000000

b

6356863.0187730473

6356755.2881575287

6356752.3142

6356752.314

f

1/298.3

1/298.257

1/298.257223563

1/298.257222101

c

6399698.9017827110

6399596.6519880105

6399593.6258

6399593.6259

e1

0.006693421622966

0.006694384999588

0.00669437999013

0.00669438002290

e2

0.006738525414683

0.006739501819473

0.00673949674227

0.00673949677548

二、高斯正反算原理  1、高斯正算(大地坐标转投影坐标) 

 2、高斯反算(投影坐标转大地坐标)

三、高斯正反算代码实现  #include #include #include "stdio.h" #define pi 3.141592653589793238463 #define p0 206264.8062470963551564 //wgs84参考椭球 const double e = 0.00669438002290; const double e1 = 0.00673949677548; const double b = 6356752.3141; const double a = 6378137.0; using namespace std; //大地坐标转投影坐标 void DadiPoint2ProjectPoint(double B, double L) { //把度转化为弧度 B = B * pi / 180; L = L * pi / 180; double N, t, n, c, V, Xz, m1, m2, m3, m4, m5, m6, a0, a2, a4, a6, a8, M0, M2, M4, M6, M8, x0, y0, l; int L_num; double L_center; //中央子午线经度,6°带 L_num = (int)(L * 180 / pi / 6.0) + 1; L_center = 6 * L_num - 3; //中央子午线经度,3°带 //L_num = (int)(L * 180 / pi / 3.0 + 0.5); //L_center = 3 * L_num; l = (L / pi * 180 - L_center) * 3600; //求带号、中央经线、经差 M0 = a * (1 - e); M2 = 3.0 / 2.0 * e * M0; M4 = 5.0 / 4.0 * e * M2; M6 = 7.0 / 6.0 * e * M4; M8 = 9.0 / 8.0 * e * M6; a0 = M0 + M2 / 2.0 + 3.0 / 8.0 * M4 + 5.0 / 16.0 * M6 + 35.0 / 128.0 * M8; a2 = M2 / 2.0 + M4 / 2 + 15.0 / 32.0 * M6 + 7.0 / 16.0 * M8; a4 = M4 / 8.0 + 3.0 / 16.0 * M6 + 7.0 / 32.0 * M8; a6 = M6 / 32.0 + M8 / 16.0; a8 = M8 / 128.0; Xz = a0 * B - a2 / 2.0 * sin(2 * B) + a4 / 4.0 * sin(4 * B) - a6 / 6.0 * sin(6 * B) + a8 / 8.0 * sin(8 * B); //计算子午线弧长 c = a * a / b; V = sqrt(1 + e1 * cos(B) * cos(B)); N = c / V; t = tan(B); n = e1 * cos(B) * cos(B); m1 = N * cos(B); m2 = N / 2.0 * sin(B) * cos(B); m3 = N / 6.0 * pow(cos(B), 3) * (1 - t * t + n); m4 = N / 24.0 * sin(B) * pow(cos(B), 3) * (5 - t * t + 9 * n); m5 = N / 120.0 * pow(cos(B), 5) * (5 - 18 * t * t + pow(t, 4) + 14 * n - 58 * n * t * t); m6 = N / 720.0 * sin(B) * pow(cos(B), 5) * (61 - 58 * t * t + pow(t, 4)); x0 = Xz + m2 * l * l / pow(p0, 2) + m4 * pow(l, 4) / pow(p0, 4) + m6 * pow(l, 6) / pow(p0, 6); y0 = m1 * l / p0 + m3 * pow(l, 3) / pow(p0, 3) + m5 * pow(l, 5) / pow(p0, 5); //计算x y坐标 double x = x0; //double y = y0 + 500000 + 1000000 * L_num; //化为国家统一坐标 double y = y0 + 500000; //化为国家统一坐标 cout


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