C#高斯換帶解析課件

高斯投影換帶計(jì)算專(zhuān)業(yè)：測(cè)繪工程班級(jí)：測(cè)繪2班高斯投影換帶計(jì)算1高斯投影換帶計(jì)算1.設(shè)計(jì)內(nèi)容

1.1設(shè)計(jì)意義

1.2基礎(chǔ)理論

1.3數(shù)據(jù)流程圖

1.4詳細(xì)設(shè)計(jì)2.功能實(shí)現(xiàn)2.1關(guān)鍵技術(shù)和難點(diǎn)2.2程序使用說(shuō)明書(shū)

3.總結(jié)高斯投影換帶計(jì)算1.設(shè)計(jì)內(nèi)容21.設(shè)計(jì)內(nèi)容1.1設(shè)計(jì)意義

在實(shí)際測(cè)量工作中，我們常常遇到坐標(biāo)不統(tǒng)一的情況，為了計(jì)算簡(jiǎn)便，把不同形式的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成我們所需的坐標(biāo)，為我們的工程服務(wù)，經(jīng)常需要進(jìn)行高斯投影正算、反算、坐標(biāo)換帶和子午線(xiàn)收斂角的計(jì)算工作。為此，我們編寫(xiě)了這一程序設(shè)計(jì)，希望能使以后的轉(zhuǎn)換工作更加簡(jiǎn)便。本軟件主要應(yīng)用相關(guān)的轉(zhuǎn)換公式，采用C#編程可隨時(shí)隨地實(shí)現(xiàn)任何參考橢球體下高斯坐標(biāo)轉(zhuǎn)換與大地坐標(biāo)之間的正反算和換帶計(jì)算，達(dá)到高斯平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的目的。本文所編程序的特點(diǎn)是，操作簡(jiǎn)單．輸出簡(jiǎn)捷、結(jié)果完整，不需要另加輔助內(nèi)容。1.設(shè)計(jì)內(nèi)容1.1設(shè)計(jì)意義3高斯投影雖然保證了角度投影前后沒(méi)有變形，但其長(zhǎng)度變形仍然存在，并且距離中央子午線(xiàn)愈遠(yuǎn)，長(zhǎng)度變形愈大。為了限制高斯投影的長(zhǎng)度變形，將橢球面按一定經(jīng)度的子午線(xiàn)劃分成不同的投影帶，把投影范圍限制在中央子午線(xiàn)東西兩側(cè)一定的狹長(zhǎng)地帶內(nèi)分別進(jìn)行投影。由于中央子午線(xiàn)的經(jīng)度不同，使得橢球面上統(tǒng)一的大地坐標(biāo)系，分割成為各帶獨(dú)立的平面坐標(biāo)系。為了得到統(tǒng)一的坐標(biāo)系，必須進(jìn)行換帶計(jì)算。高斯投影雖然保證了角度投影前后沒(méi)有變形，但其長(zhǎng)度變形仍然存在41.2基礎(chǔ)理論利用高斯正反算間接換帶平面坐標(biāo)大地坐標(biāo)平面坐標(biāo)把橢球面上的大地坐標(biāo)作為過(guò)渡坐標(biāo):這種方法,理論上最簡(jiǎn)明嚴(yán)密，精度最高，通用性最強(qiáng)。不僅適用于3°-3°帶以及6°-3°帶互相之間的鄰帶坐標(biāo)換算，且適用于任意帶之間的坐標(biāo)換算。雖計(jì)算量稍大，但由于計(jì)算機(jī)的普及和本法的通用性及計(jì)算的高精度，它自然便成為坐標(biāo)鄰帶換算中最基本的方法。反算正算1.2基礎(chǔ)理論平面坐標(biāo)大地坐標(biāo)平面坐標(biāo)把橢球面上的大地坐標(biāo)作5計(jì)算和數(shù)據(jù)模型正算是指：由大地坐標(biāo)（L,B）求得高斯平面坐標(biāo)（x,y）的過(guò)程。反算是指：由高斯平面坐標(biāo)（x,y）求得大地坐標(biāo)（L,B）的過(guò)程。正算：高斯投影必須滿(mǎn)足的三個(gè)條件：（1），中央子午線(xiàn)投影后為直線(xiàn)。（2），中央子午線(xiàn)投影后長(zhǎng)度不變。（3），投影具有正性性質(zhì)，即正性投影條件。由第一個(gè)條件可知，中央子午線(xiàn)東西兩側(cè)的投影必然對(duì)稱(chēng)于中央子午線(xiàn)。設(shè)在托球面上有P1，P2，且對(duì)稱(chēng)于中央子午線(xiàn)。其大地坐標(biāo)為（l,B）,(-l,B)則投影后的平面坐標(biāo)一定為P1·（x,y）,P2·（x,-y）.由第二個(gè)條件可知，位于中央子午線(xiàn)上的點(diǎn)，投影后的縱坐標(biāo)x應(yīng)該等于投影前從赤道量至該點(diǎn)的子午弧長(zhǎng)。計(jì)算和數(shù)據(jù)模型正算是指：由大地坐標(biāo)（L,B）求得高斯平面坐標(biāo)6反算：在高斯投影坐標(biāo)反算時(shí)，原面是高斯平面，投影面是橢球面，則有如下的投影方程：則其的三個(gè)條件：（1）x坐標(biāo)軸投影成中央子午線(xiàn)，是投影的對(duì)稱(chēng)軸；（2）x軸上的長(zhǎng)度投影保持不變;（3）正性投影條件。反算：在高斯投影坐標(biāo)反算時(shí)，原面是高斯平面，投影面是橢球面，7高斯反算公式(克氏橢球)高斯反算公式(克氏橢球)8高斯反算公式(IAG橢球)高斯反算公式(IAG橢球)9高斯正算公式：（克氏橢球）高斯正算公式：（克氏橢球）10高斯正算公式：（IAG橢球）高斯正算公式：（IAG橢球）111.3數(shù)據(jù)流程圖1.3數(shù)據(jù)流程圖121.4詳細(xì)設(shè)計(jì)主要研究?jī)?nèi)容是利用C#軟件把高斯換帶計(jì)算從手算到實(shí)現(xiàn)電算的一個(gè)過(guò)程。主要分為四個(gè)界面（1）歡迎界面

主要結(jié)構(gòu)過(guò)程名功能與作用進(jìn)入功能label3_Click歡迎界面進(jìn)入主頁(yè)面（2）主程序界面

主要結(jié)構(gòu)過(guò)程名功能與作用讀入函數(shù)publicvoidReadData()讀入數(shù)據(jù)反算函數(shù)publicvoidFS()高斯反算正算函數(shù)publicvoidZS()高斯正算弧度轉(zhuǎn)角度函數(shù)redian_a(doublealfa)弧度轉(zhuǎn)角度角度轉(zhuǎn)弧度函數(shù)angle_r(doublealfa)角度轉(zhuǎn)弧度輸出函數(shù)publicvoidWriteData()輸出數(shù)據(jù)計(jì)算button1_Click進(jìn)行換帶計(jì)算重置button2_Click_1恢復(fù)原狀態(tài)1.4詳細(xì)設(shè)計(jì)主要結(jié)構(gòu)過(guò)程名功能與作用進(jìn)入功能label3_13（2）主程序界面

主要結(jié)構(gòu)過(guò)程名功能與作用改變屬性radioButton3_CheckedChanged點(diǎn)擊3-3換帶時(shí)改變textbox的屬性改變屬性radioButton4_CheckedChanged點(diǎn)擊3-3換帶時(shí)改變textbox的屬性改變屬性radioButton5_CheckedChanged點(diǎn)擊3-3換帶時(shí)改變textbox的屬性帶號(hào)與中央子午線(xiàn)轉(zhuǎn)換帶號(hào)與中央子午線(xiàn)轉(zhuǎn)換ToolStripMenuItem_Click進(jìn)入帶號(hào)與中央子午線(xiàn)轉(zhuǎn)換窗體弧度角度轉(zhuǎn)換弧度角度轉(zhuǎn)換ToolStripMenuItem_Click進(jìn)入弧度角度轉(zhuǎn)換窗體關(guān)閉Form1_FormClosing關(guān)閉整個(gè)程序（2）主程序界面主要結(jié)構(gòu)過(guò)程名功能與作用改變屬性radioB14主要結(jié)構(gòu)過(guò)程名功能與作用求中央子午線(xiàn)button1_Click由帶號(hào)求中央子午線(xiàn)求帶號(hào)button2_Click中央子午線(xiàn)由求帶號(hào)關(guān)閉Form3_FormClosing關(guān)閉該窗體（3）帶號(hào)與中央子午線(xiàn)轉(zhuǎn)換界面

（4）弧度角度轉(zhuǎn)換界面

主要結(jié)構(gòu)過(guò)程名功能與作用角轉(zhuǎn)弧button1_Click角度轉(zhuǎn)弧度弧轉(zhuǎn)角button2_Click弧度轉(zhuǎn)角度關(guān)閉Form3_FormClosing關(guān)閉該窗體主要結(jié)構(gòu)過(guò)程名功能與作用求中央子午線(xiàn)button1_Clic152.功能實(shí)現(xiàn)2.1關(guān)鍵技術(shù)和難點(diǎn)///<summary>///反算函數(shù)

///</summary>publicvoidFS(){

///克氏橢球反算

if(radioButton1.Checked==true){β=x/6367558.4969;Bf=β+(50221746+(293622+(2350+22*Math.Pow(Math.Cos(β),2))*Math.Pow(Math.Cos(β),2))*Math.Pow(Math.Cos(β),2))*Math.Pow(10,-10)*Math.Sin(β)*Math.Cos(β);Nf=6399698.902-(21562.267-(108.973-0.612*Math.Pow(Math.Cos(Bf),2))*Math.Pow(Math.Cos(Bf),2))*Math.Pow(Math.Cos(Bf),2);Z=y/(Nf*Math.Cos(Bf));b2=(0.5+0.003369*Math.Pow(Math.Cos(Bf),2))*Math.Sin(Bf)*Math.Cos(Bf);b3=0.333333-(0.166667-0.001123*Math.Pow(Math.Cos(Bf),2))*Math.Pow(Math.Cos(Bf),2);b4=0.25+(0.16161+0.00562*Math.Pow(Math.Cos(Bf),2))*Math.Pow(Math.Cos(Bf),2);b5=0.2-(0.1667-0.0088*Math.Pow(Math.Cos(Bf),2))*Math.Pow(Math.Cos(Bf),2);B=Bf-(1-(b4-0.12*Z*Z)*Z*Z)*Z*Z*b2;B1=redian_a(B);l=(1-(b3-b5*Z*Z)*Z*Z)*Z;L=L01+l;L1=redian_a(L);}

2.功能實(shí)現(xiàn)2.1關(guān)鍵技術(shù)和難點(diǎn)16///IAG橢球反算

else{β=x/6367452.1328;Bf=β+(50228976+(293697+(2383+22*Math.Pow(Math.Cos(β),2))*Math.Pow(Math.Cos(β),2))*Math.Pow(Math.Cos(β),2))*Math.Pow(10,-10)*Math.Sin(β)*Math.Cos(β);Nf=6399596.652-(21565.045-(108.996-0.603*Math.Pow(Math.Cos(Bf),2))*Math.Pow(Math.Cos(Bf),2))*Math.Pow(Math.Cos(Bf),2);Z=y/(Nf*Math.Cos(Bf));b2=(0.5+0.00336975*Math.Pow(Math.Cos(Bf),2))*Math.Sin(Bf)*Math.Cos(Bf);b3=0.3333333-(0.1666667-0.001123*Math.Pow(Math.Cos(Bf),2))*Math.Pow(Math.Cos(Bf),2);b4=0.25+(0.161612+0.005617*Math.Pow(Math.Cos(Bf),2))*Math.Pow(Math.Cos(Bf),2);b5=0.2-(0.16667-0.00878*Math.Pow(Math.Cos(Bf),2))*Math.Pow(Math.Cos(Bf),2);B=Bf-(1-(b4-0.147*Z*Z)*Z*Z)*Z*Z*b2;B1=redian_a(B);l=(1-(b3-b5*Z*Z)*Z*Z)*Z;L=(L01+l);L1=redian_a(L);}}///IAG橢球反算17

///<summary>

///正算函數(shù)

///</summary>publicvoidZS(){

///克氏橢球

if(radioButton1.Checked==true){///<summary>///3-3正算函數(shù)

///</summary>if(radioButton3.Checked==true){if(MessageBox.Show("您確定向右換帶嗎？","確定向右換帶嗎？",MessageBoxButtons.YesNo,MessageBoxIcon.Question)==DialogResult.Yes){l1=l-3*Math.PI/180;}else{l1=l+3*Math.PI/180;}}///<summary>

///<summary>18///3-6正算函數(shù)

///</summary>elseif(radioButton4.Checked==true){if(MessageBox.Show("您確定向右換帶嗎？","確定向右換帶嗎？",MessageBoxButtons.YesNo,MessageBoxIcon.Question)==DialogResult.Yes){l1=l-6*Math.PI/180;}else{l1=l+3*Math.PI/180;}}///<summary>///任意正算函數(shù)

///</summary>elseif(radioButton5.Checked==true){l1=L-L02;}///3-6正算函數(shù)19N=6399698.902-(21562.267-(108.973-0.612*Math.Cos(B)*Math.Cos(B))*Math.Cos(B)*Math.Cos(B))*Math.Cos(B)*Math.Cos(B);a0=32140.404-(135.3302-(0.7092-0.004*Math.Cos(B)*Math.Cos(B))*Math.Cos(B)*Math.Cos(B))*Math.Cos(B)*Math.Cos(B);a4=(0.25+0.00252*Math.Cos(B)*Math.Cos(B))*Math.Cos(B)*Math.Cos(B)-0.04166;a6=(0.166*Math.Cos(B)*Math.Cos(B)-0.084)*Math.Cos(B)*Math.Cos(B);a3=(0.3333333+0.001123*Math.Cos(B)*Math.Cos(B))*Math.Cos(B)*Math.Cos(B)-0.1666667;a5=0.0083-(0.1667-(0.1968+0.004*Math.Cos(B)*Math.Cos(B))*Math.Cos(B)*Math.Cos(B))*Math.Cos(B)*Math.Cos(B);X=6367558.4969*B-(a0-(0.5+(a4+a6*l1*l1)*l1*l1)*l1*l1*N)*Math.Sin(B)*Math.Cos(B);Y=(1+(a3+a5*l1*l1)*l1*l1)*l1*N*Math.Cos(B);}

N=6399698.902-(21562.267-20///IAG橢球

else{///<summary>///3-3正算函數(shù)

///</summary>if(radioButton3.Checked==true){if(MessageBox.Show("您確定向右換帶嗎？","確定向右換帶嗎？",MessageBoxButtons.YesNo,MessageBoxIcon.Question)==DialogResult.Yes){l1=l-3*Math.PI/180;}else{l1=l+3*Math.PI/180;}}///<summary>///3-6正算函數(shù)

///</summary>elseif(radioButton4.Checked==true){if(MessageBox.Show("您確定向右換帶嗎？","確定向右換帶嗎？",MessageBoxButtons.YesNo,MessageBoxIcon.Question)==DialogResult.Yes){l1=l-6*Math.PI/180;}else{l1=l+3*Math.PI/180;}}

///IAG橢球21///<summary>///任意正算函數(shù)

///</summary>elseif(radioButton5.Checked==true){l1=L-L02;}N=6399596.652-(21565.045-(108.996-0.603*Math.Cos(B)*Math.Cos(B))*Math.Cos(B)*Math.Cos(B))*Math.Cos(B)*Math.Cos(B);a0=32144.5189-(135.3646-(0.7034-0.0041*Math.Cos(B)*Math.Cos(B))*Math.Cos(B)*Math.Cos(B))*Math.Cos(B)*Math.Cos(B);a4=(0.25+0.00253*Math.Cos(B)*Math.Cos(B))*Math.Cos(B)*Math.Cos(B)-0.04167;a6=(0.167*Math.Cos(B)*Math.Cos(B)-0.084)*Math.Cos(B)*Math.Cos(B);a3=(0.3333333+0.001123*Math.Cos(B)*Math.Cos(B))*Math.Cos(B)*Math.Cos(B)-0.1666667;a5=0.00878-(0.1702-0.20382*Math.Cos(B)*Math.Cos(B))*Math.Cos(B)*Ma