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介绍从椭球面上大地坐标系到平面上直角坐标系的正形投影过程。研究如何将大地坐标、大地线长度和方向以及大地方位角等向平面转化的问题。重点讲述高斯投影的原理和方法,解决由球面到平面的换算问题,解决相邻带的坐标坐标换算。
包含的基本知识有:正形投影,高斯坐标正反算及换带计算。
地图投影:将椭球面各元素(包括坐标、方向和长度)按一定的数学法则投影到平面上。研究这个问题的专门学科叫地图投影学。
椭球面是一个凸起的、不可展平的曲面,若将这个曲面上的元素(比如一段距离、一个角度、一个图形)投影到平面上,就会和原来的距离、角度、图形呈现差异,这一差异称作投影的变形。
投影面上的边长与原面上的相应长度之比,称为长度比。
(1)等角投影,又称为正形投影。投影面上某点的任意两方向线夹角与椭球面上相应两线段夹角相等,即角度变形为零。等角投影在一点上任意方向的长度比都相等,但在不同地点长度比是不同的。
•按投影面的形状分类
从世界范围看,各国大中比例尺地形图所使用的投影很不统一,据不完全统计有十几种之多,最常用的有横轴等角椭圆柱投影等。中华人民共和国成立后,我国大中比例尺地形图一律规定采用以克拉索夫斯基椭球体元素计算的高斯-克吕格投影。我国新编1:100万地形图,采用的则是边纬与中纬变形绝对值相等的正轴等角圆锥投影。
1)等角投影(又称正形投影)
2)长度和面积变形不大,并能用简单公式计算由变形而引起的改正数。
3)能很方便地按分带进行,并能按高精度的、简单的、同样的计算公式和用表把各带联成整体 。
(1)高斯投影原理
高斯投影采用分带投影。将椭球面按一定经差分带,分别进行投影。
(2)高斯投影必须满足
高斯投影为正形投影,即等角投影;
中央子午线投影后为直线,且为投影的对称轴;
中央子午线投影后长度不变。
(3)高斯投影的特点
中央子午线投影后为直线,且长度不变。
除中央子午线外,其余子午线的投影均为凹向中央子午线的曲线,并以中央子午线为对称轴。投影后有长度变形。
赤道线投影后为直线,但有长度变形。
除赤道外的其余纬线,投影后为凸向赤道的曲线,并以赤道为对称轴。
经线与纬线投影后仍然保持正交。
所有长度变形的线段,其长度变形比均大于l。
离中央子午线愈远,长度变形愈大。
(4)投影带的划分
我国规定按经差6º和3º进行投影分带。6º带自首子午线开始,按6º的经差自西向东分成60个带。3º带自1.5 º开始,按3º的经差自西向东分成120个带。
6º带与3º带中央子午线之间的关系如图:
3º带的中央子午线与6º带中央子午线及分带子午线重合,减少了换带计算。工程测量采用3 º带,特殊工程可采用1.5 º带或任意带。
高斯平面直角坐标系的建立
将椭球面三角系归算到高斯投影面的主要内容是
包含方向改化与距离改化
参考文献:
百度文库, 第1章 大地测量学基础.ppt
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原文地址:http://www.cnblogs.com/arxive/p/4926344.html