坐标转换的理论与程序设计研究开题报告

1. 研究目的与意义

背景：

坐标转换是测绘实践中经常遇到的重要问题之一。 坐标转换通常包含两层含义：坐标系变换和基准变换。坐标系变换：就是在同一地球椭球下，空间点的不同坐标表示形式间进行变换。包括大地坐标系与空间直角坐标系的相互转换、空间直角坐标系与站心坐标系的转换、以及大地坐标系与高斯平面坐标系的转换（即高斯投影正反算）基准变换：是指空间点在不同的地球椭球间的坐标变换可用空间的三参数或七参数实现不同椭球间空间直角坐标系或不同柵球见大地坐标系的转换。近年来，基于坐标转换研究越来越广泛。2009年 9月，杜华在《gis中坐标转换程序的设计与实现》中，利用 vc 实现不同坐标系的转换，采用模块化设计使计算过程复杂手工操作烦琐易出错的坐标转换, 变得方便、简单实用，不过缺乏数据文件批量导入导出。2005年3月刘飞,周琳琳,益建芳在《gps大地坐标向地方坐标转换的实用方法研究》中, 讨论了 gps大地坐标系统和地方坐标系统之间坐标转换的数学模型。2007年3月，夏友福在《北京54坐标转换为地理坐标的简易方法》和同年8月《高斯直角坐标转换为地理坐标的简易方法》中提出用编程计算器进行坐标转换，方便林业技术人员在地形图上查算地理位置，不过基于计算器的程序无法满足现在数据时代海量数据计算需求。2012年8月，梅熙，王国祥《高速铁路坐标转换方法探讨》提出了坐标转换在高铁施工的应用，提出不同转换方法的要求和适用范围。坐标转换还应用于许多方面，例如，gps与电子地图的坐标的匹配,wgs-84坐标系和bj-54坐标系的变换，电子海图系统中的坐标变换，gps桥梁网的坐标转换，坐标变换在工程测量中的应用等等，所以研究坐标转换其有相当重要的理论意义和实用价值。

2. 研究内容和预期目标

主要研究内容

1)大地坐标(b，l)和高斯投影平面直角坐标(x，y)之间的转换模型

高斯投影正算模型为下式

3. 研究的方法与步骤

1） 数据的采集、归纳

通过书本和搜索文献获得大量参考数据和计算流程对比，得到可实用的数据和算法

通过网络上搜索相关程序，并利用书本数据筛选合格程序，再随机生成数据用于验算，并按需分类，制作成可以利用的格式

4. 参考文献

5. 计划与进度安排

1 2022-3-13至2022-3-24：接受任务，了解指导教师对论文的要求和工作内容，根据论文题目阅读指导教师规定的文献，通过网络、期刊、专业书籍等进行相关背景资料了解，撰写开题报告。2 2022-3-25至2022-4-7：翻译英文文献。熟悉测绘相关理论：大地坐标、空间直角坐标、高斯平面坐标之间的相互转换、大地主题正反算。对坐标转换程序的界面、系统功能与实现流程进行设计。3 2022-4-8至2022-4-28：编程实现大地坐标、空间直角坐标、高斯平面坐标之间的相互转换，以及大地主题正反算。验证程序正确性与鲁棒性。4 2022-4-29至2022-5-12：归纳、分析与总结，完成论文初稿。5 2022-5-13至2022-6-2：完善相关实验，修改论文初稿，论文定稿.6 2022-6-3至2022-6-9：论文答辩准备及答辩。