大地主题解算及精度分析程序设计开题报告

1. 研究目的与意义

大地主题解算是大地测量中的重要问题，由于椭球面计算的复杂性，随之产生的解算方法也是多种多样。大地主题解算作为大地测量学的基础，在大地测量学进行地球表面及其外层空间点位的精密测定、地球的形状、大小和重力场，地球整体与局部运动，以及它们的变化理论和技术这些内容的研究时，都需要先进行大地主题解算获得接下来进行研究的基本数据和支持，由此，一百多年来许多的数学家和测量学者对于大地主题解算在各个不同的需求之下提出了种类多样的大地主题解算公式。而白塞尔大地主题解算方法以白塞尔大地投影为基础，计算展开式不是大地线长度的幂级数，其解算精度与展开项数有关，而与距离长短无关。因此，白塞尔大地主题解算公式既适用于短距离解算，也适用于长距离解算。

大地主题解算就是在椭球面上点的大地经度l、大地纬度b，两点间 的大地线长度s₁₂以及正反大地方位角a₁₂、a₂₁，称之为大地元素。大地主题解算有正解和反解。在以往大地测量中， 大地主题正反计算主要用于推求一等三角点的大地坐标、边长与大地方位角。随着科学技术的不断发展，特别是空间技术、航空、航海、国防等方面科学技术的发展，大地主题解算有其重要作用。

大地主题解算源自大地测量学，也是大地测量学的核心问题。18世纪中叶法国科学院组织了两支弧度测量队，一支前往北欧的拉普兰，另一支前往南美的厄瓜多尔，首次测得地球扁率为1/210，证实了地球非标准球体，同时得到了地球的椭球参数。1743年，法国科学家克莱罗证实了重力与地球椭率的关系，为利用重力研究地球形状奠定了重要基础。19世纪与20世纪是大地测量飞速发展的时期,科学家先后发明了摆仪和重力仪，为研究地球形状和地球重力场提供了大量观测数据。20世纪40年代,随着电磁波测距仪的发明，发展了导线测量与三角测量。1956年我国成立国家测绘总局.随即颁布了大地测量相关的细则规范。

2. 研究内容和预期目标

白塞尔大地主题解算是一种常用的大地主题解算的方法，是目前应用最为广泛的大地主题解算方法之一。白塞尔大地主题解算包含正算和反算两类问题，进行白塞尔大地主题解算的程序设计就需要考虑如何在满足实际应用的需求之上，进一步地提高解算精度。

白塞尔大地主题解算是将椭球面上的大地元素按照白塞尔投影条件投影到辅助球面上，继而在球面上进行大地主题解算﹐最后在将球面上的计算结果换算到椭球面上。其关键问题是找出椭球面上的大地元素与球面上相应元素之间的关系式,同时解决在球面上进行大地主题解算的方法。

本文的研究目标是：了解大地主题解算的基本原理与5种不同公式，主要研究白塞尔大地主题解算的程序设计与算法流程，并完成一个白塞尔大地主题解算的正反算法程序，并且可以在一定程度之上提高该程序的计算精度，在计算之中减少多种误差因素带来的影响。

3. 研究的方法与步骤

本篇论文研究的是基于于microsoft visual studio2017 平台开发一套进行白塞尔大地主题解算正反算法，并且实现精度较高的系统平台。

本软件主要实现的高精度的白塞尔大地主题解算：

（1）了解大地主题解算的几种基本原理与公式，发现白塞尔大地主题解算具有更强的实用性，明确用程序实现白塞尔正反算方法；

4. 参考文献

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5. 计划与进度安排

1、第01周～第03周：论文主题研究现状分析，毕业论文相关规定、规范和要求学习。该阶段与毕业实习同时进行。2、第03周：略读主要参考文献，搜索相关参考文献，了解大地主题解算的基本原理和方法，研究分析 白塞尔大地主题解算的基本算法流程，书写开题报告。3、第04周～第05周：书写第一章绪论部分，主要论述大地测量学的发展历史以及大地主题解算的研究背景和论文计划通过对白塞尔大地主题正反算基本原理的研究的实际应用中并简述章节安排。4、第06周～第07周：学习所涉技术的基本原理和方法是大地测量学常用的几种公式和方法、C#的程序设计和白塞尔大地解算算法，书写论文第二章基础理论部分。5、第08周～第10周：针对要解决的问题即用白塞尔大地解算正反算分析建立算法并对于如何提高精度进行研究，书写论文第三章。重点介绍 Bessel 大地主题阶段计算流程，绘制相应的程序流程图。基于 C#.NET 实现基本的计算流程，调试程序，确保计算结果的正确性。6、第11周～第12周：对程序经行计算检验，将计算结果与实际结果进行对比，进行对比分析验证，书写第四章实验处理部分。7、第13周：书写论文第五章总结与展望。8、第14周：修改毕业论文。9、第15周：打印装订毕业论文，制作答辩 PPT，进行预答辩。