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1、龙岩学院资源工程学院毕业论文题 目： 独立坐标系的建立及相关问题的探讨 专 业： 测绘工程 班 级： 07测绘班 学 号： 姓 名： 指导教师： 职称： 讲师 资源工程学院开题报告2011年04月07日论文（设计）题目：独立坐标系的建立及相关问题的探讨姓名年级07级所在院系资源工程学院专业测绘工程专业指导教师开展本课题的意义及工作内容：课题意义：独立坐标系的建立是为了解决测区投影变形大于2.5cm/km而设计的，减小高程规划与投影变形产生的影响，将它们控制在一个微小的范围。是计算出来的长度在实际利用时（如工程放样）不需要作任何改算。工作内容：（1）对独立坐标进行分析；（2）比较各种独立坐标；（
2、3）独立坐标与国家坐标的转换；（4）数据分析总体安排及进度：1、3月25日4月10日：收集整理资料，完成开题报告，形成论文初步构思2、4月11日4月15日：整理分析资料及数据，列出论文提纲并开始着手论文写作3、4月16日4月30日：根据论文提纲完成论文初稿4、5月01日5月15日：根据指导老师的指导修改论文5、5月16日5月25日：完成论文终稿，提交论文，准备答辩课题预期达到的效果：本论文研究的目标是通过对独立坐标建立的探讨，加深独立坐标的了解，同时阐述独立坐标与国家坐标的转换。本论文研究成果可为科研和生产提供及时、快速的技术服务。指导教师意见：签名：资源工程学院 测绘工程专业【摘要】 我国大
3、地测量法规定控制测量必须按高斯正形投影计算平面直角坐标。实际上无论何种投影，其长度变形都是不可避免的。对于中小比例尺测图和一般工程勘察，高斯正形投影变形一般尚不会影响制图精度。对于城市规划测量和工程施工而言，则希望高斯投影变形影响达到最小程度或者与实际边长很接近，所以有些规范和工程应用方面都规定高斯投影变形影响不能大于2.5cm/km。因此，根据不同测区地理位置和高程，通常都采取人为改变投影面或移动主子午线的做法，使变形值达到规范要求，建立所谓地方独立坐标系。对大比例尺测图和工程测量这是一个很重要的问题，直接关系到大比例数字测图和工程施工的精度。【关键词】 独立坐标系；高斯正形投影；长度变形讨
4、论目录1.绪论31.1研究内容32.相关知识介绍32.1投影与变形32.2高斯-克吕格投影简介32.2.1投影的基本概念42.2.2分带投影42.3高斯平面直角坐标系43.独立坐标系的建立和选择53.1建立地方独立坐标系的主要元素53.1.1中央子午线53.1.2投影面53.1.3地方独立坐标系参考椭球53.2独立坐标系建立的方式53.3 投影带与投影面的选择53.4投影数据分析73.5 三种独立坐标系83.5.1抵偿投影面3带高斯正形投影平面直角坐标系83.5.2采用任意带高斯正形投影平面直角坐标系93.4.3 具有高程抵偿面的任意带高斯正形投影平面直角坐标系104.国家点的使用及独立坐标系
5、与国家坐标系的坐标转换105. 结论10致谢11参考文献11 1.绪论1.1研究内容工程测量规范中规定，平面控制网的坐标系统应在满足测区内投影长度变形值不大于2.5cm/km的要求下选择【1】。在城市或工程建设地区（如矿山、水库）布设测量控制网时，其成果不仅要满足1：500比列尺测图需要，而且还应该满足一般工程放样的需要【2】。施工放样时要求控制网由坐标反算的长度与实测的长度尽可能相符，而国家坐标系每个投影带都是按一定的间隔划分，由西向东有规律地分布，其中央子午线不可能刚好落在每个城市和工程建设地区的中央，各地区的地面位置与参考椭球面都有一定的距离，这两项将产生高斯投影变形改正和高程规划改正，
6、经过这两项改正后的长度不可能与实测的长度相符。建立独立坐标系的主要目的就是减小高程规划与投影变形产生的影响，将它们控制在一个微小的范围。是计算出来的长度在实际利用时（如工程放样）不需要作任何改算。本论文研究的目标是通过对独立坐标建立的探讨，加深独立坐标的了解，同时阐述独立坐标与国家坐标的转换。本论文研究成果可为科研和生产提供及时、快速的技术服务。2.相关知识介绍2.1投影与变形所谓地球投影，简略说来就是将椭球面各元素(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。这里所说的数学法则可用下面两个方程式表示： (2-1)式中L，B是椭球面上某点的大地坐标，
7、而x，y是该点投影后的平面(投影面)直角坐标。 式(2-1)表示了椭球面上一点同投影面上对应点之间坐标的解析关系，也叫做坐标投影公式。投影问题也就是建立椭球面元素与投影面相对应元素之间的解析关系式。投影的方法很多，每种方法的本质特征都是由坐标投影公式F的具体形式体现的【3】。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。 地图投影必然产生变形。投影变形一般分为角度变形、长度变形和面积变形三种。在地图投影时，我们可根据需要使某种变形为零，也可使其减到某一适当程度【4】。 2.
8、2高斯-克吕格投影简介高斯-克吕格(Gauss-Kruger)投影简称“高斯投影”，又名等角横切椭圆柱投影”，地球椭球面和平面间正形投影的一种。德国数学家、物理学家、天文学家高斯（Carl Friedrichauss，1777一 1855）于十九世纪二十年代拟定，后经德国大地测量学家克吕格（Johannes Kruger，18571928）于 1912年对投影公式加以补充，故称为高斯-克吕格投影。该投影按照投影带中央子午线投影为直线且长度不变和赤道投影为直线的条件，确定函数的形式，从而得到高斯一克吕格投影公式。投影后，除中央子午线和赤道为直线外，其他子午线均为对称于中央子午线的曲线。设想用一个
9、椭圆柱横切于椭球面上投影带的中央子午线，按上述投影条件，将中央子午线两侧一定经差范围内的椭球面正形投影于椭圆柱面。将椭圆柱面沿过南北极的母线剪开展平，即为高斯投影平面。取中央子午线与赤道交点的投影为原点，中央子午线的投影为纵坐标x轴，赤道的投影为横坐标y轴，构成高斯克吕格平面直角坐标系【5】。高斯-克吕格特性1) 等角投影投影前后的角度相等，但长度和面积有变形；2) 等距投影投影前后的长度相等，但角度和面积有变形；3) 等积投影投影前后的面积相等，但角度和长度有变形。2.2.1投影的基本概念 图2-1它是一种横轴等角切圆柱投影。它把地球视为球体,假想一个平面卷成一个横圆柱面并把它套在球体外面,使横轴圆柱的轴
