论文摘要
目前,坐标系的建立和应用过程中主要出现两方面的问题:首先是地心坐标系已成为目前的发展趋势,而我国的国家坐标系都是参心坐标系。在不同坐标基准间的进行转换时,必须考虑转换参数和椭球参数对高斯平面坐标的影响。其次,我国城市测量规范规定,城市坐标系应满足投影变形不大于2.5cm/km。随着我国城市规模在不断扩大,城市控制网带宽逐渐不足。如何使控制网既满足投影变形和带宽的要求,又兼顾以往的测绘成果,是一个非常棘手的问题。本文主要研究内容如下:（1）通过对两种不同基准间转换的莫洛金斯基模型和WGS-84坐标系和1954北京坐标系两种坐标系下的实例数据分析,研究了转换参数中平移参数、尺度参数和旋转参数变化时平面坐标变化计算的函数模型。通过分析得出以下结论:平移参数对坐标转换的影响较显著:当平移参数变化100m时,对控制点的平面坐标y的影响比x的影响大;y坐标的变化随经度和纬度的增大均增大。尺度参数和旋转参数影响较小,在WGS-84坐标系和1954北京坐标系间转换时,由于转换参数差别较大,故尺度参数影响也较大。对于椭球参数,通过分析推导,得出如下结论:椭球长半径变化与平面坐标x、y的变化存在正比关系;椭球参数中扁率的变化也与平面坐标x、y的变化存在正比关系。长半径变化100m时对平面坐标的影响比扁率变化0.5ppm时的影响要显著得多。长半径和扁率二者同时变化时的影响比单独变化时的影响之和还要显著。（2）城市控制网带宽不足的相关方案、数据处理和实现方法:为了解决控制网带宽不足的问题,本文提出了五种方案:1、由高斯投影变为通用横轴墨卡托投影;2、由高斯投影变为双标准经线投影;3、改变中央子午线,采用高斯投影;4、改变中央子午线,采用非标准的横轴墨卡托投影;5、改变中央子午线,采用双标准经线投影。通过实例分析计算,可得出以下结论:方案1、2的优点是实现简单,缺点是新旧城区控制点坐标变化较大;方案3仍有部分边缘地区投影变形超限。方案4、5的原城区坐标变形很小。综合以上可知:方案4和方案5是切实可行的解决方案。其中,方案5为最佳的解决方案。由于我国处于中纬度地区,这一方案对我国城市是一个较可行的解决方案。本文对以上诸方面作了初步的研究,希望能对实际应用和进一步研究提供一定的实际经验和理论依据。
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摘要ABSTRACT第一章 绪论1.1 坐标系统的发展简史1.2 我国坐标系的历史、现状与发展趋势1.3 本课题研究的主要内容和意义第二章 地球椭球与坐标系之基本理论2.1 椭球基准与椭球大地测量2.2 坐标系与基准转换2.3 坐标系理论2.3.1 坐标系的建立2.3.1.1 建立国家区域坐标系的步骤2.3.1.2 参考椭球的定位与定向2.3.2 我国在用的主要国家坐标参照系2.3.2.1 1954年北京坐标系2.3.2.2 1980年国家大地坐标系2.3.2.3 1984年世界大地坐标系2.3.2.4 地方坐标系2.3.2.5 独立坐标系2.3.3 坐标参照系的发展趋势—地心坐标系2.3.4 坐标系转换2.3.4.1 几种形式的坐标系2.3.4.2 坐标系转换2.3.5 基准转换第三章 投影与变形3.1 椭球面与平面间的关系3.1.1 地图投影及其分类3.1.2 曲面上线素、面素的数学模型3.1.3 几种主要的曲率半径3.1.4 子午线弧长、平行圈弧长和椭球表面积3.2 投影变形理论3.2.1 平面上的线素3.2.2 长度变形3.2.3 角度变形3.3 高斯—克吕格投影族3.3.1 高斯—克吕格投影3.3.3 通用横轴墨卡托投影第四章 转换参数、椭球参数在基准转换中的影响问题研究4.1 引言4.2 基准转换的影响因素研究4.2.1 影响转换的几个主要因素4.2.2 基准转换影响的分析过程和数学模型4.3 研究转换参数对平面坐标的影响4.3.1 求解转换参数的数学模型和算例分析4.3.2 平移参数对高斯平面坐标的影响、算例分析和结论4.3.3 尺度参数对高斯平面坐标的影响及算例分析4.3.4 旋转参数的影响及算例分析4.4 椭球参数变化的影响4.4.1 长半径变化的影响4.4.2 扁率变化的影响4.4.3 长半径和扁率共同变化时的影响4.5 结论与建议第五章 城市控制网相关问题研究5.1 前言5.2 测区概况和相关理论分析5.3 技术方案的设计5.3.1 改变投影方式5.3.2 改变中央子午线和投影方式5.4 实例分析5.4.1 仅改变投影方式5.4.2 既改变中央子午线又改变投影方式5.5 结论与建议第六章 结束语参考文献攻读硕士学位期间的主要业绩致谢
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