高斯投影正反算及换带

基于AutoCAD的高斯投影换带程序的实现摘要:本文通过对AutoCAD图形dxf文件数据格式的分析，介绍了在AutoCAD系统中实现图形高斯投影换带及正反算的方法，同时也提供了直接在AutoCAD平台对坐标数据进行批量换带计算的思路。

并利用visual basic语言编程实现了这些功能，可以简化相关测绘工作的流程，有效的提高工作效率，有较强的实用性。

关键词: AutoCAD；Dxf；高斯投影换带；高斯投影正算;高斯投影反算Abstract: this article through to AutoCAD DXF file graphics data in the format of analysis, this paper introduces the realization of the system in AutoCAD graphics gaussian projection for belt and the method of positive and negative calculate, but also provide direct in AutoCAD platform for the coordinate data batch change to bring computing train of thought. And by using visual basic programming language realized the function, which can simplify the process of surveying and mapping work related, effectively improve the work efficiency, strong practicability.Keywords: AutoCAD; Dxf; Gaussian projection for belt; Gaussian projection is calculate; Gaussian projection calculated目前，测绘空间原始数据大多数是在AutoCAD中形成；同时，工程设计人员也是利用AutoCAD数字地形图进行设计；在测量生产项目中，有些测区刚好处于投影带边缘，甚至有些工程横跨两个或两个以上投影带，如交通、水利、电力等较长的线路，为了坐标统一的需要，可以进行坐标换带，将相邻带的坐标换成同一系统的数据。

虽计算量稍大，但由于计算机的普及和本法的通用性及计算 的高精度，它自然便成为坐标邻带换算中最基本的方法。
4、算例
某点P在1954北京坐标系6°带平面直角坐标为:
x1 =3589644.286m，y1 =20679136.438m
求P点在3°第40带的平面坐标 x2 , y2 。
➢ 根据 x1, y1 ,利用高斯反算公计算换算 (B, L) ，得到
3. 根据换带后新的中央子午线经度L0‘ ，计算相应的经差;
4. 由高斯投影正算，求得新的高斯投影坐标 x'，y'。
反算公式 正算公式
3、高斯换带的优点
本质： 把椭球面上的大地坐标作为过渡坐标:
平面坐标
大地坐标
平面坐标
这种方法,理论上最简明严密，精度最高，通用性最强。不 仅适用于6°-6°带，3°-3°带以及6°-3°带互相之间的邻带坐标换 算，且适用于任意带之间的坐标换算。
1） 3°带与6°带的中央子午 线重合
如图所示， 3°第41带与6° 带的第21带的中央子午线重 合，中央子午线经度均为 123°。既然中央子午线一致， 坐标系统也就一致。所以， 图中P1点在6°带第21带的坐 标，也就是该点在3°带第41 的坐标。在这种情况下， 6° 带与3°带不存在坐标换带的 计算问题。
邻带方里网： 如图所示：
规定：在一定范围内将邻带的坐标延伸到本带的图幅中。
三、换带的分类
当测区跨不同的投影带时，测图时测区中所有 控制点应采用同一投影带的坐标，位于不同投 影带的点应进行同一坐标系统（同一个椭球） 不同投影带之间的坐标换算：具体情况有以下 几种： 6°带坐标→相邻6°带坐标； 6°带坐标→3°带坐标； 3°带坐标→相邻3°带坐标； 6°带或3°带坐标→任意带坐标；

⾼斯投影正反算公式⾼斯投影坐标正反算⼀、基本思想：⾼斯投影正算公式就是由⼤地坐标（L ，B ）求解⾼斯平⾯坐标（x ，y ），⽽⾼斯投影反算公式则是由⾼斯平⾯坐标（x ，y ）求解⼤地坐标（L ，B ）。

⼆、计算模型：基本椭球参数：椭球长半轴a椭球扁率f椭球短半轴：(1)b a f =-椭球第⼀偏⼼率：e a= 椭球第⼆偏⼼率：e b'=⾼斯投影正算公式：此公式换算的精度为0.001m6425644223422)5861(cos sin 720)495(cos 24cos sin 2l t t B B N l t B simB N l B B N X x ''+-''+''++-''+''?''+=ρηηρρ 5222425532233)5814185(cos 120)1(cos 6cos l t t t B N l t B N l B N y ''-++-''+''+-''+''?''=ηηρηρρ其中：⾓度都为弧度B 为点的纬度，0l L L ''=-，L 为点的经度，0L 为中央⼦午线经度； N 为⼦午圈曲率半径，1222(1sin )N a e B -=-；tan t B =； 222cos e B η'=1803600ρπ''=*其中X 为⼦午线弧长：2402464661616sin cos ()(2)sin sin 33X a B B B a a a a a B a B ??=--++-+02468,,,,a a a a a 为基本常量，按如下公式计算：200468242684468686883535281612815722321637816323216128m a m m m m m m a m m m a m m m m a m a ?=++++=+++=++=+ =??02468,,,,m m m m m 为基本常量，按如下公式计算：22222020426486379(1);;5;;268m a e m e m m e m m e m m e m =-====；⾼斯投影反算公式：此公式换算的精度为0.0001’’.()()()()2222243246532235242225053922461904572012cos 6cos 5282468120cos f f f f f f f f f f f f f f f f f f f f f ff f f f f f ft t B B y t t yM N M N t y t t yM N y y l t N B N B y t t t N B L l L ηηηηη=-+++--++=-+++++++=+其中： 0L 为中央⼦午线经度。

python高斯投影公式
高斯投影是一种将地球椭球面上的经纬度线投影到平面上的方法，常用于地图制作和地理信息系统等领域。

在Python中，可以使用以下公式进行高斯投影：
1. 投影正反解公式：
正解公式：X=F(L)= L (1+sin(L))
反解公式：L=F^{-1}(X)
其中，L为经度，X为投影坐标。

2. 投影变换公式：
纬度变换公式：B=B0-g(L)
经度变换公式：L=L0-e(X)
其中，B为投影坐标，B0为地球椭球面上的纬度，L为投影坐标对应的经度，L0为地球椭球面上的经度，g(L)和e(X)分别为纬度和经度的变换函数。

需要注意的是，高斯投影公式是一种近似解法，其精度受到地球椭球模型、投影范围和投影方式等因素的影响。

在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的投影公式和参数。

昆明冶金高等专科学校测绘学院 （4）计算公式
3 2 2 2 4 ( 5 3 t 9 t ) y f f f f 2M f N f 2 4M f N 3 f tf 2 4 6 (6 1 9 0t f 4 5t f ) y 7 2 0M f N 5 f 1 1 2 2 3 l y (1 2t f f ) y 3 N f co s B f 6 N f co s B f 1 2 5 (5 2 8t 2 t4 2 2 f 24 f 6 f 8 f t f )y 5 1 2 0N f co s B f B Bf tf y2 tf
式中：

2 e 2 cos2 B
t 2 tan2 B l （L L0） X为B对应子午线弧长 N为卯酉圈曲率半径 20626 5
昆明冶金高等专科学校测绘学院
2
高斯投影坐标反算公式
（1）高斯投影反算：
已知某点 x, y ，求该点 L, B ，即 x, y ( L, B) 的坐标变换。 （2）投影变换必须满足的条件
昆明冶金高等专科学校测绘学院
二、高斯投影坐标正反算得实用公式及算例
1 高斯投影坐标正算公式 （1）高斯投影正算： 已知某点的 L, B ，求该点的 x, y ，即 （2）投影变换必须满足的条件： 中央子午线投影后为直线； 中央子午线投影后长度不变； 投影具有正形性质，即正形投影条件。 （3）投影过程 在椭球面上有对称于中央子午线的两点 P1 和 P2 ,它们的大地坐标 分别为 ( L1 , B1 )或（l1 , B1）及 （L2 , B2）或(l2 , B2 ) 式中 l 为椭球面上点的经 度与中央子午线 ( L0 ) 的经度差：l L L0 ,点在中央子午线之东, l 为正，在西则为负，则投影后的平面坐标一定为P1 ( x1 , y1 ) 和 P2 ( x 2 , y 2 ) 。

高斯投影正、反算及换带程序执行条件※数组投影选择T、换算点个数“Z=0 F≠0”、=0正算0、≠0反算※坐标系选择“54 ≠54”、=54换算为1954年北京坐标系输入54、≠54换算为1988年西安坐标系M、中央子午线经度（°′″）输入※大地坐标I、序列号B、L：大地纬度和经度（地理坐标）（°′″）※高斯平面坐标轴子午线I、序列号X、Y：高斯平面坐标（m） Z、轴子午线（°）输出※大地坐标子午收敛角N、序列号B、L：大地纬度和经度（地理坐标）（°′″） R、子午收敛角（°′″）※高斯平面坐标子午收敛角N、序列号X、Y：高斯平面坐标（m） R、子午收敛角（°′″）注：1、程序执行前必须进行数组定位。

如：Defm 10 T×2=5×2=102、Y坐标值要去掉带号及避免出现负值的500公里；4、本程序运算时，各已知数据、观测变量不会随之变化，可非常方便地进行各数据的核对;5、本程序在进行换带计算时采用的是间接换带计算法。

Prog GSXYDefm 10:TA“Z=0 F≠0”G“54 ≠54”Z:Fixm:I=0:「b」0:I=I+1◢J=2I-1:M=Z[J:L=Z[J+1:A=0=>Prog“3”:B=M:M=L+Z:Prog“3”:L=M:{BL}:M=B:Prog“2”: B=M:M=L:Prog“2”:L=M-Z:≠>X=M:Y=L:{XY}:B=X:L=Y⊿Z[J]=B:Z[J+1]=L:I<T=>Goto 0⊿G=54=>C=6399698.90178271:E=.006738525414684:≠>C=6399596.65198801:E=.006 739501819473⊿I=0:「b」0:I“N”=I+1◢J=2I-1:B=Z[J:L=Z[J+1:A≠0=>X=B:Y=L:Goto 2⊿S=sin B:G=54=>F=111134.8611B-(32 005.7799S+133.9238S∧3+.6973S∧5+.0039S∧7)cos B:≠>F=111133.0047B-(32009.857 S+133.9602S∧3+.6976S∧5+.0039S∧7)cos B⊿U=√Ecos B:V=√(1+U2:N=C÷V:W=tan B: M=cos B(Lπ÷180:X=F+NW(.5M2+1┛24(5-W2+9U2+4U∧4)M∧4+1┛720(61-58W2+W∧4)M∧6◢Y=N(M+1┛6(1-W 2+U 2)M ∧3+1┛120(5-18W 2+W ∧4+14U 2-58U 2W 2)M ∧5◢M=W ┛π(180M+60(1+3U 2+2U ∧4)M ∧3+12(2-W 2)M ∧5:Goto 3:「b 」2:W=E ﹣6X-3:G=54=>F=27.11115372595+9.024********W-.00579740442W 2-4.3532572E ﹣4W ∧3+4.857285E ﹣5W ∧4+2.15727E ﹣6W ∧5-1.9399E ﹣7W ∧6:≠>F=27.11162289465+9.024********W-.00579850656W2-4.3540029E ﹣4W ∧3+4.858357E ﹣5W ∧4+2.15769E ﹣6W ∧5-1.9404E ﹣7W ∧6⊿U=√Ecos F:V=√(1+U 2:Q=YV ÷C:W=tan F:M=F-(1+U 2)W ┛π(90Q 2-7.5(5+3W 2+U 2-9U 2W 2)Q ∧4+.25(61+90W 2+45W ∧4)Q ∧6:Prog “3”:B=M ◢M=Z+1┛(πcos F)(180Q-30(1+2W 2+U 2)Q ∧3+1.5(5+28W 2+24W ∧4)Q ∧5:Prog “3”:L=M ◢M=W ┛π(180Q-60(1+W 2-U 2)Q ∧3+12(2+5W 2+3W ∧4)Q ∧5:「b 」3:Prog “3”:R=M ◢ I<T=>Goto 1⊿“END ”概要说明：我国的经度范围西边自73°起，东边至135°，可分成6°带共11带或3°共22带。

（先去掉带号，原来横坐标y＝367622.380—500000＝-132377.620m，在西侧）
（距中央子午线132377.620m，距赤道3102467.280m）
不同点： 1、 x，y轴互异。 2、 坐标象限不同。 3、表示直线方向的方位角 定义不同。 相同点： 数学计算公式相同。
工程测量采用3 º带，特殊工程可采用1.5 º带或任意带
按照6º带划分的规定，第1带中央子午线的经度为3º，其余各带中央子午线经度与带号的关系是： L。=6ºN－3º （N为6º带的带号） 例：20带中央子午线的经度为： L。＝6º× 20－3º＝117 º 按照3º带划分的规定，第1带中央子午线的经度为3º，其余各带中央子午线经度与带号的关系是： L。=3ºn （n为3º带的带号） 例：120带中央子午线的经度为 L。＝3º× 120＝360 º
N
S
c
中央
子
午线
赤道

高斯投影平面
赤道
中央子午线
1).高斯投影的原理:
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:
添加标题
若已知某点的经度为L，则该点的6º带的带号N由下式计算：
01
添加标题
若已知某点的经度为L，则该点所在3º带的带号按下式计算：
02
添加标题
（四舍五入）
03
高斯平面直角坐标系的建立：
x轴 — 中央子午线的投影 y轴 — 赤道的投影 原点O — 两轴的交点
O
x
y

预习内容
6.4 高斯投影正反算与邻带换算
6.4 高斯投影正反算与邻带换算
一、高斯投影正算
Direct solution of the Gauss projection
1、公式推导 (Formula derivation)
投影方程
x（中央子午线 L0 )
l L L0
x F1 ( B, L) y F2 ( B, L)
n4
n5
1 dm3 4 dq
1 dm4 5 dq
m4
1 dn3 4 dq
m5
1 dn4 5 dq
一、高斯投影正算
引入高斯投影条件二：中央子午线投影为纵坐标轴
l 0, y 0
n0 m1 n2 m3 n4 m5 ...... m0 n1 m2 n3 m4 n5 ......
（二）、方法：
1 、直接法 2 、间接法
三、高斯坐标的邻带换算
（二）、方法：
1 、直接法: 利用相邻两带坐标之间关系式进行坐标互换（多种公式） 2 、间接法： 通过大地坐标进行高斯正反算互相换算（目前使用多）
东带：1 , y1 ) 反解 L, B) (x （ 对西带中央子午线经差 l ( L L0 ） （西带） (l , B) 正解 西带：（x2，y2）
n0 ?
m0 ?
dm0 n1 dq
1 dm1 n2 2 dq 1 dm2 n3 3 dq
m1
dn0 dq
m2
m3
1 dn1 2 dq
1 dn2 3 dq
n0 m1 n2 m3 n4 m5 ...... m0 n1 m2 n3 m4 n5 ......

高斯投影坐标正、反算及相邻带的坐标换算MATLAB源代码
L0=input('输入所用中央子午线 L0='); disp('1:克拉索夫斯基椭球 T=0; while (T<1||T>2) T=input('请根据上列选择椭球模型 T='); switch T case 1 a=6378245.0000000000; b=6356863.0187730473; B=x/6367558.4969; B=B+(50221746+(293622+(2350+22*(cos(B))^2)*(cos(B))^2)*(cos(B))^2)*10^(-10)*sin(B)*cos(B); case 2 a=6378140.0000000000; b=6356755.2881575287; B=x/6367452.1328; B=B+(50228976+(293697+(2383+22*(cos(B))^2)*(cos(B))^2)*(cos(B))^2)*10^(-10)*sin(B)*cos(B); otherwise disp('T 值无效 end end e=(sqrt(a^2-b^2))/a; e1=(sqrt(a^2-b^2))/b; V=sqrt(1+(e1^2)*(cos(B))^2); c=(a^2)/b; M=c/(V^3); N=c/V; t=tan(B); n=sqrt((e1^2)*(cos(B))^2); lp1=y/(N*cos(B)); lp2=(1+2*t^2+n^2)*(y^3)/(6*cos(B)*N^3); lp3=(5+28*t^2+24*t^4+6*n^2+8*(n^2)*(t^2))*(y^5)/(120*cos(B)*N^5); l=lp1-lp2+lp3; Bp1=B; Bp2=(t*y^2)/(2*M*N); Bp3=(t/(24*M*N^3))*(5+3*t^2+n^2-9*(n^2)*(t^2))*y^4; Bp4=(t/(720*M*N^5))*(61+90*t^2+45*(t^4))*y^6; B=Bp1-Bp2+Bp3-Bp4; r1=l*sin(B); r2=(1/3)*sin(B)*(cos(B))^2*(l^3)*(1+3*n^2+2*n^4); r3=(1/15)*sin(B)*(cos(B))^2*(l^5)*(2-t^2); r=r1+r2+r3; format long g L=HHD(l)+L0 B=HHD(B) （1-2）'); 2:1975 年国际椭球 3:WGS-84 椭球');

x m0 m 2 l 2 m 4 l 4 y m1l m3 l 3 m5 l 5
式中m0 , m1 , 是待定系数，它们都是纬度B的函数
2) 由第三个条件即正形投影条件可知
y x x y 和 l q l q
分别对l 和q求偏导数并代入上式得
2、高斯投影坐标反算公式
已知高斯平面坐标(x,y)，求椭球面上的大地坐标(B，L）的 问题称高斯投影坐标反算。 B 1 ( x, y) 函数式：
l 2 ( x, y)
同正算一样，对投影函数提出三个条件 (1) x (2) x (3) 正形投影条件。
1) 由第一个条件（x 坐标轴投影成中央子午线，是投 影的对称轴）可知
Bf为x值对应的底点纬度， tf ηf Mf Nf 均为底点纬度 的函数。
当l＜3.5°时，
上式换算精度达0.0001″
高斯投影反算公式的几何解释
B B f ( n2 y 2 n4 y 4 = Bf高斯投影坐标正算的数值公式 将75国际椭球参数代入前面推导的高斯计算公式， 经过一些简单变化，可得高斯投影正算公式。 高斯投影正算公式:
B 2 2 2 x 6367452 .1328 (a0 (0.5 (a4 a6l )l )l N ) cos B sin B y (1 (a3 a5l 2 )l 2 )lN cos B
实用公式的系数
N 6399596 .652 [21565 .045 (108.996 0.603cos2 B) cos2 B] cos2 B 2 2 2 a 32144 . 5189 [ 135 . 3646 ( 0 . 7034 0 . 0041 cos B ) cos B ] cos B 0 cos2 B) cos2 B 0.04167 a4 (0.25 0.00253 2 2 a ( 0 . 167 cos B 0 . 083 ) cos B 6 0.001123 cos2 B) cos2 B 0.1666667 a3 (0.3333333 a 0.00878 (0.1702 0.20382cos2 B) cos2 B 5

利用EXCEL行高斯投影正反算————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：利用EXCEL 进行高斯投影正反算在工作中常需要将大量经纬度转换成高斯平面坐标、将高斯平面坐标转换成经纬度、将6度带坐标转换成3度带坐标等坐标转换问题。

面对这些问题，我们希望能找个坐标转换软件进行批量转换从而降低劳动强度、提高工作效率。

然而我们通常用的软件对批量转换往往有一定的限制而且对转换数据的格式要求比较严格不容易掌握和使用。

实际上我们通常用的办公软件EXCEL 就可以完成这项工作。

EXCEL 办公软件操作简单方便、易于掌握。

想要用EXCEL 实现正反算，我们必须知道高斯投影正反算数学公式。

（高斯投影正算实际就是把大地坐标通过高斯投影数学模型转换为平面坐标，反之则为高斯投影反算）下面就是高斯投影公式：正算公式："2322"4""4sin cos sin cos (59)22N N x X B Bl B B t l ηρρ=++-+ "322"3524"5""3"5cos cos (1)cos (118)6120NN N y X Bl B t l B t t l ηρρρ=++-++-+反算公式：23222424635(539)(619045)224720f f f f f f f f f f ff f f ft t N B B y t t y t t y M N M N M N ηη=-+-+---+ 22324535111(12)(52824)cos 6cos 120cos f f f f f f f f f fl y t y t t y N B N B N B η=-+++++ 我们只需要把上述两个公式用EXCEL 函数写于EXCEL 表格中就可以进行计算了。

测绘学院《大地测量学基础》课件
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6.2 高斯投影概述（重点）
1、控制测量对地图投影的要求
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 。
测绘学院《大地测量学基础》课件
8
• 3、中国各种地图投影：
1）中国全国地图投影：斜轴等面积方位投影、斜轴等角方 位投影、伪方位投影、正轴等面积割圆锥投影、正轴等角割 圆锥投影。
• 2）中国分省（区）地图的投影：正轴等角割圆锥投影、正 轴等面积割圆锥投影、正轴等角圆柱投影、高斯-克吕格投 影（宽带）。
• 3）中国大比例尺地图的投影：多面体投影（北洋军阀时 期）、等角割圆锥投影（兰勃特投影）（解放前）、高斯克吕格投影（解放以后）。
x F1(L, B) y F2 (L, B)
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
测绘学院《大地测量学基础》课件
4
长度比:
投影面上的边长与原面上的相应长度之比，称为长度比。
（1）该点位于6˚ 带的第几带？
（第19带）
（2）该带中央子午线经度是多少？
（L。=6º×19-3º=111˚）
（3）该点在中央子午线的哪一侧？
（先去掉带号，原来横坐标y＝367622.380—500000＝-132377.620m，在西侧）
（4）该点距中央子午线和赤道的距离为多少？
（距中央子午线132377.620m，距赤道3102467.280m）

测绘学院《大地测量学基础》课件
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高斯平面直角坐标系与数学上的笛卡尔平面直角 坐标系的异同点 ：
不同点： 1、 x，y轴互异。 2、 坐标象限不同。 3、表示直线方向的方位角
定义不同。 相同点：
数学计算公式相同。
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Ⅳx
o
Ⅲ
α Ⅰp
D
y
Ⅱ
x=Dcosα
y=Dsinα
高斯平面直角坐标系
y3
6N
3 f
cos
Bf
1
2t
2 f
2 f
y5
120N
5 f
cos
Bf
5
28t
2 f
24t
4 f
6
2 f
8
2 f
t
2 f
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3、高斯投影坐 标正反算公式的
几何解释 ：
①当B=0时x=X=0，y则随l的变化而变化，这就是说，赤道投影为一直线且 为y轴。当l=0时,则y=0,x=X,这就是说，中央子午线投影亦为直线，且为x轴， 其长度与中央子午线长度相等。两轴的交点为坐标原点。
B B f
tf 2M f N f
y2
tf
24M
f
N
3 f
5
3t
2 f
2 f
9
2 f
t
2 f
y4
过所求点P作中央子午线的垂线，
tf
720M
f
N
5 f
y
61

90t
2 f
45t
4 f
y6
该垂线与中央子午线的交点的纬 度，称垂足纬度。其值由子午线 弧长计算公式反算求得。

利用EXCEL 进行高斯投影正反算在工作中常需要将大量经纬度转换成高斯平面坐标、将高斯平面坐标转换成经纬度、将6度带坐标转换成3度带坐标等坐标转换问题。

面对这些问题，我们希望能找个坐标转换软件进行批量转换从而降低劳动强度、提高工作效率。

然而我们通常用的软件对批量转换往往有一定的限制而且对转换数据的格式要求比较严格不容易掌握和使用。

实际上我们通常用的办公软件EXCEL 就可以完成这项工作。

EXCEL 办公软件操作简单方便、易于掌握。

想要用EXCEL 实现正反算，我们必须知道高斯投影正反算数学公式。

（高斯投影正算实际就是把大地坐标通过高斯投影数学模型转换为平面坐标，反之则为高斯投影反算）下面就是高斯投影公式：正算公式："2322"4""4sin cos sin cos (59)22N N x X B Bl B B t l ηρρ=++-+ "322"3524"5""3"5cos cos (1)cos (118)6120NN N y X Bl B t l B t t l ηρρρ=++-++-+ 反算公式：23222424635(539)(619045)224720f f f f f f f f f f ff f f ft t N B B y t t y t t y M N M N M N ηη=-+-+---+ 22324535111(12)(52824)cos 6cos 120cos f f f f f f f f f fl y t y t t y N B N B N B η=-+++++ 我们只需要把上述两个公式用EXCEL 函数写于EXCEL 表格中就可以进行计算了。

其实，我们用的其他软件中高斯正反算基本全都是用这两个公式实现的，然而由于各种程序语言以及软件计算数据时精度不同所以最后结果也会有很小的误差。

高斯正反算及坐标换带高斯正反算是指在平面直角坐标系中，将椭球面上的点坐标转换为大地坐标系中的经纬度，或者将地球上的经纬度转换为平面直角坐标系中的点坐标的过程。

一种常用的方法是高斯投影法。

高斯投影法是根据转换点处的经纬度和椭球参数来推算出该点的高斯坐标(x,y)，或者反过来，根据高斯坐标(x,y)和椭球参数来推算出该点的经纬度。

高斯正算的基本步骤如下：1.输入要转换的点的经纬度和所在的带号，以及该带所采用的椭球参数；2.利用所在带的中央子午线的经度，与待转换点的经度进行比较，求出两者之间的经差Δλ；3.根据公式计算出所在带的缩比因子、子午线弧长、子午线曲率半径、椭球面上的子午线曲率半径、蒙卡托投影系数、坐标系数、角度系数，以及待转换点的子午线弧长；4.根据公式计算出该点的高斯坐标(x,y)。

高斯反算的基本步骤如下：1.输入要转换的点的高斯坐标(x,y)和所在的带号，以及该带所采用的椭球参数；2.根据公式计算出该点的反高斯子午线弧长和反高斯纬度；3.利用所在带的中央子午线的经度，以及待转换点的反高斯子午线弧长和反高斯纬度，求出该点的经度和纬度。

坐标换带是指将一个点的坐标从一个投影带转换到另一个投影带的过程，可以通过中央子午线的经度进行换带。

换带时需要考虑两个投影带的缩比因子、子午线弧长、子午线曲率半径、椭球面上的子午线曲率半径等参数的差异。

具体步骤如下：1.将原始坐标从原始带转换到以0度经线为中央子午线的坐标系，即不考虑换带问题时的坐标；2.根据原始坐标所在的带和目标坐标所在的带，计算两者子午线的经差Δλ；3.根据两个投影带的椭球参数和所在位置的中央子午线经度，计算出两个投影带的缩比因子、子午线弧长、子午线曲率半径及椭球面上的子午线曲率半径；4.利用计算出的参数，将原始坐标从以0度经线为中央子午线的坐标系转换为目标坐标系中的坐标。

高斯投影及换带计算软件 实现
软件需求分析
01
02
03
04
用户需求
提供高斯投影和换带计算的功 能，满足用户对地理信息数据
的处理需求。
功能需求
软件应具备数据导入、高斯投 影转换、换带计算、结果导出
等功能。
性能需求
界面需求
软件应具备高效的数据处理能 力，能够处理大规模的地理信
息数据。
软件界面应简洁明了，操作简 便，提供友好的用户交互体验。
高斯投影及换带计 算分解课件
目 录
• 高斯投影基本概念 • 高斯投影计算方法 • 换带计算分解 • 高斯投影精度分析 • 高斯投影及换带计算软件实现 • 高斯投影及换带计算案例分析
01
高斯投影基本概念
高斯投影的定 义
01
高斯投影是一种将椭球面上的经 纬度坐标转换为平面直角坐标的 数学方法。
02
大地坐标系
以地球椭球体表面某一点的大地 经纬度为基准，建立的坐标系， 通常用于地理空间定位。
高斯投影坐标系
以高斯投影算法为基础，将大地 坐标系中的点投影到平面上的直 角坐标系，用于地图制作和地理 信息系统的数据表示。
坐标转换公式
大地坐标转高斯投影坐标
通过高斯投影的正反解公式，将大地经纬度转换为高斯投影平面直角坐标。
精度检验
对投影变换后的数据进行精度 检验，确保满足地图制作的要求。
03
换带计算分解
换带原因及原则
原因
高斯投影在某些区域可能会产生较大 的变形，为了满足地图制作的精度要 求，需要将投影带进行转换。
原则
选择适当的投影带，使得地图投影变 形最小，同时保持地图的完整性和连 续性。
换带计算公式

高斯投影正反算与换带计算True BASIC程序
欧龙;陈性义;欧阳平
【期刊名称】《铁道勘察》
【年(卷),期】2006(032)005
【摘要】实际测量工作中,经常需要进行高斯投影正、反算与换带计算,如果用手工完成,则计算量庞大,且容易出错.为此,利用True BASIC编写了计算程序,只需输入
高斯平面坐标,就能在克拉索夫斯基和IUGG-1975参考椭球面上进行高斯投影正、反算和换带计算,还可将计算成果导入CASS中展点,或上传到全站仪内存中使用.【总页数】4页(P12-15)
【作者】欧龙;陈性义;欧阳平
【作者单位】中国地质大学,湖北武汉,430074;中国地质大学,湖北武汉,430074;中
国地质大学,湖北武汉,430074
【正文语种】中文
【中图分类】U2
【相关文献】
1.Excel VBA在高斯投影换带计算中的应用 [J], 刘益林;刘小明;李勇
2.高斯投影坐标换带和子午线收敛角计算编程 [J], 刘福山
3.基于Arc/Info ODE的高斯投影批量换带计算 [J], 张圣丽;柯广恒;吴侃侃
4.高斯投影正、反算及换带计算程序 [J], 孔达;孟庆武;赵力娟;;;
5.基于复数等角纬度实现的高斯投影换带计算方法 [J], 刘勇; 李忠美; 刘佳奇; 钟业勋
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