基于MATLABGUI坐标转换软件设计与实现

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2008届毕业生毕业论文（设计）题目：基于MATLAB的坐标转换程序设计摘要本文主要阐述了基于MATLAB的坐标转换程序设计与实现的问题。

论述以MATLAB为开发平台和编程语言，设计出解决工程测量中常见的坐标转换问题的程序。

坐标转换一直是专业性强且不易解决的问题,针对目前坐标转换软件功能单一、操作不方便等问题，采用窗口、菜单、控件的操作方式，实现了所见即所得的人性化界面设计。

程序的设计主要从两个方面进行，其一保证程序有较高的转换精度，其二是友好的界面设计。

程序的运行能满足工程测量人员对坐标转换运算和坐标数据分析的需要，程序实现了不同参考椭球情况下七参数和四参数的计算过程、不同坐标系统的坐标转换和换带计算程序化。

论文还诠释了测量坐标转换的含义和内容，针对坐标转换基本模型的选用、转换参数的解算、转换计算的方法、转换计算中值得注意的问题加以研究和探讨，以便实现在测量实践和理论中各类不同坐标之间的转换计算。

关键词:坐标转换,换带,参考椭球,MATLAB,图形用户界面AbstractThis article expatiates the design and implementation of a computing program for coordinate conversion, operation of MATLAB. With programmed language, the article designs the program of solving the common coordinate conversion problems in the engineering survey, which regards MATLAB as an exploitation basis. coordinate conversion is a professional problem which is difficult to solve, to solve the existed problems , the operating modes of windows, menus and widgets are adopted. Moreover, the WYSWYG humanized program designs are realized. The program designs come from two aspects. Firstly, the powerful operation function of the program is guaranteed. Secondly, the visualization is designed. The program operation meets the needs which engineering survey personnel need to have the coordinate conversion operation and data analysis. Meanwhile, the program designs the coordinate conversion function, including coordinate conversion among different coordinate systems and between two projection zones, realizing the computation of 4 parameters as well as 7 parameters under the coordinates among different coordinate systems. Above all, the article includes the meaning and content of transformation, basic model selection of coordinates transformation, calcu1ation of transformation parameters, calculation method of transformation and problems existing in transformation. Calculation are researched and discussed in this paper in order to measure transformation calculation of different coordinate in practice and theory．Key words:Coordinate conversion, Stripe exchange, Reference ellipsoid, MATLAB,GUI目录前言..................................................... 错误!未定义书签。

摘要MATLAB语言是一种十分有效的工具，能容易地解决在系统仿真及控制系统计算机辅助设计领域的教学与研究中遇到的问题，它可以将使用者从繁琐的底层编程中解放出来，把有限的宝贵时间更多地花在解决科学问题上。

MATLAB GUI 是MATLAB的人机交互界面。

由于GUI本身提供了windows基本控件的支持，并且具有良好的事件驱动机制，同时提供了MATLAB数学库的接口，所以GUI 对于控制系统仿真的平台设计显得十分合适。

GUI对于每个用户窗口生成.fig和.m 文件。

前者负责界面的设计信息，后者负责后台代码的设计。

本文所做的研究主要是基于MATLAB GUI平台，结合控制系统基础理论和MATLAB控制系统工具箱，实现了用于控制系统计算机辅助分析与设计的软件。

本软件主要功能：实现传递函数模型输入、状态方程模型输入、模型装换、控制系统稳定性分析、系统可观性可控性判断，绘制系统奈奎斯特图、波特图、根轨迹图以及零极点分布图。

在继续完善的基础上能够用于本科自动控制原理教程的教学实验和一般的科学研究。

关键词：控制系统；MATLAB GUI；计算机辅助设计AbstractMATLAB language is a very effective tool,and can be easily resolved in the system simulation and control system of teaching in the field of computer-aided design and research problems,it could be the bottom of the user from tedious programming liberate the limited spend more valuable time to solve scientific problems.The MATLAB GUI is the interactive interface.As the GUI itself provides the basic control windows support,and has a good mechanism for event-driven,while providing the MATLAB Math Library interface，the GUI for control system simulation platform for the design of it is suitable. GUI window generated for each user. Fig and.M file. The former is responsible for the design of the interface information,which is responsible for the design of the background code.Research done in this article is mainly based on MATLAB GUI platform,the basis of combination of control system theory and MATLAB Control System Toolbox,the realization of control systems for computer-aided analysis and design software. The main functions of the software: the realization of transfer function model input,the state equation model input,the model fitted for the control system stability analysis,system observability controllability judgments、rendering the system Nyquist diagram、Bode plots、root locus and Pole-zero distribution. While continuing to improve based on the principle of automatic control can be used for undergraduate teaching course experiments and scientific research in general.Key words:Control System;MATLAB GUI; Computer-assistant design目录第1章概述 (1)1.1 论文选题背景和意义 (1)1.2 计算机辅助分析与设计在控制系统仿真中的发展现状 (1)1.3 本文主要内容 (3)第2章控制系统与MATLAB语言 (4)2.1 控制系统理论基础 (4)2.2 MATLAB语言与控制系统工具箱 (5)第3章 MATLAB GUI简介及应用 (9)3.1 MATLAB GUI (9)3.2 软件设计步骤 (10)第4章仿真系统测试与演示 (16)4.1 控制系统的模型输入 (16)4.2 控制系统的稳定性分析 (19)4.3 控制系统可控可观性分析 (20)4.4 控制系统频率响应 (23)4.5 控制系统时域响应 (27)4.6 控制系统根轨迹绘制 (28)结论 (31)参考文献 (32)致谢 (33)第1章概述1.1 论文选题背景和意义自动控制原理是自动控制专业和自动化专业的主要课程之一，是研究自动控制技术的基础理论课，是必修的专业基础课程。

MATLAB坐标转换程序简介MATLAB是一种强大的数学计算软件，适用于矩阵计算、数据绘图、算法开发等领域。

在处理与二维或三维坐标相关的问题时，MATLAB提供了一些方便的函数和方法来进行坐标转换。

本文将介绍如何使用MATLAB编写一个简单的坐标转换程序。

背景在许多科学和工程应用中，需要在不同的坐标系之间进行转换。

例如，一个物体在笛卡尔坐标系中的位置可能需要转换为极坐标系中的位置。

MATLAB提供了处理这种坐标转换的函数和方法，使得程序的编写变得简单和方便。

坐标转换为了演示坐标转换程序的编写过程，假设我们要将三维笛卡尔坐标系中的点转换为极坐标系中的点。

具体而言，我们将从用户输入得到三维点的X、Y和Z坐标，然后将其转换为极径、极角和Z坐标，并输出转换后的结果。

下面是MATLAB代码的示例：% 获取用户输入的三维坐标x = input('请输入X坐标:');y = input('请输入Y坐标:');z = input('请输入Z坐标:');% 坐标转换[rho, theta, phi] = cart2sph(x, y, z);% 输出转换结果disp(['转换后的极径:', num2str(rho)]);disp(['转换后的极角:', num2str(theta)]);disp(['转换后的Z坐标:', num2str(phi)]);在这个例子中，input函数用于获取用户输入的三维坐标值。

cart2sph函数用于将笛卡尔坐标转换为极坐标。

转换后的结果存储在rho、theta和phi变量中。

最后，使用disp函数输出转换后的结果。

使用示例让我们通过一个示例来演示如何使用这个坐标转换程序。

假设我们希望将三维坐标(3, 4, 1)转换为极坐标。

我们可以按照以下步骤进行：1.运行MATLAB程序。

2.在提示下输入X坐标: 3。

Science &Technology Vision 科技视界0引言MATLAB 软件是“矩阵实验室”———Matrix Laboratory 的缩写,是用C 语言进行编写的。

它具有语言书写简单,语句功能强大,封装了丰富的数学函数,我们可以直接调用这些数学函数。

MATLAB 对于数学运算,特别是矩阵运算,非常高效,而文件批量坐标转换又涉及复杂的数据计算,这就是为什么利用其进行程序编写实现的原因。

Excel 是微软公司的办公软件Microsoft office 的组件之一,它可以进行各种数据的处理、统计分析和辅助决策操作。

将原始数据存放在Excel 中,Excel 可以批量对原始数据进行预处理,达到我们想要的数据格式,可以将文本导入到Excel 中,读取与存储都易于操作。

随着全球导航定位系统的发展,尤其是美国的GPS 技术发展,其具有全天候,连续性,实时性等优势,已经逐渐取代了传统的测量方式。

GPS 测量成果是基于WGS84椭球的大地坐标,即:大地纬度B,大地精度L,大地高H。

而我们通常所需要的是基于克拉索夫斯基椭球的北京54坐标系或基于第16届IGUU 大会推荐的1975年国际椭球的西安80坐标系。

因此我们需要将GPS 所测的WGS84大地坐标转换成我们所需的北京54或西安80坐标。

本文主要介绍两种坐标转换方法:七参数空间坐标转换方法和四参数平面坐标转换方法,通过MATLAB 设计界面并编写程序实现这两种方法,然后通过转换得到的坐标比较分析这两种的精度及适用范围。

1MATLAB 简介1.1MATLAB 系统概述MATLAB 是美国MathWorks 公司出品的商业数学软件,用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境,主要包括MATLAB 和Simulink 两大部分。

MATLAB 是英文“矩阵实验室”———Matrix Laboratory 的缩写,其全部采用C 语言编写。

电子设计工程Electronic Design Engineering第18卷Vol.18第7期No.72010年7月Jul.2010随着信息社会的不断推进，各种功能不一的应用软件已成为生活、学习及工作当中不可缺少的一部分。

例如，工作中需要用到文字处理软件、图形图像软件；而学习和生活中可能会用到聊天、翻译、手机、数学等软件。

对于这些软件的设计，程序员大多习惯于选择VC 、Java 、VB 等高级编程语言编写代码，因为这些编程语言制作出的软件界面友好，功能强大[1]。

然而在对大量数据进行各种复杂分析和处理时，相比于MATLAB 编程语言而言，这些高级语言则处于明显的劣势。

MATLAB 是Mathworks 公司推出的一款功能强大的数学软件，它集数值分析、矩阵计算、信号处理和图形显示于一身，包含大量高度集成的函数可供调用，命令语句功能强大，为科学研究、工程设计及众多学科领域提供一种简洁、高效的编程工具，并在图像处理、控制设计、信号检测、金融建模设计等领域得到广泛应用[2]。

因此在制作各种教学软件或信号处理软件时，在MATLAB 提供的GUI 上利用MATLAB 语言编写核心代码并构建框架是一种不错的选择。

这不但减少了代码编写的工程量，而且制作出的软件同时具有界面友好和能够方便进行各种数据处理及图像分析等特点[3]。

在基于MATLAB GUI 制作的软件中关键需要解决4大问题：1）密码登陆；2）界面外观的优化；3）不同GUI 之间的调用；4）快捷方式对主界面的指向。

因此，以下进行具体分析并给出一个利用MATLAB GUI 制作的雷达分析软件的实例加以说明。

1密码登陆一般在制作软件时，基于安全性的考虑，大多数程序员会在登陆界面设置密码，只有拥有合法账号和密码的用户才能享受该软件所提供的服务。

对于密码登陆这一问题，在Java 、VB 、VC 等高级编程语言中都有一些非常好的解决方法，然而在基于MATLAB GUI 制作的软件中，这却是一个具有难度的问题。

Microcomputer Applications V ol.27,No.8,2011技术交流微型电脑应用2011年第27卷第8期53文章编号：1007-757X(2011)08-0053-03基于MATLAB 的GUI 设计应用软件龚妙昆摘要：在MA TLAB 的GUI(Graphic User Interface)基础上，充分地利用了UITABLE(图形界面表格)的特性，结合了运筹学中的一些优化算法，设计了一款综合应用软件，它包括了线性规划、图论、存储论等优化内容。

利用MATLAB 中提供的编译命令，可将其编译为能在Windows 环境下运行的“Window ”型应用软件。

关键词：MATLAB 图形用户界面图形界面表格运筹学中图分类号：TP202文献标志码：A0引言MA TLAB 的名称取自于MA Trix LABoratory 两个单词的各自前3个字母，是一种基于矩阵运算的数值计算环境和编程语言。

它将高性能的数值计算功能和可视化特点集成于一体，提供了大量的内置函数，因此被广泛地应用于各个领域的科学计算。

由于MA TLAB 的开放性，使得MA TLAB的功能不继得到完善和扩充。

目前的MA TLAB 提供了众多的工具箱函数，如信号处理、控制系统、最优化等。

MA TLAB还有强大便捷的绘图功能，留给用户的是友好的命令界面和二维和三维绘图界面。

GUI 是MATLAB 的另一个重要特色。

利用GUI ，可以制作一些操作简单的专用工具，譬如，演示某些技术、方法或一些小的应用软件。

在参考文献[1]中，就有许多关于高等数学、大学物理等方面的演示性例子。

在这些例子中，变量、参量的输入都是比较简单的、少量的，因此功能也是单一的，尤其是还没有矩阵（或表格）型变量的图形输入界面。

在MA TLAB 中，矩阵（或表格）型数据的输入输出，通常是利用读取EXCEL 或输出到EXCEL 文件来实现的。

文献[2]利用ActiveX 控件方法，只实现了矩阵（或表格）型数据的图形输出界面，没有直接的图形录入界面。

基于MATLAB的坐标转换方法研究MATLAB是一种功能强大的数值计算和数据可视化软件，在许多领域的科学研究和工程实践中得到了广泛应用。

在地理信息系统（GIS）和测量学领域，坐标转换是一项非常重要的任务，用于将不同坐标系统下的数据进行转换和分析。

本文将基于MATLAB对坐标转换方法进行研究，介绍常用的坐标转换算法和相关工具。

1.坐标系统简介坐标系统是用来描述地球表面上其中一点在地图或地理空间中的位置的系统。

常用的坐标系统包括经纬度坐标（WGS84、GCJ-02、BD-09等）和平面坐标（UTM、高斯-克吕格等）等。

不同的坐标系统有不同的表示方式和计算方法，需要进行坐标转换才能在不同系统下进行数据的一致分析。

2.坐标转换方法2.1经纬度与平面坐标的转换经纬度坐标与平面坐标之间的转换是最常见的坐标转换需求之一、可以使用常用的转换算法，如大地坐标系转平面坐标系的方法和反算方法。

对于WGS84坐标系到平面坐标系的转换，可以使用MATLAB自带的Mapping Toolbox提供的相关函数来实现。

2.2坐标系统之间的转换不同坐标系统之间的转换是另一个常见的需求。

例如，将WGS84坐标转换为中国国家测绘局发布的GCJ-02坐标以适用于在中国进行地图绘制和导航的应用。

这种转换可以使用开源的坐标转换库来实现，如proj4库，它提供了很多常用的坐标转换算法，并可以在MATLAB中进行调用。

3.MATLAB工具箱介绍在MATLAB中，有一些工具箱可以用于坐标转换。

其中最常用的是Mapping Toolbox，它提供了丰富的地图数据集、地图投影和坐标转换函数。

使用Mapping Toolbox，可以轻松实现不同坐标系统之间的转换，并进行地图绘制和数据分析。

另外，还有一些第三方工具箱可以在MATLAB中使用，如Geoprocessing Toolbox和Georeferencing Toolbox等。

这些工具箱提供了更多的转换算法和函数，满足不同的转换需求。

坐标转换程序设计(matlab)坐标转换程序设计(Matlab)1. 简介本文档介绍了一个用Matlab实现的坐标转换程序设计。

该程序可以用于将不同坐标系下的坐标进行相互转换，方便用户在不同坐标系下进行数据处理和分析。

本文档将详细介绍程序的设计思路、主要功能以及使用方法。

2. 设计思路在设计坐标转换程序时，我们需要确定程序所支持的坐标系类型。

在本程序中，我们选择支持直角坐标系和极坐标系两种常见的坐标系类型。

接下来，我们需要考虑如何实现这两种坐标系之间的相互转换。

对于直角坐标系到极坐标系的转换，我们可以利用直角坐标和极坐标之间的数学关系进行计算。

具体而言，通过直角坐标系中点的坐标$(x, y)$，我们可以计算得到对应极坐标系中点的极径$r$和极角$\\theta$。

再通过反向计算，我们可以将极坐标系中的坐标$(r, \\theta)$转换回直角坐标系。

对于极坐标系到直角坐标系的转换，我们同样可以利用数学关系进行计算。

通过极坐标系中点的坐标$(r, \\theta)$，我们可以计算得到对应直角坐标系中点的横坐标$x$和纵坐标$y$。

3. 主要功能本坐标转换程序主要包含以下功能：- 直角坐标系到极坐标系的转换- 极坐标系到直角坐标系的转换接下来，我们将详细介绍每个功能的实现方法。

3.1 直角坐标系到极坐标系的转换在这个功能中，用户将输入直角坐标系的点的坐标$(x, y)$，程序将根据以下公式计算对应极坐标系的坐标$(r, \\theta)$：$$r = \\sqrt{x^2 + y^2}$$$$\\theta = \\arctan\\left(\\frac{y}{x}\\right)$$3.2 极坐标系到直角坐标系的转换在这个功能中，用户将输入极坐标系的点的坐标$(r,\\theta)$，程序将根据以下公式计算对应直角坐标系的坐标$(x, y)$：$$x = r \\cos(\\theta)$$$$y = r \\sin(\\theta)$$4. 使用方法使用该坐标转换程序非常简单，用户只需按照以下步骤进行操作：1. 打开Matlab软件。

MATLAB GUI设计与实现指南MATLAB是一款功能强大的数学软件，广泛应用于科学研究、工程设计和数据分析等领域。

与其它编程语言相比，MATLAB的图形用户界面(GUI)设计功能让程序的可视化展示更加生动和直观。

本篇文章旨在为读者提供一份MATLAB GUI设计与实现的指南，帮助他们充分利用MATLAB的GUI工具，打造出更加灵活、易用的交互界面。

一、GUI设计的基础知识在进行GUI设计之前，我们首先需要了解一些基础知识。

MATLAB提供了一系列的GUI设计工具箱，其中最常用的是GUIDE工具箱。

GUIDE工具箱可以帮助我们快速地创建GUI界面，并且具有丰富的可视化组件库以及自定义布局功能。

熟悉这些工具是进行GUI设计的基础。

除了GUI工具箱，MATLAB还提供了一些重要的GUI设计原则。

例如，界面的布局应该简洁明了，不要过分拥挤；按钮和菜单的位置应该符合用户的直觉，便于操作；使用控件的颜色和图标来增加界面的美观性等等。

遵循这些原则可以提高用户体验，使得GUI更加易于理解和操作。

二、创建GUI界面创建GUI界面是GUI设计的第一步。

在MATLAB中使用GUIDE工具箱可以非常方便地完成这个任务。

打开MATLAB后，点击“APPS”选项卡，然后选择“GUIDE”工具箱。

接着，选择“Blank GUI”选项创建一个新的GUI界面。

在创建界面之后，我们可以开始选取需要的组件来设计和布局我们的GUI界面。

GUIDE工具箱提供了多种常用的组件，例如按钮、滑块、文本框等。

通过简单的拖拽和调整，我们可以将这些组件放置到界面中，并设置它们的属性和事件。

三、编写GUI代码在完成GUI界面的设计之后，我们需要对每个组件编写相应的代码。

这些代码可以实现不同的功能，例如对用户的输入进行验证、计算数据并输出结果等。

而在MATLAB中，我们可以使用回调函数来实现这些功能。

回调函数是与GUI组件相关联的函数，当用户与组件交互时，回调函数会被自动调用。

基于MATLAB的坐标转换系统的设计与实现作者：王新张绍良周文浩韩宝刚来源：《中国新技术新产品》2011年第11期摘要：本文论述了平面四参数坐标转换和高程拟合的基本原理，并用MATLAB语言开发了不同坐标系的坐标转换系统。

该系统以淄博市煤气管线测量为实例进行测试，精度达到国家规范要求。

关键词：坐标转换；平面四参数；高程拟合；MATLAB中图分类号：P22 文献标识码:B1 引言MATLAB是主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。

功能强大、界面友好、语言自然并且开放性强的这些特点使其迅速应用到测绘生产中。

特别是MATLAB中丰富的函数库大大提升了普通测量工程人员的编程效率。

在工程测量、工程施工过程中，常常会遇到坐标基准不同的问题。

在国内常见的坐标参考系就有以下几种：1954年北京坐标系、1980西安大地坐标系、2000国家大地坐标系。

而且在很多地市部门都建立了各自的城市坐标系，在一些大型特殊工程中使用了任意空间坐标系。

不同坐标系间的相互转换在测量中比较频繁，常见的转换方法有三参数法、四参数法和七参数法。

其中平面坐标四参数法及高程拟合在测量中得到的应用为最广泛。

本文结合我院为淄博市煤气公司进行的管网测量数据为例来介绍，并对该坐标转换系统使用的相关技术进行总结。

我院引进CORS连续运行GPS参考站系统不久，并未对本工程区域内参数进行统一解算，所以进行假定测量。

通过实验证明了该系统能够解决坐标转换问题，并且完成了控制测量任务及所有测量成果数据转换。

2 数据来源及数学模型2.1 数据来源本工程管线长度约90km，分段铺设。

在测量过程中，首先用GPS按照任意空间坐标系参数对所要测量目标点进行全部测量，并对测区中的控制点进行了测量。

为进行平面坐标转换，需要一定数量的公共控制点，这些公共点应具有两个坐标系中的双重坐标。

在内业处理过程中查找了控制点的真实淄博城建坐标系坐标，通过四参数法进行平面转换，GPS水准的高程异常拟合模型采用多项式拟合模型进行计算，本工程提交成果为淄博城建坐标系坐标。

基于Matlab的坐标转换程序设计
梁月吉;谢劭峰;庞光锋
【期刊名称】《地理空间信息》
【年(卷),期】2014(012)002
【摘要】采用Marlab软件进行坐标转换程序设计,实现了3种椭球的大地坐标与直角坐标的互换计算、高斯投影正反算、七参数解算、不同坐标系统之间的七参数法坐标转换;探讨和研究了单点或批量处理坐标数据、输入或输出文件格式、参数解算及验证、坐标转换计算等问题,并对七参数坐标转换的结果进行了检验.
【总页数】3页(P124-125,129)
【作者】梁月吉;谢劭峰;庞光锋
【作者单位】桂林理工大学测绘地理信息学院,广西桂林 541004;广西空间信息与测绘重点实验室,广西桂林 541004;桂林理工大学测绘地理信息学院,广西桂林541004;广西空间信息与测绘重点实验室,广西桂林 541004;桂林理工大学测绘地理信息学院,广西桂林 541004;广西空间信息与测绘重点实验室,广西桂林 541004【正文语种】中文
【中图分类】P226.3
【相关文献】
1.基于 Matlab 的七参数坐标转换研究与实现 [J], 李志伟;李克昭;赵磊杰
2.基于C#的北京54到西安80坐标转换程序设计 [J], 王亚楠;袁占良;郭俏琳;杨腾飞
3.基于ACCESS VBA的坐标转换程序设计 [J], 李子轩;宫雨生;殷和健;高松涛;张雪恒
4.一种基于MATLAB的提高平面坐标转换精度的方法 [J], 王帅;陈炎;华德如
5.基于VC的测绘坐标转换程序设计与实现 [J], 陈晓楠;唐晓艳;杨非凡;孔鲁宁;陈贞竹
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