VCMFC高斯平均引数大地专题材料正反算.docx
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VCMFC高斯平均引数大地专题材料正反算
地球科学与环境工程学院
实验报告书
课程名：
学号：
姓名：
指导老师：
日期：
四、程序代码…………………………………………………………………………………….......…...4
一、目的与要求
参考椭球面是大地测量计算的基准面。
大地坐标是椭球面上的基本坐标系，根据大地测量的观测成果（如距离与方向），从大地原点出发，逐点计算在椭球面上的大地坐标；或根据两点的大地坐标，计算它们之间的大地线长度和大地方位角，这类计算称为大地问题解算（或称为大地主题解算）。
大地问题解算的用途是多方面的，随着现代空间技术和航空航天、航海等领域的发展，大地问题解算（尤其是大地反算）有着更为重要的作用，因此需要熟练掌握其计算。
二、实验内容
在《大地测量学基础》教材中，介绍了高斯平均引数法与白塞尔方法的计算过程、步骤。
鉴于此，需要熟练掌握高斯平均引数法与白塞尔方法解大地主题问题的基本方法与原理。
采用所熟悉的计算机语言编程计算。
计算时采用克拉索夫椭球参数，至少完成其中一种方法正反算，按照数据序号选取不同的已知数据，在计算结果中注明所选取的数据序号，选取其它数据作为无效数据处理。
三、计算公式整理
3.1、高斯平均引数正算计算公式（S<200km）
3.2、高斯平均引数正算计算公式（S<200km）
四、程序代码
4.1、角度转换类的头文件：
#pragmaonce
constdoublePi=3.141592653589793;
classAngleTrans
{
public:
AngleTrans（void）;
~AngleTrans（void）;
doubleD,F,M,DFM,Rad,Ten;
doubletrans1（doubleDFM）,//度分秒形式的角度转换为弧度形式
trans2（doubleRad）,//弧度形式的角度转换为度分秒形式
trans3（doubleD）;//十进制度转化为弧度
};
4.2、角度转换类的源文件：
#include"StdAfx.h"
#include"AngleTrans.h"
#include
AngleTrans:
:
AngleTrans（void）
{
}
AngleTrans:
:
~AngleTrans（void）
{
}
//度分秒转换为弧度
doubleAngleTrans:
:
trans1（doubleDFM）
{D=floor（DFM）;
F=floor（（DFM-D）*100）;
M=（DFM-D-F/100）*10000;
Ten=D+F/60+M/3600;
Rad=Ten/180*Pi;
returnRad;
}
//弧度转换为度分秒
doubleAngleTrans:
:
trans2（doubleRad）
{Ten=Rad/Pi*180;
D=floor（Ten）;
F=（Ten-D）*60;
M=（F-floor（F））*60;
F=floor（F）;
DFM=D+F/100+M/10000;
returnDFM;
}
//十进制度转化为弧度
doubleAngleTrans:
:
trans3（doubleD）
{Rad=D/180*Pi;
returnRad;
}
4.3、正反算类的头文件：
#pragmaonce
classZhengFanSuan
{
public:
ZhengFanSuan（void）;
~ZhengFanSuan（void）;
doublezB1,zL1,zA12,zS,fB1,fL1,fB2,fL2;
doubleZhengSuanB（doublezB1,doublezL1,doublezA12,doublezS）,
ZhengSuanL（doublezB1,doublezL1,doublezA12,doublezS）,
ZhengSuanA（doublezB1,doublezL1,doublezA12,doublezS）;
doubleFanSuanA12（doublefB1,doublefL1,doublefB2,doublefL2）,
FanSuanS（doublefB1,doublefL1,doublefB2,doublefL2）,
FanSuanA21（doublefB1,doublefL1,doublefB2,doublefL2）;
};
4.3、正反算类的源文件：
#include"StdAfx.h"
#include"ZhengFanSuan.h"
#include"AngleTrans.h"
#include
ZhengFanSuan:
:
ZhengFanSuan（void）
{
}
ZhengFanSuan:
:
~ZhengFanSuan（void）
{
}
AngleTrans_AngleTrans;
constdoublee1=0.0066934216622966,
e2=0.006738525414683,
a=6378245.0000,
b=6356863.01877,
temp=pow（10.0,-10）;//精度要求
doubleCalc_M（doublez）//计算Mm
{doublex=a*（1-pow（e1,2））/sqrt（pow（1-pow（e1,2）*pow（sin（z）,2）,3））;
returnx;
}
doubleCalc_N（doublez）//计算Nm
{doublex=a/sqrt（1-pow（e1,2）*pow（sin（z）,2））;
returnx;
}
doubleCalc_t（doublez）//计算tm
{doublex=tan（z）;
returnx;
}
doubleCalc_yita（doublez）//计算yitam
{doublex=pow（e2,2）*pow（cos（z）,2）;
returnx;
}
//正算纬度
doubleZhengFanSuan:
:
ZhengSuanB（doublezB1,doublezL1,doublezA12,doublezS）
{doubleM[10000],
N[10000],
t[10000],
B[10000],Bm[10000],
L[10000],Lm[10000],
A[10000],Am[10000],
yita[10000];
double_zB1=_AngleTrans.trans1（zB1）,
_zL1=_AngleTrans.trans1（zL1）,
_zA12=_AngleTrans.trans1（zA12）,
final;
t[1]=tan（_zB1）;
yita[1]=pow（e2,2）*pow（cos（_zB1）,2）;
N[1]=a/sqrt（1-pow（e1,2）*pow（sin（_zB1）,2））;
M[1]=a*（1-pow（e1,2））/sqrt（pow（1-pow（e1,2）*pow（sin（_zB1）,2）,3））;
B[0]=_AngleTrans.trans3（206265/M[1]*zS*cos（_zA12）/3600）,
L[0]=_AngleTrans.trans3（206265*zS*sin（_zA12）/（N[1]*cos（_zB1））/3600）,
A[0]=L[0]*sin（_zB1）;
Bm[1]=_zB1+1/2*B[0];
Lm[1]=_zL1+1/2*L[0];
Am[1]=_zA12+1/2*A[0];
inti=1;
B[1]=_AngleTrans.trans3（（206265/M[1]*zS*cos（Am[1]）*（1+pow（zS,2）/（24*pow（N[1],2））*（pow（sin（Am[1]）,2））*
（2+3*pow（t[1],2）+2*pow（yita[1],2））+3*pow（cos（Am[1]）,2）*pow（yita[1],2）*（pow（t[1],2）-1-pow（yita[1],2）-
4*pow（yita[1],2）*pow（t[1],2））））/3600）;
L[i]=_AngleTrans.trans3（（206265/（N[1]*cos（Bm[1]））*zS*sin（Am[i]）*（1+pow（zS,2）/（24*pow（N[i],2））*（pow（t[i],2）*
pow（sin（Am[i]）,2）-pow（cos（Am[i]）,2）*（1+pow（yita[i],2）-9*pow（yita[i],2）*pow（t[i],2）））））/3600）;
A[i]=_AngleTrans.trans3（（206265/N[i]*zS*sin（Am[i]）*t[i]*（1+pow（zS,2）/（24*pow（N[i],2））*（pow（cos（Am[i]）,2）*
（2+7*pow（yita[i],2）+9*pow（yita[i],2）*pow（t[i],2）+5*pow（yita[i],4））+pow（sin（Am[i]）,2）*（2+pow（t[i],2）+2*
pow（yita[i],2）））））/3600）;
while（B[i]-B[i-1]>=temp）
{B[i+1]=_AngleTrans.trans3（（206265/M[i]*zS*cos（Am[i]）*（1+pow（zS,2）/（24*pow（N[i],2））*（pow（sin（Am[i]）,2））*
（2+3*pow（t[i],2）+2*pow（yita[i],2））+3*pow（cos（Am[i]）,2）*pow（yita[i],2）*（pow（t[i],2）-1-pow（yita[i],2）-
4*pow（yita[i],2）*pow（t[i],2））））/3600）;
L[i+1]=_AngleTrans.trans3（（206265/（N[i]*cos（Bm[i]））*zS*sin（Am[i]）*（1+pow（zS,2）/（24*pow（N[i],2））*（pow（t[i],2）*
pow（sin（Am[i]）,2）-pow（cos（Am[i]）,2）*（1+pow（yita[i],2）-9*pow（yita[i],2）*pow（t[i],2）））））/3600）;
A[i+1]=_AngleTrans.trans3（（206265/N[i]*zS*sin（Am[i]）*t[i]*（1+pow（zS,2）/（24*pow（N[i],2））*（pow（cos（Am[i]）,2）*
（2+7*pow（yita[i],2）+9*pow（yita[i],2）*pow（t[i],2）+5*pow（yita[i],4））+pow（sin（Am[i]）,2）*（2+pow（t[i],2）+2*
pow（yita[i],2）））））/3600）;
Bm[i+1]=_zB1+1/2*B[i];
Lm[i+1]=_zL1+1/2*L[i];
Am[i+1]=_zA12+1/2*A[i];
M[i+1]=Calc_M（B[i]）;
N[i+1]=Calc_N（N[i]）;
yita[i+1]=Calc_yita（yita[i]）;
t[i+1]=Calc_t（t[i]）;
final=B[i];
i++;
}
doubleFinal=final+_zB1;
return_AngleTrans.trans2（Final）;
}
//正算经度
doubleZhengFanSuan:
:
ZhengSuanL（doublezB1,doublezL1,doublezA12,doublezS）
{doubleM[10000],
N[10000],
t[10000],
B[10000],Bm[10000],
L[10000],Lm[10000],
A[10000],Am[10000],
yita[10000];
double_zB1=_AngleTrans.trans1（zB1）,
_zL1=_AngleTrans.trans1（zL1）,
_zA12=_AngleTrans.trans1（zA12）,
final;
t[1]=tan（_zB1）;
yita[1]=pow（e2,2）*pow（cos（_zB1）,2）;
N[1]=a/sqrt（1-pow（e1,2）*pow（sin（_zB1）,2））;
M[1]=a*（1-pow（e1,2））/sqrt（pow（1-pow（e1,2）*pow（sin（_zB1）,2）,3））;
B[0]=_AngleTrans.trans3（206265/M[1]*zS*cos（_zA12）/3600）,
L[0]=_AngleTrans.trans3（206265*zS*sin（_zA12）/（N[1]*cos（_zB1））/3600）,
A[0]=L[0]*sin（_zB1）;
Bm[1]=_zB1+1/2*B[0];
Lm[1]=_zL1+1/2*L[0];
Am[1]=_zA12+1/2*A[0];
inti=1;
B[1]=_AngleTrans.trans3（（206265/M[1]*zS*cos（Am[1]）*（1+pow（zS,2）/（24*pow（N[1],2））*（pow（sin（Am[1]）,2））*
（2+3*pow（t[1],2）+2*pow（yita[1],2））+3*pow（cos（Am[1]）,2）*pow（yita[1],2）*（pow（t[1],2）-1-pow（yita[1],2）-
4*pow（yita[1],2）*pow（t[1],2））））/3600）;
L[i]=_AngleTrans.trans3（（206265/（N[1]*cos（Bm[1]））*zS*sin（Am[i]）*（1+pow（zS,2）/（24*pow（N[i],2））*（pow（t[i],2）*
pow（sin（Am[i]）,2）-pow（cos（Am[i]）,2）*（1+pow（yita[i],2）-9*pow（yita[i],2）*pow（t[i],2）））））/3600）;
A[i]=_AngleTrans.trans3（（206265/N[i]*zS*sin（Am[i]）*t[i]*（1+pow（zS,2）/（24*pow（N[i],2））*（pow（cos（Am[i]）,2）*
（2+7*pow（yita[i],2）+9*pow（yita[i],2）*pow（t[i],2）+5*pow（yita[i],4））+pow（sin（Am[i]）,2）*（2+pow（t[i],2）+2*
pow（yita[i],2）））））/3600）;
if（L[i]-L[i-1]>=temp）
{while（L[i]-L[i-1]>=temp）
{B[i+1]=_AngleTrans.trans3（（206265/M[i]*zS*cos（Am[i]）*（1+pow（zS,2）/（24*pow（N[i],2））*（pow（sin（Am[i]）,2））*
（2+3*pow（t[i],2）+2*pow（yita[i],2））+3*pow（cos（Am[i]）,2）*pow（yita[i],2）*（pow（t[i],2）-1-pow（yita[i],2）-
4*pow（yita[i],2）*pow（t[i],2））））/3600）;
L[i+1]=_AngleTrans.trans3（（206265/（N[i]*cos（Bm[i]））*zS*sin（Am[i]）*（1+pow（zS,2）/（24*pow（N[i],2））*（pow（t[i],2）*
pow（sin（Am[i]）,2）-pow（cos（Am[i]）,2）*（1+pow（yita[i],2）-9*pow（yita[i],2）*pow（t[i],2）））））/3600）;
A[i+1]=_AngleTrans.trans3（（206265/N[i]*zS*sin（Am[i]）*t[i]*（1+pow（zS,2）/（24*pow（N[i],2））*（pow（cos（Am[i]）,2）*
（2+7*pow（yita[i],2）+9*pow（yita[i],2）*pow（t[i],2）+5*pow（yita[i],4））+pow（sin（Am[i]）,2）*（2+pow（t[i],2）+2*
pow（yita[i],2）））））/3600）;
Bm[i+1]=_zB1+1/2*B[i];
Lm[i+1]=_zL1+1/2*L[i];
Am[i+1]=_zA12+1/2*A[i];
M[i+1]=Calc_M（B[i]）;
N[i+1]=Calc_N（N[i]）;
yita[i+1]=Calc_yita（yita[i]）;
t[i+1]=Calc_t（t[i]）;
final=L[i];
i++;
}
}
else
final=L[i];
doubleFinal=final+_zL1;
return_AngleTrans.trans2（Final）;
}
//正算大地方位角
doubleZhengFanSuan:
:
ZhengSuanA（doublezB1,doublezL1,doublezA12,doublezS）
{doubleM[100],
N[100],
t[100],
B[100],Bm[100],
L[100],Lm[100],
A[100],Am[100],
yita[10000];
double_zB1=_AngleTrans.trans1（zB1）,
_zL1=_AngleTrans.trans1（zL1）,
_zA12=_AngleTrans.trans1（zA12）,
final;
t[1]=tan（_zB1）;
yita[1]=pow（e2,2）*pow（cos（_zB1）,2）;
N[1]=a/sqrt（1-pow（e1,2）*pow（sin（_zB1）,2））;
M[1]=a*（1-pow（e1,2））/sqrt（pow（1-pow（e1,2）*pow（sin（_zB1）,2）,3））;
B[0]=_AngleTrans.trans3（206265/M[1]*zS*cos（_zA12）/3600）,
L[0]=_AngleTrans.trans3（206265*zS*sin（_zA12）/（N[1]*cos（_zB1））/3600）,
A[0]=L[0]*sin（_zB1）;
Bm[1]=_zB1+1/2*B[0];
Lm[1]=_zL1+1/2*L[0];
Am[1]=_zA12+1/2*A[0];
inti=1;
B[1]=_AngleTrans.trans3（（206265/M[1]*zS*cos（Am[1]）*（1+pow（zS,2）/（24*pow（N[1],2））*（pow（sin（Am[1]）,2））*
（2+3*pow（t[1],2）+2*pow（yita[1],2））+3*pow（cos（Am[1]）,2）*pow（yita[1],2）*（pow（t[1],2）-1-pow（yita[1],2）-
4*pow（yita[1],2）*pow（t[1],2））））/3600）;
L[i]=_AngleTrans.trans3（（206265/（N[1]*cos（Bm[1]））*zS*sin（Am[i]）*（1+pow（zS,2）/（24*pow（N[i],2））*（pow（t[i],2）*
pow（sin（Am[i]）,2）-pow（cos（Am[i]）,2）*（1+pow（yita[i],2）-9*pow（yita[i],2）*pow（t[i],2）））））/3600）;
A[i]=_AngleTrans.trans3（（206265/N[i]*zS*sin（Am[i]）*t[i]*（1+pow（zS,2）/（24*pow（N[i],2））*（pow（cos（Am[i]）,2）*
（2+7*pow（yita[i],2）+9*pow（yita[i],2）*pow（t[i],2）+5*pow（yita[i],4））+pow（sin（Am[i]）,2）*（2+pow（t[i],2）+2*
pow（yita[i],2）））））/3600）;
while（A[i]-A[i-1]>=temp）
{B[i+1]=_AngleTrans.trans3（（206265/M[i]*zS*cos（Am[i]）*（1+pow（zS,2）/（24*pow（N[i],2））*（pow（sin（Am[i]）,2））*
（2+3*pow（t[i],2）+2*pow（yita[i],2））+3*pow（cos（Am[i]）,2）*pow（yita[i],2）*（pow（t[i],2）-1-pow（yita[i],2）-
4*pow（yita[i],2）*pow（t[i],2））））/3600）;
L[i+1]=_AngleTrans.trans3（（206265/（N[i]*cos（Bm[i]））*zS*sin（Am[i]）*（1+pow（zS,2）/（24*pow（N[i],2））*（pow（t[i],2）*
pow（sin（Am[i]）,2）-pow（cos（Am[i]）,2）*（1+pow（yi
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