VC++MFC高斯平均引数大地主题正反算.docx
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VC++MFC高斯平均引数大地主题正反算
地球科学与环境工程学院
实验报告书
课程名:
学号:
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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=3.1493;
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=0.22966,
e2=0.4683,
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(yita[i],2)-9*pow(yita[i],2)*pow(t[i],2