留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

贝塞尔大地主题反解的改进算法

史国友 赵庆涛 王玉梅 贾传荧

史国友, 赵庆涛, 王玉梅, 贾传荧. 贝塞尔大地主题反解的改进算法[J]. 交通运输工程学报, 2009, 9(1): 77-82. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.01.016
引用本文: 史国友, 赵庆涛, 王玉梅, 贾传荧. 贝塞尔大地主题反解的改进算法[J]. 交通运输工程学报, 2009, 9(1): 77-82. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.01.016
SHI Guo-you, ZHAO Qing-tao, WANG Yu-mei, JIA Chuan-ying. Improved algorithm for inverse solution of Bessel's geodetic problem[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2009, 9(1): 77-82. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.01.016
Citation: SHI Guo-you, ZHAO Qing-tao, WANG Yu-mei, JIA Chuan-ying. Improved algorithm for inverse solution of Bessel's geodetic problem[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2009, 9(1): 77-82. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.01.016

贝塞尔大地主题反解的改进算法

doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.01.016
基金项目: 

国家自然科学基金项目 60774046

国家自然科学基金项目 60874056

详细信息
    作者简介:

    史国友(1969-), 男, 安徽桐城人, 大连海事大学副教授, 工学博士, 从事交通信息工程与控制及航海仿真研究

  • 中图分类号: U675.4

Improved algorithm for inverse solution of Bessel's geodetic problem

More Information
    Author Bio:

    SHI Guo-you (1969-), male, associate professor, PhD, +86-411-84727953, shiguoyoudmu@163.com

  • 摘要: 为了解决目前贝塞尔大地主题反解算法不统一与存在适用条件限制的问题, 根据球面三角形正、余弦定理和拉格朗日级数理论, 用计算机代数系统推导并给出一种改进的大地主题直接反解的微分改正方法。该算法消除了逐次趋近计算, 适用传统反解算法中的奇异情况, 解决了求解三角方程中方位角的多值对应问题。试验结果表明, 当大地线长度小于20000km时, 算法精度高达0.0001s, 具有通用性, 特别适用于电算化, 对远洋大地线航法计算具有一定的应用价值。

     

  • 图  1  椭球面上的大地元素

    Figure  1.  Geodetic elements on ellipsoid

    图  2  贝塞尔球面上的大地元素

    Figure  2.  Geodetic elements on Bessel's spheroid

    图  3  长距离大地主题反算

    Figure  3.  Inverse solution of geodetic problem on long distances

    图  4  特殊情况下的大地主题反算

    Figure  4.  Inverse solution of geodetic problem in special case

    表  1  长距离大地主题反算结果

    Table  1.   Inverse solution of geodetic problem on long distance

    参数类型 算例1
    a 6 378 388.0 m
    f 1.0/297.0
    L1 010°00′00.″000 0 E
    B1 50°00′00.″000 0 N
    H1 0 m
    L2 105°05′38.″2 994 E
    B2 -62°57′03.″2 038 N
    H2 0 m
    s 14 999.999 996 457 848 km
    A1 140°00′00.″000 000
    A2 294°46′41.″484 147
    下载: 导出CSV

    表  2  起点在最高纬度点处的大地主题反算结果

    Table  2.   Inverse solution of geodetic problem starting at the highest latitude

    参数类型 算例2
    a 6 378 245.0 m
    f 1.0/298.3
    L1 35°00′00.″000 000 E
    B1 35°00′00.″000 000 N
    H1 0 m
    L2 173°13′02.″584 287 E
    B2 27°42′53.″569 421 N
    H2 0 m
    s 16 000.000 001 km
    A1 089°59′59.″999 859
    A2 292°13′54.″917 935
    下载: 导出CSV

    表  3  终点在最高纬度点处的大地主题反算结果

    Table  3.   Inverse solution of geodetic problem ending at the highest latitude

    参数类型 算例3
    a 6 378 245.0 m
    f 1.0/298.3
    L1 043°52′51.″265 641 E
    B1 24°00′11.″828 134 S
    H1 0 m
    L2 173°00′00.″000 000 E
    B2 35°00′00.″000 000 N
    H2 0 m
    s 15 000.000 000 km
    A1 063°47′27.″170 549
    A2 270°00′00.″000 012
    下载: 导出CSV

    表  4  起点在南纬终点在北极的大地主题反算结果

    Table  4.   Inverse solution of geodetic problem starting at south latitude and ending at north pole

    参数类型 算例4
    a 6 378 245.0 m
    f 1.0/298.3
    L1 070°00′00.″000 000 E
    B1 15°00′00.″000 000 S
    H1 0 m
    L2 070°00′00.″000 000 E
    B2 90°00′00.″000 000 N
    H2 0 m
    s 11 661.156 725 km
    A1 000°00′00.″000 000
    A2 180°00′00.″000 000
    下载: 导出CSV
  • [1] THOMAS C M, FEATHERSTONE W E. Validation of Vincenty s formulas for the geodesic using a newfourth-order extension of Kiviojas formula[J]. Journal of Surveying Engineering, 2005, 131(1): 20-26. doi: 10.1061/(ASCE)0733-9453(2005)131:1(20)
    [2] VI NCENTY T. Direct andinverse solution of geodesic onthe ellipsoid with application of nested equation[J]. Survey Review, 1975, 23(176): 88-93. doi: 10.1179/sre.1975.23.176.88
    [3] BOWRI NG B R. Direct and inverse problems for short geodesic lines on the ellipsoid[J]. Surveying and Mapping, 1981, 41(2): 135-141.
    [4] BOWRI NG B R. Solutionfor azi muth of the geodesicin near-antipodal situations with special refernce to the behaviour of lines for whichthe azi muthisin the region of90°[J]. Journal of Geodesy, 1977, 51(1): 17-32.
    [5] KI VIOJA L A. Computation of geodetic direct and indirect problems by computers accumulating increments from geodetic line elements[J]. Bulletin Geodesque, 1971, 99(1): 55-63. doi: 10.1007/BF02521679
    [6] 陈俊勇. 长距离大地主题反算的直接解法[C]//国家测绘总局测绘研究所. 大地测量研究专辑(第一辑). 北京: 测绘出版社, 1979: 126-135.
    [7] 纪兵, 边少锋. 大地主题问题的非迭代新解[J]. 测绘学报, 2007, 36(3): 269-273. doi: 10.3321/j.issn:1001-1595.2007.03.005

    JI Bing, BI AN Shao-feng. The new non-iterative solution to the geodetic problem[J]. Acta Geodaetica et Cartographica Sinica, 2007, 36(3): 269-273. (in Chinese) doi: 10.3321/j.issn:1001-1595.2007.03.005
    [8] 史国友, 李伟, 贾传荧, 等. 高斯与墨卡托投影变换在船舶操纵模拟器中的应用[J]. 大连海事大学学报, 2002, 28(2): 25-28. doi: 10.3969/j.issn.1006-7736.2002.02.007

    SHI Guo-you, LI Wei, JI A Chuan-ying, et al. Application of transformation between Gauss-Kruger projection and Mercator projection in shiphandling si mulator[J]. Journal of Dalian Mariti me University, 2002, 28(2): 25-28. (in Chinese) doi: 10.3969/j.issn.1006-7736.2002.02.007
    [9] 施一民, 范业明. 一种子午线正反解算的新方法[J]. 同济大学学报: 自然科学版, 2005, 33(7): 964-966. doi: 10.3321/j.issn:0253-374X.2005.07.023

    SHI Yi-min, FAN Ye-ming. New method for direct and inverse solution of meridian[J]. Journal of Tongji University: Natural Science, 2005, 33(7): 964-966. (in Chinese) doi: 10.3321/j.issn:0253-374X.2005.07.023
    [10] BI AN Shao-feng, CHEN Yong-bing. Solving and inverse problem of a meridian arc in terms of computer algebra system[J]. Journal of Surveying Engineering, 2006, 132(1): 7-10. doi: 10.1061/(ASCE)0733-9453(2006)132:1(7)
    [11] 史国友, 周晓明, 贾传荧. 贝塞尔大地主题正解的改进算法[J]. 大连海事大学学报, 2008, 34(1): 15-19. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DLHS200801003.htm

    SHI Guo-you, ZHOU Xiao-ming. JI A Chuan-ying. I mproved algorithmfor direct solution of Bessel s geodetic problem[J]. Journal of Dalian Mariti me University, 2008, 34(1): 15-19. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DLHS200801003.htm
  • 加载中
图(4) / 表(4)
计量
  • 文章访问数:  347
  • HTML全文浏览量:  175
  • PDF下载量:  1289
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2008-10-12
  • 刊出日期:  2009-02-25

目录

    /

    返回文章
    返回