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各种投影转化的算法公式投影计算公式往往表达方式不止一种,有时很难分辨谁对谁错,我只把“墨卡托投影”、“高斯-克吕格投影”、“UTM投影”、“兰勃特等角投影”(1:100万地形图规范中称作正轴等角圆锥投影,GB/T14512-93)的正反转换公式列出,因为我基本能保证这些公式的正确性。1.约定本文中所列的转换公式都基于椭球体a--椭球体长半轴b--椭球体短半轴f--扁率e--第一偏心率e’--第二偏心率N--卯酉圈曲率半径R--子午圈曲率半径B--纬度,L--经度,单位弧度(RAD)--纵直角坐标,--横直角坐标,单位米(M)2.椭球体参数我国常用的3个椭球体参数如下(源自“全球定位系统测量规范GB/T18314-2001”):椭球体长半轴a(米)短半轴b(米)Krassovsky(北京54采63782456356863.0188用)IAG75(西安80采用)63781406356755.2882WGS8463781376356752.3142需要说明的是,在“海洋地质制图常用地图投影系列小程序”中,程序界面上的所谓“北京1954“西安1980”及“WGS84”在实际计算中只涉及了相应的椭球体参数。3.墨卡托(Mercator)投影3.1墨卡托投影简介墨卡托(Mercator)投影,是一种"等角正切圆柱投影”,荷兰地图学家墨卡托(GerhardusMercator1512-1594)在1569年拟定,假设地球被围在一中空的圆柱里,其标准纬线与圆柱相切接触,然后再假想地球中心有一盏灯,把球面上的图形投影到圆柱体上,再把圆柱体展开,这就是一幅选定标准纬线上的“墨卡托投影”绘制出的地图。墨卡托投影没有角度变形,由每一点向各方向的长度比相等,它的经纬线都是平行直线,且相交成直角,经线间隔相等,纬线间隔从标准纬线向两极逐渐增大。墨卡托投影的地图上长度和面积变形明显,但标准纬线无变形,从标准纬线向两极变形逐渐增大,但因为它具有各个方向均等扩大的特性,保持了方向和相互位置关系的正确。在地图上保持方向和角度的正确是墨卡托投影的优点,墨卡托投影地图常用作航海图和航空图,如果循着墨卡托投影图上两点间的直线航行,方向不变可以一直到达目的地,因此它对船舰在航行中定位、确定航向都具有有利条件,给航海者带来很大方便。“海底地形图编绘规范”(GB/T17834-1999,海军航保部起草)中规定1:25万及更小比例尺的海图采用墨卡托投影,其中基本比例尺海底地形图(1:5万,1:25万,1:100万)采用统一基准纬线30°,非基本比例尺图以制图区域中纬为基准纬线。基准纬线取至整度或整分。3.2墨卡托投影坐标系取零子午线或自定义原点经线(L0)与赤道交点的投影为原点,零子午线或自定义原点经线的投影为纵坐标X轴,赤道的投影为横坐标Y轴,构成墨卡托平面直角坐标系。3.3墨卡托投影正反解公式墨卡托投影正解公式:(B,L)→(X,Y),标准纬度B0,原点纬度0,原点经度L0墨卡托投影反解公式:(X,Y)→(B,L),标准纬度B0,原点纬度0,原点经度L0公式中EXP为自然对数底,纬度B通过迭代计算很快就收敛了。4.高斯-克吕格(Gauss-Kruger)投影和UTM(UniversalTransverseMercator)投影4.1高斯-克吕格投影与UTM投影异同高斯-克吕格(Gauss-Kruger)投影与UTM投影(UniversalTransverseMercator,通用横轴墨卡托投影)都是横轴墨卡托投影的变种,目前一些国外的软件或国外进口仪器的配套软件往往不支持高斯-克吕格投影,但支持UTM投影,因此常有把UTM投影当作高斯-克吕格投影的现象。从投影几何方式看,高斯-克吕格投影是“等角横切圆柱投影”,投影后中央经线保持长度不变,即比例系数为1;UTM投影是“等角横轴割圆柱投影”,圆柱割地球于南纬80度、北纬84度两条等高圈,投影后两条割线上没有变形,中央经线上长度比0.9996。从计算结果看,两者主要差别在比例因子上,高斯-克吕格投影中央经线上的比例系数为1,UTM投影为0.9996,高斯-克吕格投影与UTM投影可近似采用X[UTM]=0.9996*X[高斯],Y[UTM]=0.9996*Y[高斯],进行坐标转换(注意:如坐标纵轴西移了500000米,转换时必须将Y值减去500000乘上比例因子后再加500000)。从分带方式看,两者的分带起点不同,高