[发明专利]一种转换投影坐标到大地坐标的方法

说明书

技术领域

本发明涉及大地测量、航海及地理信息系统技术领域，尤其涉及一种采用计算机程序转换投影坐标到大地坐标的方法。

背景技术

在大地测量、航海及地理信息系统技术领域，载体的坐标可以采用不同的坐标系统进行表示，随着全球定位系统GPS的广泛应用，经常需要在大地坐标跟不同投影坐标之间相互换算。投影系统从大地坐标转换到投影坐标时正解公式一般都是明确的，在计算机中编码也比较简单，但是大部分投影系统的反解公式推算却比较复杂，推导过程和公式本身都很难掌握与理解，特别是反算纬度时需要做牛顿迭代计算。目前已有很多人对各种投影系统到大地坐标的转换进行了研究，如杨启和的地图投影变换原理与方法，赵长胜等研究了高斯投影坐标反算的迭代算法，朱华统的底点纬度直接解算公式等等，但是他们都是针对某一种投影系统进行研究，不适用其它投影系统坐标到大地坐标的转换，并且存在转换精度不高的缺陷。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中利用计算机程序转换投影系统坐标到大地坐标时，不同投影系统坐标到大地坐标的转换方法不能通用，并且存在转换精度不高的技术问题，而提出的一种通用的采用计算机程序将投影系统坐标转换到大地坐标的方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种采用计算机程序转换投影坐标到大地坐标的方法，包括如下步骤：

1)获取待转换的投影坐标数据P；

2)通过投影反解公式中经度计算公式计算得到经度L的值；

3)在-90度到90度(或用弧度表示时在-π/2到π/2)之间采用二分查找法查找纬度值，用查找到的纬度值B及步骤2)中得到的经度值L代入到投影正解公式，计算得到投影坐标Pt；比较该投影坐标Pt和步骤1)获取的待转换的投影坐标数据P，如果Pt和P之间的差值小于设定的精度值，则该纬度值B和步骤2)中得到的经度值L即为输出的大地坐标，否则利用二分查找法继续查找纬度值B。

步骤3)中，所述采用二分查找法查找纬度值时，先设置纬度的最小值和最大值，然后将纬度初值设置为所述最小值和最大值的平均值。

步骤3)中，所述比较投影坐标Pt和步骤1)获取的待转换的投影坐标数据P，采用投影坐标Pt的纬度值与P的纬度值进行比较。如果Pt的纬度值和P的纬度值之间的差值小于设定的精度值，则该步骤中查找到的纬度值B和步骤2)中得到的经度值L即为输出结果；如果Pt的纬度值大于P的纬度值，则将该步骤中查找到的纬度值B设置为Bmin，继续设置新的纬度值B为Bmin和Bmax的平均值；如果Pt的纬度值小于P的纬度值，则将该步骤中查找到的纬度值B设置为Bmax，继续设置新的纬度值B为Bmin和Bmax的平均值。

步骤2)中，所述投影反解公式与步骤1)中所获取待转换的投影坐标系统相应，例如：当所获取待转换的投影坐标为Mercator投影系统时，选用Mercator投影反解公式；当所获取待转换的投影坐标为兰伯特等角投影系统时，选用兰伯特等角投影反解公式；等等。

步骤3)中，所述投影正解公式与步骤2)中所采用的投影反解公式相应。例如：当步骤2)中采用Mercator投影反解公式时，此处的投影正解公式也相应选用Mercator投影正解公式；当步骤2)中采用兰伯特等角投影反解公式时，此处的投影正解公式也相应选用兰伯特投影正解公式。

本发明的有益效果是：本发明所提出的投影系统坐标转换到大地坐标的转换方法，适用于任意投影系统坐标到大地坐标的转换时其中的纬度的求取(比如Mercator投影、兰伯特投影等)；在目前32位系统平台，采用double数据的情况下，反算出纬度B的精度可以达到小数点后15位，反算精度很高，在大地测量学、航海学及地理信息系统领域能发挥很大的作用。

附图说明

图1为本发明反算投影坐标到大地坐标的一个较佳实施例的处理流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例(Mercator投影系统下反解投影坐标到大地坐标的过程)进一步阐述本发明，应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。

本实施例中所列的转换公式其中涉及的参数解释如下，其中：

a——椭球体长半轴；

b——椭球体短半轴；

f——扁率(a-b)/a；