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高斯投影,这些你不得不知的测绘常识

GIS前沿 2021-05-21


高斯投影关于高斯是谁,大家知道是个著名数学家就行了。毕竟现实生活中大家已经很少惦记微积分了。
大家知道,测量面上确定地面点在投影面上的位置的坐标系统有地理坐标、高斯平面直角坐标和平面直角坐标三种。

 


今天首先给大家说说地理坐标系和高斯投影是啥。

关于地理坐标,相信大家都不陌生,

 

地理坐标是用经度、纬度表示地面点位置的球面坐标。地理坐标系以地轴为极轴,所有通过地球南北极的平面,均称为子午面。


子午面与地球椭球面的交线,称为子午线或经线。所有通过地轴的平面,都和地球表面相交而成为(椭)圆,这就是经线圈。一条经线是一个半(椭)圆弧。所有垂直于地轴的平面与地球椭球面的交线,称为纬线。纬线是半径不同的圆,其中半径最大的纬线称为赤道。在地球仪上,通过伦敦格林威治天文台原址的那条经线称为0度经线,也叫本初子午线。


关于地理坐标先说到这里。


以下是认真的分割线

 






接下来说说高斯投影

 

高斯-克吕格投影这个投影是由德国数学家、物理学家、天文学家高斯于19 世纪20 年代拟定,后经德国大地测量学家克吕格于1912 年对投影公式加以补充,故称为高斯-克吕格投影。又称为横轴墨卡托投影、切圆柱投影,是墨卡托投影的变种。由此可知,每一个知识点的传播与认知都要经过漫长时间的考验。

 

为了方便大家理解,首先假想有一个椭圆柱面横套在地球椭球体外面,并与某一条子午线(此子午线称为中央子午线或轴子午线)相切,椭圆柱的中心轴通过椭球体中心,然后用一定投影方法,将中央子午线两侧各一定经差范围内的地区投影到椭圆柱面上,再将此柱面展开即成为投影面,如图所示,此投影为高斯投影。高斯投影是正形投影的一种。


这主要考验大家的空间想象能力

高斯投影具有以下特点

1.经投影后,中央子午线为一直线,且长度不变,其它经线为凹向中央子午线的曲线,且长度改变,中央子午线两侧经差相同的子午线互相对称;
2.中央子午线与赤道经投影后仍保持正交。

3.对称于赤道的纬圈,投影后仍成为对称的曲线,并与子午线的投影曲线相互垂直,即角度在投影前后保持不变。所以高斯投影又成为保角投影。



根据以上特点,我们将说说分带投影,也就是投影带。

高斯投影中,除中央子午线外,各点均存在长度变形,且距中央子午线越远,长度变形越大。为了控制长度变形,将地球椭球面按一定的经度差分成若干带,称为投影带,带宽一般为6°和3°,分别称为6°带和3°带。


6度带是自0子午线起每隔经差6自西向东分带,依次编号1,2,3,…。我国6度带中央子午线的经度,由69°起每隔6°而至135°,共计12带(12~23带),带号用N表示,中央子午线的经度用Lo表示,它们的关系是:

Lo=6°×n-3°


3°带是从东经1.5°开始,自西向东按经差3°划分一带,全球共分为120带。3°带的中央子午线经度Lo与带号n之间的关系如下:

Lo=3°×n

我国带共计跨22带,即24~45带。



Goodbye,咱们下次再见。



来源:科力达仪器

转载:测绘之家

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