测量程序设计 实验报告
换算
实验名称：大地坐标与空间直角坐标的
实验四 大地坐标与空间直角坐标的换算
一、实验目的
编写大地坐标与空间直角坐标相互转换的程序，并对格式化文件数据进行计算，验证程序。 二、实验内容：
1、大地坐标向空间直角坐标换算 转换公式：
x?(N?h)cosBcosLy?(N?h)cosBsinL （1） z?[N(1?e2)?h]sinB其中：L为经度，B为纬度，h为大地高，N?a1?esinB22为卯酉圈曲率半径，
e?a2?b2为第一偏心率，a为旋转椭球长半轴，b为短半轴。 aWGS84椭球参数：长半轴 a=6378137
扁率 f = 1/298.257223563
根据上式创建以geo2xyz命名的函数，函数输入输出格式为 [x, y, z] = geo2xyz (L, B, h) 2、空间直角坐标向大地坐标换算
根据式（1）推导大地坐标向空间直角坐标转换公式：
L?arctan(y/x)z?Ne2sinBB?arctan()
22x?yh?x2?y2?NcosBaz注意计算纬度时需要用到迭代，可用B?arctan()作为初始值。
22bx?y创建以xyz2geo命名的函数，函数输入输出格式为 [L, B, h] = xyz2geo (x, y, z)
三、实验步骤
1、大地坐标向空间直角坐标换算 主程序：
%%大地坐标向空间直角坐标换算
%函数的输入输出格式为[x,y,z]=geo2xyz(L,B,h)
[filename,pathname] = uigetfile('*.txt','请选择打开的数据文件'); file = [pathname, filename]; data = importdata(file); L=data.data(:,1); B=data.data(:,2); h=data.data(:,3);
[x,y,z]=geo2xyz(L,B,h); A=[x,y,z]; A=A';
[filename_out,pathname_out] = uiputfile('*.txt','请选择要输出数据文件');
fileout = [pathname_out, filename_out]; fid = fopen(fileout,'wt');
fprintf(fid,' x y z\\n'); fprintf(fid,'.7f .7f .7f\\n',A); close('all');
函数：
function [x,y,z]=geo2xyz(L,B,h) %大地坐标经纬度转换成空间直角坐标 B=dms2rad(B); L=dms2rad(L); a=6378137; %a是长半轴
f=1/298.257223563; %f是扁率 b=a-a*f;
e=sqrt(a^2-b^2)/a;
N=a./(sqrt(1-e^2.*(sin(B)).^2)); %N为卯酉圈半径率，e为第一偏心率 x=(N+h).*cos(B).*cos(L); y=(N+h).*cos(B).*sin(L); z=(N*(1-e^2)+h).*sin(B); end
function rad=dms2rad(jiaodu) %度分秒－>弧度（rad） degree = fix(jiaodu);
mimute = fix((jiaodu-degree)*100);
second = (jiaodu-degree-mimute/100)*10000; degree = degree+mimute/60+second/3600; rad=degree/180*pi; end
2、空间直角坐标向大地坐标换算 主程序：
%% 将文件data.2.txt中的空间直角坐标系转换为大地坐标，并将计算结果按照格式存储在文件data3.txt中
úta3.txt格式为：经度（ddmmss） 纬度（ddmmss） 大地高 [filename,pathname]=uigetfile('*.txt','请选择打开的数据文件'); file=[pathname,filename]; data=importdata(file); x=data.data(:,1); y=data.data(:,2); z=data.data(:,3);
[L,B,H]=xyz2geo(x,y,z);
[filename_out,pathname_out] = uiputfile('*.txt','请选择要输出数据文件');
fileout = [pathname_out, filename_out]; fid = fopen(fileout,'wt');
fprintf(fid,' 经度(ddmmss） 纬度(ddmmss） 大地高\\n'); fprintf(fid,'.7f .7f %7.3f\\n',[L,B,H]'); fclose('all');
函数：
function [L,B,H]=xyz2geo(x,y,z) %将直角坐标转换为大地坐标 %% 已知:WGS-84椭球参数
f=1/298.257223563;%扁率f=(a-b)/a a=6378137; %长半轴 b=a*(1-f); %短半轴
e=(sqrt(a^2-b^2))/a; %第一偏心率 %% 经度L的计算 L=atan2(y,x); L=rad2dms(L); %% 纬度B的计算
B0=atan2((a*z),(b.*sqrt(x.^2+y.^2))); % B初始值 while 1
N=a./(sqrt(1-(e^2).*(sin(B0).^2))); %卯酉圈曲率半径N B=atan2(z+N.*(e^2).*sin(B0),(sqrt(x.^2+y.^2))); if abs(B0-B)<10^-6 break; end
abs(B0-B) B0=B; end
%% 大地高H的计算
H=(sqrt(x.^2+y.^2))./cos(B)-N; B=degree2dms(B.*180/pi);%纬度B End
function dms= degree2dms(jiaodu) %度－>度分秒（dd.mmss） degree = fix(jiaodu);
mimute = fix((jiaodu-degree)*60);
second = ((jiaodu-degree)*60-mimute)*60; dms = degree+mimute/100+second/10000;