1．2 样条曲线反算的一般过程 a)根据型值点的分布趋势，构造非均匀节点矢量． b)应用计算得到的节点矢量构造非均匀 B样条基． e)构建控制点反算的系数矩阵． d)建立控制点反算方程组，求解控制点列． 其中，B样条基函数的求值是关键． 1．2．1 假设规定 为使一 k次 B样条曲线通过一组数据点q (i：0，1，⋯，m)，反算过程一般地使曲线的首末端点分 别和首末数据点一致 ，使曲线的分段连接点分别依次与 B样条曲线定义域内的节点一一对应．即q 点 有节点值 ( =0，1，⋯，m)． ·1．2．2 三次 B样条插值曲线节点矢量的确定 曲线控制点反算时一般使曲线的首末端点分别与首末型值点一致，型值点P (i=0，1，⋯，凡)将 依次与三次 NURBS曲线定义域内的节点一一对应．三次NURBS插值曲线将由n+3个控制点 d (i= 0，1，⋯，n+2)定义，相应的节点矢量为 U = [ ，“ 一，u + ]．为确定与型值点相对应的参数值 uⅢ (i=0，1，⋯，n)，需对型值点进行参数化处理．选择 u 一般采取以下方法 ： (1)均匀参数化法： 0=／．tl=u2=M3=0，u +3=i／n i：1，2，⋯ ⋯ ，n一1，M +3= +4= +5=u +6=1． (2)向心参数化法 ： o= l= 2=“3=0， +3= +2+√Ip -p 一1 I／ ~／Ip -p 一1 l其中i=1，2，⋯，n一1． Mn+3 M +4：Mn+5 un+6 1． (3)积累弦长参数化法： uo=M1=u2：M3=0，u +3= +2+Ip —P — j l／ Ip 一P — l l 其中 =1，2，⋯，n一1． un+3： n+4：un+5 un+6 1． 1．2．3 反算三次 B样条曲线的控制顶点 给定 n+1个数据点p ，i=0，1，⋯，n．通常的算法是将首末数据点p。和P 分别作为三次B样 条插值曲线的首末端点，把内部数据点P ，P ，⋯，P 依次作为三次B样条插值曲线的分段连接点，则 曲线为 凡段．因此 ，所求的三次 B样条插值曲线的控制顶点b ，i=0，l，⋯，17,+2应为17,+3个．节 点矢量 U=[ 。， 一，“ + ]，曲线定义域 “∈[u ， +，]．B样条表达式是一个分段的矢函数，并且由 于 B样条的局部支撑性，一段三次 B样条曲线只受 4个控制点的影响，下式表示了一段 B样条曲线的 一 个起始点：

本文详细介绍了适用于不同椭球的高斯投影正反算公式中子午线弧长或底点纬度的计算方法, 并给出 了实用公式。该公式简便实用, 便于计算机实现。为验证此公式的正确性, 本文最后用该公式计算了54 椭球子 午线弧长及底点纬度计算式中的各系数, 与天文大地网推算的相应系数进行了比较验证。 ### 高斯平面坐标正反算的实用算法 #### 一、引言 在现代测绘技术中，全球定位系统（GPS）的应用极为广泛，通过GPS技术可以获取到高精度的坐标数据，通常这些坐标是以WGS84坐标系表示的空间直角坐标。然而，在实际生产和工程应用中，往往需要将这种空间直角坐标转换为高斯平面直角坐标。我国在过去的测绘工作中主要采用北京54坐标系和西安80坐标系，这两种坐标系都是基于不同的参考椭球。从参考椭球上的空间直角坐标或大地坐标转换到高斯平面坐标的过程中，首先需要计算出从赤道到某一纬度的子午线弧长或底点纬度。这些计算对于确保坐标转换的准确性和可靠性至关重要。 #### 二、高斯投影正反算公式 ##### 2.1 子午线弧长的计算 子午线弧长的计算是高斯投影正算的基础，它是从赤道到子午圈上任意一点纬度的弧长。假设参考椭球的长半轴为a，第一偏心率为e，则从赤道到纬度B的弧长XB0可通过以下公式计算： \[ X_{B0} = \alpha B^\circ + \beta \sin^2 B + \gamma \sin^4 B + \delta \sin^6 B + \varepsilon \sin^8 B + \zeta \sin^{10} B + \cdots \] 其中，\(\alpha, \beta, \gamma, \delta, \varepsilon, \zeta\)等系数可以通过下列公式计算得出： \[ \begin{aligned} &\alpha = Aa(1-e^2) \\ &\beta = -\frac{B}{2}a(1-e^2) \\ &\gamma = \frac{C}{4}a(1-e^2) \\ &\delta = -\frac{D}{6}a(1-e^2) \\ &\varepsilon = \frac{E}{8}a(1-e^2) \\ &\zeta = -\frac{F}{10}a(1-e^2) \end{aligned} \] 而\(A, B, C, D, E, F\)各系数由下式确定： \[ \begin{aligned} &A = 1 + \frac{3}{4}e^2 + \frac{45}{64}e^4 + \frac{175}{256}e^6 + \frac{11025}{16384}e^8 + \frac{43659}{65536}e^{10} + \cdots \\ &B = \frac{3}{4}e^2 + \frac{15}{16}e^4 + \frac{525}{512}e^6 + \frac{2205}{2048}e^8 + \frac{72765}{65536}e^{10} + \cdots \\ &C = \frac{15}{64}e^4 + \frac{105}{256}e^6 + \frac{2205}{4096}e^8 + \frac{10395}{16384}e^{10} + \cdots \\ &D = \frac{35}{512}e^6 + \frac{315}{2048}e^8 + \frac{31185}{131072}e^{10} + \cdots \\ &E = \frac{315}{16384}e^8 + \frac{3465}{65536}e^{10} + \cdots \\ &F = \frac{693}{131072}e^{10} + \cdots \end{aligned} \] 为了简化计算过程，可以将纬度改写成\(\sin^nB \times \cos B\)的升幂级数形式，进而得出从赤道至纬度B的子午线弧长计算公式： \[ X_{B0} = c_0B - \cos B(c_1\sin B + c_2\sin^3 B + c_3\sin^5 B) \] 其中，\(c_0 = \alpha/\rho, c_1 = 2\beta + 4\gamma + 6\delta, c_2 = 8\gamma + 32\delta, c_3 = 32\delta\)。 ##### 2.2 高斯正算公式 当已知某点的大地坐标\(B, L\)时，若要求其高斯平面坐标\(X, Y\)，则可利用以下高斯投影正算公式进行计算： \[ \begin{aligned} x &= X_{B0} + \frac{1}{2}Nt m^2 + \frac{1}{24}(5-t^2+9\eta^2+4\eta^4)Nt m^4 \\ &\quad + \frac{1}{720}(61-58t^2+t^4)Nt m^6 \\ y &= Nm + \frac{1}{6}(1-t^2+\eta^2)Nm^3 \\ &\quad + \frac{1}{120}(5-18t^2+t^4+14\eta^2-58\eta^2t^2)Nm^5 \end{aligned} \] 这里，\(m = l\cos B\)，而\(l = L - L_0\)，\(\eta^2 = e'^2\cos^2 B\)，\(t = \tan B\)，\(c = a^2/b\)，\(N\)表示卯酉圈曲率半径\(N = a/W = c/V\)，其中\(V = 1 + e'^2\cos^2 B\)，\(W = 1 - e^2\sin^2 B\)。 ##### 2.3 高斯反算公式 已知高斯平面坐标\(X, Y\)，反算大地经纬度\(B, L\)的计算公式为： \[ \begin{aligned} B &= B_f - \frac{1}{2}(V^2t)\left(\frac{y}{N}\right)^2 + \frac{1}{34}(5+3t^2+\eta^2-9\eta^2t^2) \\ &\quad \times (Vt^2)\left(\frac{y}{N}\right)^4 - \frac{1}{720}(61+90t^2+45t^4)(V^2t)\left(\frac{y}{N}\right)^6 \\ l &= (L - L_0) = \frac{1}{2}Nm^2 - \frac{1}{24}(1-4t^2-3\eta^2)Nm^4 \\ &\quad + \frac{1}{720}(5-26t^2+16t^4+44\eta^2-58\eta^2t^2)Nm^6 \end{aligned} \] 这里同样需要注意到\(m = l\cos B\)，而\(l = L - L_0\)，\(\eta^2 = e'^2\cos^2 B\)，\(t = \tan B\)，\(V = 1 + e'^2\cos^2 B\)，\(W = 1 - e^2\sin^2 B\)。 #### 三、实用性和验证 本文给出的计算方法和公式简便实用，特别适合于计算机编程实现。为了验证这些公式的正确性，文中利用该公式计算了54椭球子午线弧长及底点纬度计算式中的各系数，并与天文大地网推算的相应系数进行了比较验证，结果显示两者之间的一致性良好，从而证明了该公式及其计算结果的准确性。 本文介绍的适用于不同椭球的高斯平面坐标正反算的实用算法不仅能够提高坐标转换的效率，还能保证转换结果的准确性，具有重要的理论意义和实际应用价值。

利用EXCEL进行经度纬度的换算，平面坐标的换算。

桥梁坐标计算，线路中边桩计算，CAD展点，梅花桩布置，CAD坐标提取到EXCEL，坐标正反算

用VB做的高斯正反算代码 里边有详细步骤及说明

大地控制测量高斯投影的坐标正算与反算，VB语言

对二进制的数字数据，在需要按位取反时，可以直接使用该函数。是效率最优算法。

道路任意里程平面坐标正反算程序，适用于各种平面线型的坐标计算。把测量数据库建立好，直接输入里程和边距，就会出现相应的X、Y坐标。还可以直接输入任意一个点的坐标，反求该点对应的里程和边距。实在是测量员的必备程序之一。

可用于高斯投影的计算，即已知大地坐标BLH计算投影后的平面坐标，或者由平面坐标反算大地坐标。包含全部源代码，供大地测量初学者使用。

武汉大学测绘学院大地测量学编程--大地主题解算-高斯正反算C++源码