根据高斯-克吕格尔投影所建立的平面坐标系,或简称高斯平面坐标系。它是大地测量、城市测量、普通测量、各种工程测量和地图制图中广泛采用的一种平面坐标系。
高斯-克吕格尔投影是德国的 C.F.高斯于1822年提出的,后经德国的克吕格尔(J.H.L.Krüger)于1912年加以扩充而完善。
用大地经度和纬度表示的大地坐标是一种椭球面上的坐标,不能直接应用于测图。因此,需要将它们按一定的数学规律转换为平面直角坐标。大地坐标(B,L)转换为平面直角坐标(X,Y)的一般数学表示法为:X=F1(B,L), Y=F2(B,L), 式中F1、F2为投影函数。高斯-克吕格尔投影的投影函数是根据以下两个条件确定的:第一,投影是正形的,即椭球面上无穷小的图形和它在平面上的表象相似,故又称保角投影或保形投影;投影面上任一点的长度比(该点在椭球面上的微分距离与其在平面上相应的微分距离之比)同方位无关。第二,椭球面上某一子午线在投影平面上的表象是一直线,而且长度保持不变,即长度比等于1。该子午线称为中央子午线,或称轴子午线。这两个条件体现了高斯-克吕格尔投影的特性。
大地坐标系是大地测量的基本坐标系。常用于大地问题的细算,研究地球形状和大小,编制地图,火箭和卫星发射及军事方面的定位及运算,若将其直接用于工程建设规划、设计、施工等很不方便。所以要将球面上的大地坐标按一定数学法则归算到平面上,即采用地图投影的理论绘制地形图,才能用于规划建设。
椭球体面是一个不可直接展开的曲面,故将椭球体面上的元素按一定条件投影到平面上,总会产生变形。测量上常以投影变形不影响工程要求为条件选择投影方法。地图投影有等角投影、等面积投影和任意投影三种。
其中等角投影又称为正形投影,它保证在椭球体面上的微分图形投影到平面后将保持相似。这是地形图的基本要求。正形投影有两个基本条件:
①保角条件,即投影后角度大小不变。
②长度变形固定性,即长度投影后会变形,但是在一点上各个方向的微分线段变形比m是个常数k:
讯享网 式中:ds—投影后的长度,dS—球面上的长度。
1.高斯投影的概念
高斯是德国杰出的数学家、测量学家。高斯-克吕格尔投影是德国的 C.F.高斯于1822年提出的,后经德国的克吕格尔(J.H.L.Krüger)于1912年加以扩充而完善。他提出的横椭圆柱投影是一种正形投影。它是将一个横椭圆柱套在地球椭球体上,如下图所示:
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