教学篇—空间直角坐标转换为站心直角坐标

教学篇-空间直角坐标转换为站心直角坐标

一、主要功能要求

编写程序，将数据文件XYZ.DAT中所有点的空间直角坐标转换成为以HKLT（XYZ.DAT文件中第一个点）为站心的站心直角坐标（NEU坐标），并将转换结果输出到文件NEU.DAT。（注：所有坐标均在WGS-84坐标系下表示，转换坐标含HKLT）。

XYZ.DAT文件格式如图 1所示。

图 1 XYZ.DAT文件格式说明

NEU.DAT文件格式如图 2所示。

图 2 NEU.DAT文件格式说明

说明：（1）读取数据文件XYZ.DAT，该文件是文本格式；

（2）完成空间直角坐标转换成为以HKLT（XYZ.DAT文件中第一个点）为站心的站心直角坐标（NEU坐标），相关算法见本文档的“3 所需算法公式说明”；

（3）转换结果输出到文件NEU.DAT，格式要求如图2所示。

二、WGS-84椭球参数

长半轴a ：6378137.0

扁率f ：1.0/298.257223563

三、所需算法公式说明

3.1 空间直角坐标与站心直角坐标间的转换

如果存在i和j两个点，在同一坐标参照系下，i点在空间直角坐标系和大地坐标系下的坐标分别为和，j点在空间直角坐标系和大地坐标系下的坐标分别为和，设j点在以i点为中心的站心坐标系下的坐标为，则由空间直角坐标转换为站心直角坐标的公式为：

(1)

式中，旋转矩阵 为：

3.2 空间直角坐标与大地坐标间的转换

将同一坐标参照系下空间直角坐标 转换为大地坐标 的直接公式为：

(3)

N为卯酉圈（Prime Vertical）的半径，有

	(4)
	(5)

四、参考答案

4.1 测试数据计算结果

6

HKLT 0.0000 0.0000 0.0000

HKCL -13539.3233 -9161.1180 -139.2308

HKFN 8484.0217 14565.0739 -107.0047

HKKS -5528.7540 32475.0208 -166.2481

HKKT 2966.3145 7199.6158 -96.1006

HKLM -22050.4058 12726.5964 -168.3770

4.2 试题说明

本试题为武汉大学测绘学院2018年优秀大学生夏令营编程试题A卷，考试时间2个小时，共140人参与了考试。