地固坐标系各坐标系的转换

最新推荐文章于 2024-10-31 18:18:48 发布
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分类专栏： 大地测量学 文章标签： 算法 数学建模
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c++qt窗口程序下的空间直角坐标系、大地坐标系和子午面直角坐标系的相互转换

公式算法前往：

地球坐标系的各坐标系的转换算法_进击中的小龙的博客-优快云博客

项目头文件convert.h（窗口类定义）

#pragma once

#include <QtWidgets/QWidget>
#include "ui_convert.h"

namespace Ui {
	class Form;
	class convert;
}

class convert : public QWidget
{
    Q_OBJECT

public:
    convert(QWidget *parent = nullptr);

    ~convert();
	
private  slots:
	void compute();

private:
    Ui::convert ui;
};

主函数main.cpp

#include "convert.h"
#include <QtWidgets/QApplication>

int main(int argc, char *argv[])
{
    QApplication a(argc, argv);
	convert w;
	w.show();
	return a.exec();
}

Ui设计

 窗口类构造函数，及自定义计算函数compute()的实现均在convert.cpp中

//---------convert.cpp----------
#include "convert.h"
#include"ui_convert.h"
#include<qpushbutton.h>
#include<qmessagebox.h>
#include<qdebug.h>
#include<cmath>


#define PI acos(-1)
convert::convert(QWidget *parent)
    : QWidget(parent)
{
    ui.setupUi(this);

	//计算函数调用compute函数,此处使用qt4版本的信号和槽函数，qt5可以兼容
	connect(ui.pushButton,SIGNAL(clicked()), this, SLOT(compute()));
	//清空功能
	connect(ui.pushButton_2, &QPushButton::clicked, this, [=]() {
		ui.lineEdit->clear();
		ui.lineEdit_2->clear();
		ui.lineEdit_3->clear();
		ui.lineEdit_4->clear();
		ui.lineEdit_5->clear();
		ui.lineEdit_6->clear();
		ui.lineEdit_7->clear();
		ui.lineEdit_8->clear();
		ui.lineEdit_9->clear();
		ui.lineEdit_10->clear();
		ui.lineEdit_11->clear();
		ui.lineEdit_12->clear();
		ui.lineEdit_13->clear();
		ui.lineEdit_14->clear();
		ui.lineEdit_15->clear();

	});
	//退出功能
	connect(ui.pushButton_3, &QPushButton::clicked, this, &QWidget::close);


}

convert::~convert()
{}
 
void convert::compute()
{

	double L, B, H, X, Y, Z, x, y;
	double a = 6378137;//椭圆长半轴
	double b = 6356752.3141;//椭圆短半轴
	double e_2 = 0.00669438002290;//椭圆第一偏心率e^2
	double e_dot_2 = 0.00673949677548;//椭圆第二偏心率e'^2  
	double c = a * a / b;
	double k = 1 + e_dot_2;

	int pp = 0;
	if (ui.radioButton->isChecked())
	{
		a = 6378245;//椭圆长半轴
		b = 6356863.0187730473;//椭圆短半轴
		e_2 = 0.006693421622966;//椭圆第一偏心率e^2
		e_dot_2 = 0.006738525414683;//椭圆第二偏心率e'^2
		pp = 1;
	}
	else if (ui.radioButton_2->isChecked())//
	{
		a = 6378140;//椭圆长半轴
		b = 6356755.2881575287;//椭圆短半轴
		e_2 = 0.006694384999588;//椭圆第一偏心率e^2
		e_dot_2 = 0.006739501819473;//椭圆第二偏心率e'^2
		pp = 1;
	}
	else if (ui.radioButton_3->isChecked())//
	{
		a = 6378137;//椭圆长半轴
		b = 6356752.3142;//椭圆短半轴
		e_2 = 0.00669437999013;//椭圆第一偏心率e^2
		e_dot_2 = 0.00673949674227;//椭圆第二偏心率e'^2
		pp = 1;
	}
	else if (ui.radioButton_4->isChecked())//
	{
		a = 6378137;//椭圆长半轴
		b = 6356752.3141;//椭圆短半轴
		e_2 = 0.00669438002290;//椭圆第一偏心率e^2
		e_dot_2 = 0.00673949677548;//椭圆第二偏心率e'^2
		pp = 1;
	}
	else if (pp == 0)
	{
		QMessageBox::critical(this, "warning", "Please select an ellipsoid");
	}


	if (!ui.lineEdit->text().isEmpty()&& !ui.lineEdit_2->text().isEmpty()&& !ui.lineEdit_3->text().isEmpty()&&
		!ui.lineEdit_4->text().isEmpty() && !ui.lineEdit_5->text().isEmpty() && !ui.lineEdit_6->text().isEmpty() 
		&& !ui.lineEdit_7->text().isEmpty() )//已知大地坐标系
	{
		L = (ui.lineEdit->text().toDouble() + ui.lineEdit_4->text().toDouble() / 60 + ui.lineEdit_6->text().toDouble() / 3600) / 180 * PI;
		B = (ui.lineEdit_2->text().toDouble() + ui.lineEdit_5->text().toDouble() / 60 + ui.lineEdit_7->text().toDouble() / 3600) / 180 * PI;
		H = ui.lineEdit_3->text().toDouble();
		double W = sqrt(1 - e_2 * sin(B) * sin(B));
		double V = sqrt(1 + e_dot_2 * cos(B ) *cos(B ));
		double N = a / W;
		//计算空间直角坐标系
		X = (N + H)*cos(B ) * cos(L );
		Y = (N + H) * cos(B) * sin(L );
		Z = (N*(1 - e_2) + H)*sin(B);
		ui.lineEdit_13->setText(QString::number(X,'f',4));
		ui.lineEdit_14->setText(QString::number(Y, 'f', 4));
		ui.lineEdit_15->setText(QString::number(Z, 'f', 4));
		//计算子午面直角坐标系
		x = X / cos(L);
		y = Z;
		//打印经度
		ui.lineEdit_8->setText(ui.lineEdit->text());
		ui.lineEdit_9->setText(ui.lineEdit_4->text());
		ui.lineEdit_10->setText(ui.lineEdit_6->text());
		//
		ui.lineEdit_11->setText(QString::number(x, 'f', 4));
		ui.lineEdit_12->setText(QString::number(y, 'f', 4));
	}
	else if (!ui.lineEdit_8->text().isEmpty() && !ui.lineEdit_9->text().isEmpty() && !ui.lineEdit_10->text().isEmpty() && 
		!ui.lineEdit_11->text().isEmpty() && !ui.lineEdit_12->text().isEmpty() )//已知子午面直角坐标系
	{
		L = (ui.lineEdit_8->text().toDouble() + ui.lineEdit_9->text().toDouble() / 60 + ui.lineEdit_10->text().toDouble() / 3600) / 180 * PI;
		x = ui.lineEdit_11->text().toDouble();
		y = ui.lineEdit_12->text().toDouble();
		//计算空间直角坐标系
		X = x * cos(L );
		Y = x * sin(L );
		Z = y;
		ui.lineEdit_13->setText(QString::number(X, 'f', 4));
		ui.lineEdit_14->setText(QString::number(Y, 'f', 4));
		ui.lineEdit_15->setText(QString::number(Z, 'f', 4));
		//计算大地坐标系
		double tan0 = Z /sqrt(X *X + Y * Y);
		double P = c * e_2 / sqrt(X * X + Y * Y);
		double tanB = tan0, cha;//循环迭代
		do
		{
			cha = tanB;
			tanB = tan0 + P * cha / sqrt(k + cha * cha);
		} while (abs(cha - tanB) > pow(10, -10));
		B =atan(tanB);
		double W = sqrt(1 - e_2 * sin(B) * sin(B));
		double V = sqrt(1 + e_dot_2 * cos(B) * cos(B));
		double N = a / W;
		H = sqrt(X * X + Y * Y) / cos(B) - N;
		//打印经度
		L = L * 180 / PI;
		ui.lineEdit->setText(QString::number((int)(L)));
		ui.lineEdit_4->setText(QString::number((int)((L - (int)(L)) * 60)));
		ui.lineEdit_6->setText(QString::number(((L - (int)(L)) * 60 - (int)((L - (int)(L)) * 60)) * 60));
		//打印纬度
		ui.lineEdit_2->setText(QString::number((int)(B)));
		ui.lineEdit_5->setText(QString::number((int)((B - (int)(B)) * 60)));
		ui.lineEdit_7->setText(QString::number(((B- (int)(B)) * 60 - (int)((B - (int)(B)) * 60)) * 60));
		//
		ui.lineEdit_3->setText(QString::number(H,'f',4));
	}
	else if (!ui.lineEdit_13->text().isEmpty() && !ui.lineEdit_14->text().isEmpty() && !ui.lineEdit_15->text().isEmpty())//已知空间直角坐标系
	{
		X = ui.lineEdit_13->text().toDouble();;
		Y = ui.lineEdit_14->text().toDouble();;
		Z = ui.lineEdit_15->text().toDouble();;
		//计算大地坐标系
		L = atan(Y / X);
		double tan0 = Z /sqrt(X * X + Y * Y);
		double P = c * e_2 / sqrt(X * X + Y * Y);
		double tanB = tan0, cha;//循环迭代
		do
		{
			cha = tanB;
			tanB = tan0 + P * cha / sqrt(k + cha * cha);
		} while (abs(cha - tanB) > pow(10, -10));
		B = atan(tanB);
		double W = sqrt(1 - e_2 *sin(B) * sin(B));
		double V = sqrt(1 + e_dot_2 *cos(B) * cos(B));
		double N = a / W;
		H = sqrt(X * X + Y * Y) /cos(B) - N;
		//打印经度
		
		ui.lineEdit->setText(QString::number((int)(L*180/PI)));
		ui.lineEdit_4->setText(QString::number((int)((L * 180 / PI - (int)(L * 180 / PI)) * 60)));
		ui.lineEdit_6->setText(QString::number(((L * 180 / PI - (int)(L * 180 / PI)) * 60 - floor((L * 180 / PI - (int)(L * 180 / PI)) * 60)) * 60));
		//打印纬度
		B = B * 180 / PI;
		ui.lineEdit_2->setText(QString::number((int)(B)));
		ui.lineEdit_5->setText(QString::number((int)((B - (int)(B)) * 60)));
		ui.lineEdit_7->setText(QString::number(((B - (int)(B)) * 60 - (int)((B - (int)(B)) * 60)) * 60));
		//
		ui.lineEdit_3->setText(QString::number(H,'f',4));
		//计算子午面直角坐标系
		x = X / cos(L);
		y = Z;
		L = L * 180 / PI;
		// 打印经度
		ui.lineEdit_8->setText(QString::number((int)(L)));
		ui.lineEdit_9->setText(QString::number((int)((L - (int)(L)) * 60)));
		ui.lineEdit_10->setText(QString::number(((L - (int)(L)) * 60 - (int)((L - (int)(L)) * 60)) * 60));
		//
		ui.lineEdit_11->setText(QString::number(x, 'f', 4));
		ui.lineEdit_12->setText(QString::number(y, 'f', 4));
	}

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