§8.7 距离改化公式
及其大地线S,
在高斯投影面上的投影为两点的直线为D。
由S化至D所加的改正称为距离改正。
计算公式。
8.7.1s与D的关系
设弦上的微分线段,
因此
由于
于是有
(8-117)
式中的最大值代替。
,化算为相对中误差为。所以,对现有测量方法这个误差可忽略不计,完全可以认为大地线的平面投影曲线长度s等于其弦线长度D。
8.7.2长度比和长度变形
长度比m是指椭球面上某一点的微分元素之比,即
由于长度比恒大于1,故称为长度变形。
1.用大地坐标表示的长度比公式
由(8-22)式第二式得
(8-118)
偏导数见(8-78)
将上式代入(8-118)得
再根据近似公式
得
(8-121)
实用时一般取至二次项项。
2.用平面坐标表示的长度比公式
在(8-121)式中如果能将用x,y表达,即可求得用平面坐标表示的长度比公式。利用正算公式(8-42)2式,
(8-42)2
级数回求公式,若
则
这里,
求得
(忽略六次项)
(忽略六次项)
代入(8-121)式得
(8-125)
分析(8-121)(8-125)式:
①m随点的位置(B,L)或(x,y)而异,但在一点上与方向无关;
②当y=0 (或l=0)时,即在纵坐标轴或中央子午线上时,各点的m都等于1,即中央子午线投影后长度不变;
③当时,由于m是y(或l)的偶函数,且各项都为“+”号,故m恒大于1,即除中央子午线外其它投影后都变长了;
④长度变形(m-1)与成正比例地增大,愈离远中央子午线长度变形愈大。
⑤在同一纬线上,即B=常数,长度变形(m-1)随l的增大而增大。
⑥在同一经线上,即l=常数,长度变形(m-1)随B的减少而增大,在赤道处(B=0)为最大。
8.7.3距离改化公式
长度比定义
由前面的分析知可用弦线来代替大地线的描写形,
积分之,
上式中长度比随点的位置而变,但当投影区域不大时,m的变化很缓慢,例如当y=300km,P1和P2两点的纬差达一度时,两点长度比之差小于4×10-7,因此用近似积分的方法而仍可得到较高的精度。现按辛普生近似积分公式,并且只把区间 分成两段,每段长s/2
又按式(8-125)
代入,并用对计算影响可忽略不计,
又
又因项已是很微小,故完全可以作以下替换,
代入得大地线S归算到高斯平面上直线距离D的公式,
(8-133)
当S<70km,带的边缘) 计算精度小于0.001m,对于一
等边长的归算完全可满足要求,对于二等边长的归算可略去项。