椭球大地测量学计算机代数分析化
批准号:
42074010
项目类别:
面上项目
资助金额:
59.0 万元
负责人:
陈永冰
依托单位:
学科分类:
物理大地测量学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
陈永冰
中文摘要
计算机科学技术和空间科学技术的发展,使大地测量发生了深刻和巨大的变化,将计算机代数分析应用于大地测量进行公式推导,相较于以前的人工推导,极大的提高了大地测量的计算效率与精度,但作为大地测量基础的椭球大地测量学却仍然固守着传统的几何分析和经典的数学分析方法。从国家建设出发,为解决椭球大地测量学在工程应用中由于人工分析导致的数学公式繁琐、精度不高等问题,本项目将在传统椭球大地测量经典分析的基础上,引入计算机代数分析方法,对椭球上的点、线、面、体等几何实体元素之间的关系进行研究,对各纬度间的表达式进行革新,采用适合计算代数分析的计算机语言进行表达,提高模型精度的同时尽可能使表达式简洁;充分发掘微分方程间的内在联系,实现大地线解算方法的创新;丰富和发展椭球大地测量学中的数学基础,并将理论成果应用于实际工程中。利用计算机代数系统实现椭球大地测量从传统人工推导向利用计算机进行分析的革新。
英文摘要
Profound and dramatic changes have taken place in geodesy with the development of space science and computer science. The application of computer algebra analysis system significantly improves the mathematical analysis efficiency and accuracy in the field of geodesy. However, the Ellipsoid Geodesy, as the foundation of geodesy, still uses the traditional methods to solve problems. The project will solve the problem of complexation in formula and low precision caused by manual analysis, especially in the practical engineering application of Ellipsoid Geodesy. Based on traditional analysis of Ellipsoid Geodesy, the theory of computer algebra will be introduced into the project. The relationship among points, lines, surfaces, and other geometric entities on the ellipsoid will be analyzed, and new expressions among different latitudes will be established in terms of computer algebra analysis. This project will fully discover the inherent relationships in differential equations and find innovative methods of Geodesic calculation. By introducing the computer algebra analysis, the theoretical research on Ellipsoid Geodesy can be enriched and developed. Therefore, the innovative transformation from traditional manual formulation to artificial intelligence formulation can be made in the field of Ellipsoid Geodesy.
计算机代数在广义上可以理解为“符号运算”,是区别于数值分析的一种计算方式,具有强大的公式推导能力和数学分析能力。传统椭球大地测量的许多公式限于当时的有限的数学分析手段,过往的推导往往通过手工来完成,计算精度不高,同时还存在许多完善的地方。本项目利用计算机代数系统,解决了传统椭球大地测量学由于人工分析导致的数学公式繁琐、精度不高等问题。本项目从子午线弧长、地球椭球向径、法截线曲率半径等椭球大地测量中的重要关系及其变换出发,丰富和革新了其数学理论和方法;同时利用计算机代数系统丰富和革新了常用纬度转换的数学理论和方法,对于不同纬度提出了直接转换的表达式,并在此基础上完善了高斯投影的计算理论;利用计算机代数系统强大的符号计算能力,拓展了大地线的数学理论和方法;在理论推导的同时,本项目引入第三扁率对传统公式实现了公式改化,让传统复杂的公式系数变得十分简洁,同时提高了计算精度和计算效率。在理论研究的基础上,实现了椭球大地测量点、线、面、体的计算机代数可视化,克服了传统椭球大地测量可视化能力较弱的难题,对于新算法的实际应用和重要概念的形象教学都具有重要的意义。研究成果可广泛应用了国家建设和工程应用,并推动实现椭球大地测量从传统人工推导向利用计算机进行分析的革新,具有重要的研究价值和经济效益。
重力/重力梯度补偿水下惯性导航系统理论和算法研究
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批准号:41474061
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项目类别:面上项目
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资助金额:90.0万元
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批准年份:2014
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负责人:陈永冰
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依托单位:
海洋重力场变化对惯性导航系统定位误差的影响研究
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批准号:40376011
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项目类别:面上项目
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资助金额:10.0万元
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批准年份:2003
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负责人:陈永冰
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依托单位:
国内基金
海外基金