新型大地坐标系中的大地主题解算

基于地球椭球面上所构建的新型大地坐标系，推导出用新大地纵横坐标表述的大地主题解算公式，并研制了相应的正反解算法．与基于大地经纬度的大地主题解算公式相比，更为简捷明了．由实际计算数据表明，在南北向最大跨距达400km、东西向则不受限制的范围内，对于50km以下的距离解算，它亦能达到相当高的精度．因此，这种以新大地坐标表述点位的新型大地坐标系，不仅可用于简化地球椭球面上的计算，更可用于三维GIS建模．     

测地坐标计算椭球面上凸多边形面积的算法

推导出用三顶点的测地坐标计算地球椭球面上三角形面积的公式．公式表明，主项的表示式与按平面坐标求面积的计算式完全一致，而附加项的表示式亦有规律可循．因此，该公式的适用范围可由椭球面三角形推广至椭球面上任意凸多边形．与高斯平面上计算的面积相比，由于不受投影变形的影响，因而更接近于实际面积．这就为至今较难实施的椭球面的面积计算开拓了一个新的途径，有利于做出更客观的GIS空间量度与分析．实际数据的验算充分证实了该算法的正确性和有效性．     

新型大地坐标系与大地坐标系之间的转换

从数学上论证了新型大地坐标系与大地坐标系能够成为表述椭球面上点位的正则坐标系的条件及限定区域，由此阐述了两者相互转换的基本原理和方法，并用算例验证了其正确性，从而为进一步实现新型大地坐标系应用于测量定位和GIS建模提供了可能．     

六自由度机械臂无模型自适应滑模控制

针对强耦合、非线性的六自由度机械臂系统难以建立精确数学模型的问题,提出了一种无模型自适应滑模控制方案。以无模型自适应方法与滑模变结构控制相结合,利用全格式动态线性化方法,将机械臂非线性模型转换为离散的动态线性时变模型,采用各关节的输入力矩和输出角速度来设计控制器,并引入滑模控制保证其收敛性。通过六自由度机械臂的Sim Mechanics模型进行了仿真实验,结果表明,相比于现有的无模型自适应方案,即使在没有建立六自由度机械臂精确数学模型的情况下,所设计的控制方案能实现各关节对理想速度更加迅速的响应和更加精准的跟踪,从而验证了所提出的无模型自适应滑模控制方案的可行性和有效性。     

不同的新型大地坐标系之间的坐标转换

对于同一椭球面上位于不同区域的新型大地坐标系,提出了在其间进行坐标转换的方法,推证了转换关系和计算公式.这不仅能方便地用于两区域之间的坐标转换,而且能在更大区域精确方便地实现椭球面上的计算.实际计算的数据结果表明了转换方法的有效性和精确性.     

新型大地坐标系中大地线的微分方程和微分式

应用微分几何和大地测量理论提出并推证了以新大地坐标为坐标参数的大地线的一阶、二阶微分方程及其各阶导数．为进行测地主题正反解，进行椭球面上的简便计算及应用于三维GIS建模奠定了理论基础．     

坐标参数为长度量的一种新型的大地坐标系

提出了一种新型的大地坐标系,它仍以经纬线为坐标曲线,但其坐标参数则由大地经纬度改为以长度量来表示的新大地坐标;导出了以新大地坐标来表述的地球椭球面的第一基本形式并确定其系数;推证出按新大地纵坐标表示的随纬度变化的长度归化因子的表示式,以此算得的结果与由大地纬度所得的标准值精确相符,且适用于南北跨距达440 km的测量范围.这就为建立以新大地坐标为坐标参数的大地线微分方程和微分关系式创造了前提,从而能在这种新型大地坐标系中进行便捷而又精确的椭球面上的计算.     

椭球面上Delaunay三角形的外接大地圆圆心的求解

在椭球面上构建Delaunay三角网,与在平面上构网有不完全相同的定义与算法.作为其中之一,首先来定义椭球面三角形的外接大地圆,然后推导出在测地坐标系中确定外接大地圆圆心的公式和算法.并对此作了数据验证.     

减小长度投影变形的一种地图投影新方法

以规则的经纬网格为单元，以每4个网格角点所构成的平面来切割并逼近椭球面，椭球面上同纬度的点子均以椭球短轴上的相应点为投影中心投影到各切割平面，采用这种类似楔形的投影方式，将减小长度投影变形的最大值，并使相邻图幅之间保持空间连续．突破了传统地图投影的禁锢，基于新大地坐标系对这种新的地图投影方法进行理论研究和数据验证．     

测地坐标系中大地线的微分方程及微分关系式

应用微分几何和大地测量理论 ,提出并推证了在地球椭球面上的局部区域内以测地坐标为坐标参数的大地线二阶微分方程和一阶微分关系式 ,其间定义了在测地坐标系中大地线的方向角 ,并得出该方向角与大地方位角的关系式 .由此获得的大地线必要条件式与大地测量中的克莱劳定理相一致 .利用微分几何学中的Liouville公式也能证得完全相同的微分关系式 .这就为进行测地主题正反解并用以进行三维GIS建模及空间量度、分析奠定了理论基础 .