JP5132731B2 - Position calculation apparatus, position calculation method, position calculation program, and storage medium for position calculation program - Google Patents

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JP5132731B2 JP2010181971A JP2010181971A JP5132731B2 JP 5132731 B2 JP5132731 B2 JP 5132731B2 JP 2010181971 A JP2010181971 A JP 2010181971A JP 2010181971 A JP2010181971 A JP 2010181971A JP 5132731 B2 JP5132731 B2 JP 5132731B2
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Description

本願発明は、位置計算装置、位置計算方法、位置計算プログラム、及び位置計算プログラムの記憶媒体に関するものである。   The present invention relates to a position calculation device, a position calculation method, a position calculation program, and a storage medium for the position calculation program.

地球は、楕円体(地球楕円体)であり、地理学的経緯度を以って、地球上の位置を特定することができる。しかし、取り扱いの便から、一般的な測量等において、平面直角座標が利用され、座標によって、位置の特定がされる(測量法第11条)。この座標平面については、回転楕円体(地球楕円体)から、直接平面に投影するガウス・クリューゲルの等角投影(横メルカトール投影)を採用して、原点における縮尺係数を0.99990としている。
尚、地球楕円体を測量の基準にするためには、楕円体の中心を実際の地球上のどの位置に、またその楕円体の座標軸が実際の地球のどこを通るかということを決める必要があり、この位置と方向が決められた地球楕円体が準拠楕円体とされる。
The earth is an ellipsoid (earth ellipsoid), and a position on the earth can be specified by geographical longitude and latitude. However, because of the convenience of handling, plane rectangular coordinates are used in general surveys, etc., and the position is specified by the coordinates (Survey Method Article 11). For this coordinate plane, Gauss-Krugel isometric projection (transverse Mercator projection) projected directly from the spheroid (Earth ellipsoid) onto the plane is adopted, and the scale factor at the origin is set to 0.99990.
In order to use the earth ellipsoid as the survey reference, it is necessary to determine where the center of the ellipsoid is on the actual earth and where the coordinate axis of the ellipsoid passes on the actual earth. Yes, the earth ellipsoid whose position and direction are determined is the reference ellipsoid.

地球上の点の水平位置は、厳密には準拠楕円体上の地理学的経緯度によって表されるべきであるが、位置・方向・距離等を、上記の通り平面上に投影して測量計算を行うことは曲面上に比べ非常に簡単になり便利である。また、公共測量のように測量範囲が狭い場合には、十分正確に表すことができるとされている。
日本で用いられている平面直角座標は、ガウス・クリューゲルの等角投影法によるもので、座標系原点を通る子午線は等長に、図形は等角の相似形に投影される。しかし、距離については、基準子午線から東西に離れるに従って平面距離が増大していくため、投影距離の誤差を相対的に1/10,000以内に収めるよう座標原点に上記の縮尺係数(0.9999)を与え、かつ、基準子午線より東西130km以内を適用範囲とした座標系(平面直角座標系は日本全国を19の座標系に区分している。)を設けている(非特許文献1)。
なお、座標系のX軸は、原点において子午線に一致する軸とし、原点から真北に向かう値を正としている。Y軸は原点においてX軸に直交する軸とし、真東に向かう値を正としている。この点、三次元直交座標(X,Y,Z)とは定義が異なる。又、各座標系原点の値はX=Y=0.000メートルとしている。
Strictly speaking, the horizontal position of the point on the earth should be represented by the geographical longitude and latitude on the reference ellipsoid, but the position, direction, distance, etc. are projected onto the plane as described above, and the survey calculation is performed. Doing is much easier and more convenient than on a curved surface. In addition, when the surveying range is narrow as in public surveying, it can be expressed sufficiently accurately.
Planar Cartesian coordinates used in Japan are based on the Gauss-Krugel conformal projection method. The meridian passing through the origin of the coordinate system is projected to be of equal length, and the figure is projected to a similar equiangular shape. However, for the distance, as the plane distance increases from the reference meridian to the east and west, the above scale factor (0.9999) is given to the coordinate origin so that the error of the projection distance is relatively within 1 / 10,000, In addition, a coordinate system (planar rectangular coordinate system divides the whole country of Japan into 19 coordinate systems) is set within 130 km from east to west from the reference meridian (Non-Patent Document 1).
Note that the X axis of the coordinate system is the axis that coincides with the meridian at the origin, and the value from the origin toward true north is positive. The Y axis is an axis orthogonal to the X axis at the origin, and a value toward the east is positive. In this respect, the definition is different from the three-dimensional orthogonal coordinates (X, Y, Z). The value of the origin of each coordinate system is X = Y = 0.000 meters.

測量結果の成果表において、距離については楕円体面上の距離が記載され、座標については緯度・経度のほか、平面直角座標(x,y)が記載される。楕円体面と平面の関係については、準拠楕円体に被せられた楕円体筒(仮想筒)を広げて平面座標(x,y)を得る。この場合、基準子午線における平面距離は、楕円体上の距離より1万分の1だけ短くなり、縮尺係数は、0.9999である。基準子午線から東西に約90km離れた場所では、平面と楕円体面の距離が等しくなり、縮尺係数は1.0000である。基準子午線から東西に130km離れると、平面距離は、楕円体面距離より、1万分の1だけ長くなり、縮尺係数は、1.0001である。   In the result table of survey results, the distance on the ellipsoidal surface is described as the distance, and the plane rectangular coordinate (x, y) is described in addition to the latitude and longitude as the coordinate. Regarding the relationship between the ellipsoidal surface and the plane, the ellipsoidal cylinder (virtual cylinder) covered with the reference ellipsoid is expanded to obtain the plane coordinates (x, y). In this case, the plane distance on the reference meridian is shorter than the distance on the ellipsoid by 1 / 10,000, and the scale factor is 0.9999. In a place about 90 km away from the reference meridian east and west, the distance between the plane and the ellipsoidal plane is equal, and the scale factor is 1.0000. When 130 km away from the reference meridian from east to west, the plane distance becomes 1 / 10,000 longer than the ellipsoidal plane distance, and the scale factor is 1.0001.

わが国土について、平面直角座標X,Y上の座標値x,yから、その緯度・経度を算出する手段として、国土地理院のホームページにおいて、「緯度・経度への換算」(非特許文献3)のプログラムが利用できる。
このプログラムを利用することにより、web上において、上記座標値x,yの入力により、簡便に、その緯度・経度を算出することができる。
ところが、このプログラムにおいて、座標値x,yが属する座標系の基準子午線から、東西に離れるに従って、その誤差が大きくなる。
この誤差は、国土地理院ホームページの当該「緯度・経度への換算」プログラムで得た緯度・経度を、同じく国土地理院ホームページ「平面直角座標への換算」(非特許文献4)プログラムにて、簡単に確認することができる。
As a means of calculating the latitude and longitude of coordinated coordinates x and y on the plane Cartesian coordinates X and Y for Japan, “Conversion to latitude and longitude” on the GSI website (Non-patent Document 3) Programs are available.
By using this program, the latitude and longitude can be easily calculated on the web by inputting the coordinate values x and y.
However, in this program, the error increases with increasing distance from the reference meridian of the coordinate system to which the coordinate values x and y belong.
This error is the same as the latitude and longitude obtained by the “Conversion to Latitude / Longitude” program on the Geographical Survey Institute website. It can be easily confirmed.

例えば、国土地理院ホームページ「緯度・経度への換算」(非特許文献3)において、測地系を世界測地系とし、平面直角座標系を3として、上記「平面直角座標から緯度・経度への換算」プログラムへ、平面直角座標上の任意の5点の座標値X,Yを与えて、a−1)〜a−5)に示す結果(緯度・経度)を得た。
a−1)は当該座標系3の座標原点(0,0)を通る子午線上の点であり、a−2)〜a−5)において、入力する座標値Yの値を基準子午線から西方へ徐々に遠ざかるものとしている。
そして上記「平面直角座標への換算」プログラムにおいて、上記a−1)〜a−5)で入力した座標値と、換算結果が一致するように、試行錯誤で北緯と東経を入力した(北緯と東経の値を種々変えて、出力値が、「平面直角座標への換算」プログラム)における入力値と一致するものを探った)。そして、b−1)〜b−5)に示す結果(平面直角座標上の座標値)を得た。
For example, in the GSI website “Conversion to Latitude / Longitude” (Non-Patent Document 3), the geodetic system is the world geodetic system, the plane rectangular coordinate system is 3, and the above-mentioned “Conversion from planar rectangular coordinates to latitude / longitude” The coordinate values X and Y of arbitrary five points on the plane rectangular coordinates were given to the program, and the results (latitude and longitude) shown in a-1) to a-5) were obtained.
a-1) is a point on the meridian passing through the coordinate origin (0, 0) of the coordinate system 3, and in a-2) to a-5), the value of the input coordinate value Y is moved westward from the reference meridian. Gradually move away.
Then, in the “conversion to plane rectangular coordinates” program, the north latitude and the east longitude are input by trial and error so that the coordinate values input in the above a-1) to a-5) match the conversion results (north latitude and Various changes were made to the east longitude values, and the output values were found to match the input values in the “Conversion to plane rectangular coordinates” program). And the result (coordinate value on a plane rectangular coordinate) shown in b-1) to b-5) was obtained.

a−1)
入力値 X座標 -207504.143 m Y座標
0 m
換算結果 緯度 34°07'45.93167" 経度 132°10'00.00000"
真北方向角+ 0°00'00.00" 縮尺係数 0.99990000
a−2)
入力値 X座標 -207494.938 m Y座標 -59997.338 m
換算結果 緯度 34°07'40.02853" 経度 131°30'58.32911"
真北方向角+ 0°21'53.81" 縮尺係数 0.99994436
a−3)
入力値 X座標 -207483.393 m Y座標 -90082.603 m
換算結果 緯度 34°07'32.62476" 経度 131°11'24.23439"
真北方向角+ 0°32'52.52" 縮尺係数 1.00000000
a−4)
入力値 X座標 -207467.727 m Y座標
-119340.074 m
換算結果 緯度 34°07'22.57910" 経度 130°52'22.58340"
真北方向角+ 0°43'32.98" 縮尺係数 1.00007551
a−5)
入力値 X座標 -207462.646 m Y座標
-127394.933 m
換算結果 緯度 34°07'19.32100" 経度 130°47'08.30605"
真北方向角+ 0°46'29.28" 縮尺係数 1.00010000
a-1)
Input value X coordinate -207504.143 m Y coordinate
0 m
Results Latitude 34 ° 07'45.93167 "Longitude 132 ° 10'00.00000"
True north direction angle + 0 ° 00'00.00 "Scale factor 0.99990000
a-2)
Input value X coordinate -207494.938 m Y coordinate -59997.338 m
Results Latitude 34 ° 07'40.02853 "Longitude 131 ° 30'58.32911"
True north direction angle + 0 ° 21'53.81 "Scale factor 0.99994436
a-3)
Input value X coordinate -207483.393 m Y coordinate -90082.603 m
Results Latitude 34 ° 07'32.62476 "Longitude 131 ° 11'24.23439"
True north direction angle + 0 ° 32'52.52 "Scale factor 1.00000000
a-4)
Input value X coordinate -207467.727 m Y coordinate
-119340.074 m
Results Latitude 34 ° 07'22.57910 "Longitude 130 ° 52'22.58340"
True north direction angle + 0 ° 43'32.98 "Scale factor 1.00007551
a-5)
Input value X coordinate -207462.646 m Y coordinate
-127394.933 m
Results Latitude 34 ° 07'19.32100 "Longitude 130 ° 47'08.30605"
True north direction angle + 0 ° 46'29.28 "Scale factor 1.00010000

b−1)
入力値 北緯 34°07'45.93167" 東経 132°10'00.00000"
換算結果 X座標 -207504.143 m Y座標
0.0000 m
真北方向角+ 0°00'00.00" 縮尺係数 0.99990000
b−2)
入力値 北緯 34°07'40.02854" 東経 131°30'58.32910"
換算結果 X座標 -207494.938 m Y座標
-59997.338m
真北方向角+ 0°21'53.81" 縮尺係数 0.99994436
b−3)
入力値 北緯 34°07'32.62478" 東経 131°11'24.23440"
換算結果 X座標 -207483.393 m Y座標
-90082.603m
真北方向角+ 0°32'52.52" 縮尺係数 1.00000000
b−4)
入力値 北緯 34°07'22.57909" 東経 130°52'22.58341"
換算結果 X座標 -207467.727 m Y座標
-119340.074 m
真北方向角+ 0°43'32.98" 縮尺係数 1.00007551
b−5)
入力値 北緯 34°07'19.32099" 東経 130°47'08.30603"
換算結果 X座標 -207462.646 m Y座標
-127394.933 m
真北方向角+ 0°46'29.28" 縮尺係数 1.00010000
b-1)
Input value North latitude 34 ° 07'45.93167 "East longitude 132 ° 10'00.00000"
Conversion result X coordinate -207504.143 m Y coordinate
0.0000 m
True north direction angle + 0 ° 00'00.00 "Scale factor 0.99990000
b-2)
Input value North latitude 34 ° 07'40.02854 "East longitude 131 ° 30'58.32910"
Conversion result X coordinate -207494.938 m Y coordinate
-59997.338m
True north direction angle + 0 ° 21'53.81 "Scale factor 0.99994436
b-3)
Input North latitude 34 ° 07'32.62478 "East longitude 131 ° 11'24.23440"
Conversion result X coordinate -207483.393 m Y coordinate
-90082.603m
True north direction angle + 0 ° 32'52.52 "Scale factor 1.00000000
b-4)
Input value North latitude 34 ° 07'22.57909 "East longitude 130 ° 52'22.58341"
Conversion result X coordinate -207467.727 m Y coordinate
-119340.074 m
True north direction angle + 0 ° 43'32.98 "Scale factor 1.00007551
b-5)
Input value North latitude 34 ° 07'19.32099 "East longitude 130 ° 47'08.30603"
Conversion result X coordinate -207462.646 m Y coordinate
-127394.933 m
True north direction angle + 0 ° 46'29.28 "Scale factor 1.00010000

上記の結果を見ると、a−1)の入力値と一致する、出力値が得られるようにb−1)において探って得た入力値は、a−1)における換算結果と一致している(上記a−1)における換算結果の緯度34°07'45.93167"と経度132°10'00.00000"は、b−1)における入力値の北緯・東経と一致している)。即ち、当該原点を通る基準子午線上において、「平面直角座標への換算」プログラムは、少なくとも計算可能な桁数内において、誤差を生じていないといえる。
ところが、a−2)について、上記と同様の作業を行ったb−2)を見ると、a−2)における換算結果と、b−2)における入力値とは一致していない。即ち、前者a−2)が緯度を34°07'40.02853"とし経度を131°30'58.32911"とするのに対して、後者b−2)が北緯を34°07'40.02854"とし東経を131°30'58.32910"とし、緯度及び経度について、夫々小数点以下第5位(最下位)において食い違いが生じている。
このような誤差の発生について、a−3〜a−5)と対応するb−3)〜b−5)と見れば、基準子午線から西方へ離れるに従って、特に経度についての当該誤差が大きくなっていることが分かる。
例えば、基準子午線から西方へ約127km離れた地点であるa−5)における換算結果(緯度34°07'19.32100"、経度130°47'08.30605")と、対応するb−5)における入力値(北緯34°07'19.32099"、東経130°47'08.30603")とでは、特に、緯度について小数点以下第3位にて既に食い違いが生じている。
Looking at the above results, the input value obtained in b-1) so as to obtain an output value that matches the input value in a-1) matches the conversion result in a-1). (Latitude 34 ° 07'45.93167 "and longitude 132 ° 10'00.00000" in the conversion result in the above a-1) coincide with the north latitude and east longitude of the input value in b-1). That is, on the reference meridian passing through the origin, it can be said that the “convert to plane rectangular coordinate” program does not cause an error at least within the number of digits that can be calculated.
However, with regard to a-2), looking at b-2) in which the same operation as described above is performed, the conversion result in a-2) and the input value in b-2) do not match. That is, the former a-2) has a latitude of 34 ° 07'40.02853 "and a longitude of 131 ° 30'58.32911", whereas the latter b-2) has a north latitude of 34 ° 07'40.02854 "and an east longitude of 131 It is assumed that the angle is 30'58.32910 ", and there is a discrepancy between the latitude and longitude at the fifth decimal place (lowest).
Regarding the occurrence of such an error, when looking at b-3) to b-5) corresponding to a-3 to a-5), as the distance from the reference meridian goes west, the error particularly with respect to longitude increases. I understand that
For example, a conversion result (latitude 34 ° 07'19.32100 ", longitude 130 ° 47'08.30605") at a point about 127 km away from the reference meridian to the west, and an input value corresponding to b-5) ( With latitude 34 ° 07'19.32099 "north latitude 130 ° 47'08.30603"), there is already a discrepancy already in the third decimal place in latitude.

国土地理院ホームページ http://vldb.gsi.go.jp/sokuchi/datum/tokyodatum.htmlGeographical Survey Institute website http://vldb.gsi.go.jp/sokuchi/datum/tokyodatum.html 国土地理院ホームページ「赤道からの子午線弧長を与えて緯度を求める計算」http://vldb.gsi.go.jp/sokuchi/surveycalc/algorithm/s2b/s2b.htmGeospatial Information Authority of Japan “Calculation of latitude by giving meridian arc length from the equator” http://vldb.gsi.go.jp/sokuchi/surveycalc/algorithm/s2b/s2b.htm 国土地理院ホームページ「緯度・経度への換算」http://vldb.gsi.go.jp/sokuchi/surveycalc/xy2blf.htmlGeospatial Information Authority of Japan “Conversion to latitude and longitude” http://vldb.gsi.go.jp/sokuchi/surveycalc/xy2blf.html 国土地理院ホームページ「平面直角座標への換算」http://vldb.gsi.go.jp/sokuchi/surveycalc/bl2xyf.htmlGeospatial Information Authority of Japan homepage "Conversion to planar rectangular coordinates" http://vldb.gsi.go.jp/sokuchi/surveycalc/bl2xyf.html

従って、このプログラムでは、入力座標値X,Yが属する座標系原点の基準子午線付近においては、問題がないものの、基準子午線から東西へ離れるに従って、換算結果である緯度及び経度の精度が著しく低下し、厳密なデータとして取り扱うことができなくなる。
上記において、そのような誤差が生じる原因は、プログラムの内容が公開されていないことから、本願発明者において正確なことは分からない。
また、発明者にて可能な範囲で、先行技術文献として、特許公報を調べたが、同種の発明が記載された公報を発見するに至っていない。
そこで、発明者は、この点を熟考し、推測するに、上記国土地理院のプログラムにおいて、緯度について例えば、国土地理院ホームページ「赤道からの子午線弧長を与えて緯度を求める計算」(非特許文献2)などに示される公式を用いて、緯度についての収束計算を行っているのであろうが、基準子午線から離れた場合の前述の縮尺係数の変化が十分に反映するものとなっておらず、その結果、収束(反復計算)により安定状態となった緯度の精度が十分なものでない(ずれた位置に収束してしまっている)と考える。
具体的には、国土地理院の上記プログラムは、非特許文献2に示す国土地理院ホームページの「6.赤道からの子午線弧長を与えて緯度を求める計算」で示されているφn+1を求める式を用いて反復計算を行うものであると考えられる(この式を用いた結果が上記と一致した)。この式を用いて反復計算を行うと上述の通り、大きな誤差を持った値で数値が安定(収束)する。その理由を検討すると、この式の計算において、縮尺係数は、原点における縮尺係数m0(=0.9999)に固定されており、基準子午線以外の、求めようとする座標位置における縮尺係数は、原点の縮尺係数m0(=0.9999)と異なるものであるという事実は、無視されている(尚、国土地理院の式で用いているMは、赤道からの座標系原点までの子午線弧長を示し、この明細書で用いる子午線曲率半径を示すMとは異なる)。
現状では、推測の域を出るものではないが、上記プログラムを用いた結果は、歴然としている。
従って、当該プログラムは、著しく信頼性の欠くものとなっており、厳密性が要求される状況において、その利用が困難となっている。
Therefore, in this program, there is no problem in the vicinity of the reference meridian of the coordinate system origin to which the input coordinate values X and Y belong, but as the distance from the reference meridian to the east and west, the accuracy of latitude and longitude as the conversion result decreases significantly. It becomes impossible to handle as strict data.
In the above, the cause of such an error is not disclosed to the present inventor because the contents of the program are not disclosed.
Further, as far as possible by the inventor, patent gazettes were examined as prior art documents, but no gazette in which the same kind of invention was described has been found.
Therefore, the inventor pondered and inferred this point, for example, in the above program of the Geospatial Information Authority of Japan, for the latitude, for example, the GSI website “Calculation to find latitude by giving meridian arc length from the equator” The convergence calculation for latitude will be performed using the formula shown in the literature 2), etc., but the change of the scale factor when it is away from the reference meridian is not sufficiently reflected. As a result, it is considered that the accuracy of the latitude that has become stable due to convergence (repetitive calculation) is not sufficient (has converged at a shifted position).
Specifically, the above program of the Geospatial Information Authority of Japan is the φ n + 1 shown in “6. Calculation to obtain latitude by giving meridian arc length from the equator” on the Geographical Survey Institute website shown in Non-Patent Document 2. It is considered that iterative calculation is performed using an expression for obtaining (the result using this expression agrees with the above). When iterative calculation is performed using this equation, as described above, the numerical value is stabilized (converged) with a value having a large error. Considering the reason, in the calculation of this formula, the scale factor is fixed to the scale factor m 0 (= 0.9999) at the origin, and the scale factor at the coordinate position to be obtained other than the reference meridian is The fact that it is different from the scale factor m 0 (= 0.9999) has been ignored (note that M used in the Geographical Survey Institute equation represents the meridian arc length from the equator to the origin of the coordinate system, Different from M, which indicates the meridian radius of curvature used in this specification).
At present, it is not out of speculation, but the results of using the program are obvious.
Therefore, the program is extremely unreliable and difficult to use in situations where strictness is required.

本願発明は、等角投影法により地球楕円体を投影する平面直角座標X,Y上の座標値から地球楕円体上の少なくとも緯度を求めることが可能な位置計算装置について、縮尺係数の取り扱いを柔軟に行うことにて、誤差の低い新規な装置を提供することにより、上記課題の解決を図った。   The present invention flexibly handles the scale factor for a position calculation device capable of obtaining at least the latitude on the earth ellipsoid from the coordinate values on the plane rectangular coordinates X and Y for projecting the earth ellipsoid by the isometric projection method. In order to solve the above problems, a new apparatus with low error is provided.

本願第1の発明は、等角投影法により地球楕円体を投影する平面直角座標X,Y上の座標値x,yを入力することにより、少なくとも当該座標値に対応する地球楕円体上の緯度φnを出力することが可能な位置計算装置として、次の構成を備えたものを提供する。
即ち、この位置計算装置は、座標入力部と、出力部と、定数設定部と、条件設定部と、第1仮緯度収容部と、第2仮緯度収容部と、第1仮縮尺係数収容部と、第2仮縮尺係数収容部と、第1〜第5の少なくとも5つの演算部と、演算制御部と、判定部と、回帰制御部とを備える。定数設定部は、少なくとも、当該座標系の原点の緯度φ 0 、地球楕円体の長半径a及び短半径b、地球楕円体の第1離心率e及び地球楕円体の第2離心率e’、 地球楕円体の極の曲率半径c、赤道から当該座標値xまでの基準子午線上の子午線弧長Wを算出するに必要な次の定数A〜Fの、夫々の値を予め収容しているものである。
A=1+(3/4)e 2 +(45/64)e 4 +(175 /256 )e 6 +(11025 /16384 )e 8 +(43659 /65536 )e 10
B=(3/4)e 2 +(15/16)e 4 +(525 /512 )e 6 +(2205/2048)e 8 +(72765 /65536 )e 10
C=(15/64)e 4 +(105 /256 )e 6 +(2205/4096)e 8 +(10395 /16384 )e 10
D=(35/512 )e 6 +(315 /2048)e 8 +(31185 /131072)e 10
E=(315 /16384 )e 8 +(3465/65536 )e 10
F=(693 /131072)e 10
入力座標から、当該入力座標の属する座標系の原点を通る基準子午線に下ろした垂線の緯度を、垂線緯度として、条件設定部には、垂線緯度の収束条件IPSである、しきい値が予め設定されており、第1仮緯度収容部は、垂線緯度の初期値φ j を収容することができるものであり、第1仮縮尺係数収容部は、0以外の任意の実数を仮の縮尺係数m t として収容することができるものである。
第1演算部は、少なくとも次の式7、式8及び式9の演算を実行する機能を有する。
k+1 =(1+e' 2 cos 2 φ k+1 1/2 …式7
k2 =c/V k+1 2
…式8
t2 =(1+y 2 /2m t 2 k2 2 +y 4 /24m t 4 k2 4 )×0.9999 …式9
第2演算部は、少なくとも次の式10の演算を実行する機能を有する。
W=a(1−e 2 )・{A・φ 0 −(B/2)・(sin 2φ 0 )+(C/4)・(sin 4φ 0 )−(D/6)・(sin 6φ 0 )+(E/8)・(sin 8φ 0 )−(F/10)・(sin 10φ 0 )}+x/m t …式10
第3演算部は、少なくとも次の式11の演算を実行する機能を有する。
S (φ j
)=a(1−e 2 )・{A・φ j −(B/2)・(sin 2φ j )+(C/4)・(sin 4φ j )−(D/6)・(sin 6φ j )+(E/8)・(sin 8φ j )−(F/10)・(sin 10φ j )}…式11
第4演算部は、少なくとも、上記式10のWと式11のS (φ j
)とから垂線緯度の収束計算により垂線緯度φ j+1 を算出する演算を実行する機能を有する。
第5演算部は、少なくとも次の式3の演算を実行する機能を有する。
φ k+1 =φ k −t k (y/m t 2 /2M k k +t k (y/m t 4 (5+3t k 2 +η k
2 −9t k 2 η k 2 −4η k 4 )/24M k k 3 −t k (y/m t 6 (61+90t k 2 +45t k 4 )/720M k k 5
…式3
座標入力部は、上記座標値x,yの入力を受け付ける。演算制御部は、第2演算部に、定数設定部と、座標入力部と、第1仮縮尺係数収容部とを参照させて、地球楕円体の長半径aと、地球楕円体の第1離心率eと、原点緯度φ 0 と、入力座標値xと、仮の縮尺係数m t と、上記定数A〜Fとから、上記式10を計算させることにより、赤道から当該座標値xまでの基準子午線上の子午線弧長Wを算出させ、第2演算部は、算出した当該子午線弧長Wを定数設定部に収容する。演算制御部は、第3演算部に、定数設定部と、第1仮緯度収容部とを参照させて、地球楕円体の長半径aと、地球楕円体の第1離心率eと、垂線緯度の初期値φ j と、上記定数A〜Fとから、上記式11を計算させることにより、垂線緯度の初期値φ j に対する赤道からの子午線弧長S (φ j
)を算出させ、第3演算部は、算出した当該子午線弧長S (φ j )を定数設定部に収容する。演算制御部は、第4演算部に、定数設定部と、第1仮緯度収容部とを参照させ、垂線緯度の初期値φ j と、地球楕円体の長半径aと、地球楕円体の第1離心率eと、赤道から当該座標値xまでの基準子午線上の子午線弧長Wと、垂線緯度の初期値φ j に対する赤道からの子午線弧長S (φ j
)とから、緯度φ j+1 を算出させ、第4演算部は、算出した緯度φ j+1 を、第1仮緯度収容部へ収容する。第4演算部から上記の緯度φ j+1 を受けた第1仮緯度収容部は、収容していた緯度φ j
を第2仮緯度収容部へ渡し、緯度φ j に代え上記緯度φ j+1 の値を収容する。判定部は、第1仮緯度収容部と第2仮緯度収容部と条件設定部とを参照し、上記緯度φ j+1 と緯度φ j の差の絶対値と、垂線緯度の収束条件IPSであるしきい値とを比較し、緯度φ j+1 と緯度φ j の差の絶対値を、当該しきい値よりも大きいと判定した場合、その結果を回帰制御部に通知し、通知を受けた回帰制御部は、第1仮緯度収容部の緯度φ j+1 の値を、緯度φ j として、再度第3演算部に、式11の計算を行わせ、算出した子午線弧長S (φ j
)を定数設定部に収容させ、再度第4演算部に、定数設定部を参照して子午線弧長S(φ j
)から、緯度φ j+1 を算出させ、第1仮緯度収容部に、それまで保持していた緯度φ j を第2仮緯度収容部へ 渡させ、保持していた当該緯度φ j に第4演算部が再度算出した上記緯度φ j+1 を置き換えさせる。判定部が、第1仮緯度収容部と第2仮緯度収容部と条件設定部とを参照して、上記判定を再度行い、緯度φ j+1 と緯度φ j の差の絶対値を、当該しきい値以下であると判定するまで、回帰制御部は、第3演算部に式11の計算を、第4演算部に緯度の収束計算を、繰り返し行わせる。判定部が、緯度φ j+1 と緯度φ j の差の絶対値を、当該しきい値以下であると判定した場合、当該漸近緯度φ j+1 を、上記垂線緯度φ として、回帰制御部は、第5演算部に、座標入力部と、第1仮緯度収容部と、定数設定部と、第1仮縮尺係数収容部とを参照させて、上記仮の縮尺係数m t と、当該垂線緯度φ k と、当該垂線緯度φ k における子午線曲率半径M k 及び卯酉線曲率半径N k と、e’cos φ k にて定まる第1の値η k と、tan
φ k にて定まる第2の値t k と、入力された座標値yの値とから、上記式3を計算させることにより、緯度φ k+1 を算出させ、第5演算部は、算出した緯度φ k+1 を、入力座標点の緯度φ n として、第1仮緯度収容部へ、それまで第1仮緯度収容部に収容されていた値と置き換えて収容し、このとき、第1仮緯度収容部は、それまで保持していた緯度φ k の値を第2仮緯度収容部へ渡す。更に、演算制御部にて、第1演算部に、定数設定部と、第1仮緯度収容部とを参照させて、地球楕円体の第2離心率e’と、当該緯度φ k+1 とから、式7及び式8の計算を行わせることにより、当該緯度φ k+1 における平均曲率半径R k2 を算出させる。演算制御部は、第1演算部に、座標入力部と、第1仮縮尺係数収容部とを参照させて、入力された座標値yの値と、仮の縮尺係数m t と、上記平均曲率半径R k2 とから、上記式9の計算を行わせることにより、縮尺係数m t2 を算出させ、第1演算部は、算出した縮尺係数m t2 を第1仮縮尺係数収容部に収容し、第1仮縮尺係数収容部は、収容していた縮尺係数m t を第2仮縮尺係数収容部へ渡し、上記の通り縮尺係数m t に代え上記縮尺係数m t2 を収容する。回帰制御部は、演算制御部を通じて、それまでの仮の縮尺係数m t に代え当該算出した縮尺係数m t2 を次の仮の縮尺係数m t として、少なくとも1回、第2、第4及び第5演算部に式10、緯度の収束、式3を、第1演算部に式7、式8、及び式9を再計算させる。回帰制御部は、出力部により、上記再計算後、少なくとも、第1仮緯度収容部が収容している緯度φ k+1 の値を、出力させる。
ここでいう地球楕円体には、各種の準拠楕円体を含む。
基準子午線とは、当該座標が属する座標系の原点を通る子午線をいう。
また、垂線緯度とは、入力座標から基準子午線に下ろした垂線と、当該基準子午線との交点の緯度をいう。
上記において、回帰制御部は、演算部に対して直接、計算の指令を下すものに限定するものではなく、間接的に、演算部へ計算を行わせるものも含む。
According to the first invention of the present application, by inputting coordinate values x and y on the plane rectangular coordinates X and Y for projecting the earth ellipsoid by the isometric projection method, at least the latitude on the earth ellipsoid corresponding to the coordinate values. A position calculation device capable of outputting φ n is provided with the following configuration.
That is, the position calculation device includes a coordinate input unit, an output unit, a constant setting unit, a condition setting unit, a first temporary latitude storage unit, a second temporary latitude storage unit, and a first temporary scale coefficient storage unit. And a second temporary scale coefficient storage unit, at least five first to fifth calculation units, a calculation control unit, a determination unit, and a regression control unit. The constant setting unit includes at least a latitude φ 0 of the origin of the coordinate system, a major radius a and a minor radius b of the earth ellipsoid, a first eccentricity e of the earth ellipsoid, and a second eccentricity e ′ of the earth ellipsoid, The radius of curvature c of the ellipsoid of the earth ellipsoid and the values of the following constants A to F necessary for calculating the meridian arc length W on the reference meridian from the equator to the coordinate value x are previously stored. It is.
A = 1 + (3/4) e 2 + (45/64) e 4 + (175/256 ) e 6 + (11025/16384) e 8 + (43659/65536) e 10
B = (3/4) e 2 + (15/16) e 4 + (525/512) e 6 + (2205/2048) e 8 + (72765/65536) e 10
C = (15/64) e 4 + (105/256) e 6 + (2205/4096) e 8 + (10395/16384) e 10
D = (35/512) e 6 + (315/2048) e 8 + (31185/131072) e 10
E = (315/16384) e 8 + (3465/65536) e 10
F = (693/131072) e 10
The latitude of the perpendicular line drawn from the input coordinate to the reference meridian passing through the origin of the coordinate system to which the input coordinate belongs is defined as the perpendicular latitude, and a threshold value that is a convergence condition IPS of the perpendicular latitude is preset in the condition setting unit. The first temporary latitude accommodating portion is capable of accommodating the initial value φ j of the normal latitude , and the first temporary scale factor accommodating portion accepts any real number other than 0 as the temporary scale factor m. It can be accommodated as t .
The first calculation unit has a function of executing at least the calculations of the following formulas 7, 8, and 9.
V k + 1 = (1 + e ′ 2 cos 2 φ k + 1 ) 1/2 .
R k2 = c / V k + 1 2
... Formula 8
m t2 = (1 + y 2 / 2m t 2 R k2 2 + y 4 / 24m t 4 R k2 4) × 0.9999 ... Equation 9
The second calculation unit has a function of executing at least the calculation of Expression 10 below.
W = a (1-e 2 ) · {A · φ 0 − (B / 2) · (sin 2φ 0 ) + (C / 4) · (sin 4φ 0 ) − (D / 6) · (sin 6φ 0 ) + (E / 8) · (sin 8φ 0 ) − (F / 10) · (sin 10φ 0 )} + x / m t Equation 10
The third calculation unit has a function of executing at least the calculation of Expression 11 below.
S (φ j
) = A (1-e 2 ) · {A · φ j − (B / 2) · (sin 2φ j ) + (C / 4) · (sin 4φ j ) − (D / 6) · (sin 6φ j ) + (E / 8) · (sin 8φ j ) − (F / 10) · (sin 10φ j )}
The fourth arithmetic unit is at least W in Equation 10 and S (φ j in Equation 11).
) And a function for executing a calculation for calculating the normal latitude φ j + 1 by the convergence calculation of the normal latitude .
The fifth calculation unit has a function of executing at least the calculation of Expression 3 below.
φ k + 1 = φ k −t k (y / m t ) 2 / 2M k N k + t k (y / m t ) 4 (5 + 3 t k 2 + η k
2 -9t k 2 η k 2 -4η k 4) / 24M k N k 3 -t k (y / m t) 6 (61 + 90t k 2 + 45t k 4) / 720M k N k 5
... Formula 3
The coordinate input unit accepts input of the coordinate values x and y. The calculation control unit causes the second calculation unit to refer to the constant setting unit, the coordinate input unit, and the first temporary scale coefficient storage unit, and the major radius a of the earth ellipsoid and the first eccentricity of the earth ellipsoid. and rate e, the origin latitude phi 0, and input coordinate values x, standards of the temporary scale factor m t, and a said constant to F, by calculating the above equation 10, from the equator to the coordinate values x The meridian arc length W on the meridian is calculated, and the second calculation unit stores the calculated meridian arc length W in the constant setting unit. The calculation control unit causes the third calculation unit to refer to the constant setting unit and the first temporary latitude storage unit, the major radius a of the earth ellipsoid, the first eccentricity e of the earth ellipsoid, and the normal latitude. an initial value phi j of the from constant to F, by calculating the above equation 11, meridian arc length S from the equator to the initial value phi j of a perpendicular latitude (phi j
) And the third calculation unit stores the calculated meridian arc length S (φ j ) in the constant setting unit. The calculation control unit causes the fourth calculation unit to refer to the constant setting unit and the first temporary latitude accommodation unit, the initial value φ j of the normal latitude, the major radius a of the earth ellipsoid, and the first value of the earth ellipsoid. 1 eccentricity e and the meridian arc length W on the reference meridian from the equator to the coordinates x, meridian arc length from the equator to the initial value phi j of a perpendicular latitude S (phi j
) To calculate the latitude φ j + 1 , and the fourth calculation unit stores the calculated latitude φ j + 1 in the first temporary latitude storage unit. The first temporary latitude housing portion which receives the latitude phi j + 1 of the fourth arithmetic unit is accommodated to have latitude phi j
Passes into the second temporary latitude accommodating portion, for accommodating the value of the latitude phi j + 1 instead of the latitude phi j. The determination unit refers to the first temporary latitude storage unit, the second temporary latitude storage unit, and the condition setting unit, and uses the absolute value of the difference between the latitude φ j + 1 and the latitude φ j and the convergence condition IPS of the normal latitude. When the absolute value of the difference between latitude φ j + 1 and latitude φ j is determined to be greater than the threshold value by comparing with a certain threshold value, the result is notified to the regression control unit and the notification is received. regression control unit, the value of the latitude phi j + 1 of the first temporary latitude housing portion, as the latitude phi j, the third arithmetic unit again to perform the calculation of equation 11, the calculated meridian arc length S (phi j
) Is stored in the constant setting unit, and the fourth arithmetic unit is again referred to the constant setting unit and the meridian arc length S (φ j
From), to calculate the latitude phi j + 1, the first temporary latitude accommodating portion, thereby passed the latitude phi j that held until then to the second temporary latitude accommodating portion, first to the latitude phi j that held 4 The latitude φ j + 1 calculated again by the calculation unit is replaced. The determination unit performs the above determination again with reference to the first temporary latitude storage unit, the second temporary latitude storage unit, and the condition setting unit, and calculates the absolute value of the difference between the latitude φ j + 1 and the latitude φ j Until it is determined that the value is equal to or lower than the threshold value, the regression control unit repeatedly causes the third calculation unit to perform the calculation of Expression 11 and causes the fourth calculation unit to repeatedly perform the convergence calculation of the latitude. When the determination unit determines that the absolute value of the difference between the latitude φ j + 1 and the latitude φ j is equal to or less than the threshold value, the asymptotic latitude φ j + 1 is set as the perpendicular latitude φ k and the regression control is performed. The unit refers to the coordinate input unit, the first temporary latitude accommodating unit, the constant setting unit, and the first temporary scale factor accommodating unit, and the provisional scale factor m t , and the perpendicular latitude phi k, the radius M k and prime vertical radius of curvature N k meridian curvature at the perpendicular latitude phi k, a first value eta k determined by e'cos φ k, tan
By calculating the above equation 3 from the second value t k determined by φ k and the input coordinate value y, the latitude φ k + 1 is calculated, and the fifth calculation unit calculates The latitude φ k + 1 is stored as a latitude φ n of the input coordinate point in the first temporary latitude storage unit, replacing the value previously stored in the first temporary latitude storage unit. The latitude accommodating unit passes the value of the latitude φ k that has been held so far to the second temporary latitude accommodating unit. Further, in the calculation control unit, the first calculation unit is referred to the constant setting unit and the first temporary latitude accommodation unit, the second eccentricity e ′ of the earth ellipsoid, the latitude φ k + 1, and Therefore, the average curvature radius R k2 at the latitude φ k + 1 is calculated by performing the calculation of Expression 7 and Expression 8 . Arithmetic control unit, the first operation unit, a coordinate input unit, by referring to the first temporary scale factor accommodating portion, and the value of the coordinate value y input, a temporary scale factor m t, the mean curvature The scale factor mt2 is calculated from the radius Rk2 by calculating the above formula 9 , and the first calculation unit stores the calculated scale factor mt2 in the first temporary scale factor storage unit. 1 temporary scale factor accommodating portion passes the housing to have a scale factor m t to the second temporary scale factor accommodating portion, for accommodating the scale factor m t2 instead as the scale factor m t above. Regression control unit, through the operation control unit, the scale factor m t2 that the calculated instead of the temporary scale factor m t so far as scale factor m t of the next temporary, at least once, the second, fourth and 5. Recalculate Equation 10, Convergence of Latitude, Equation 3 in the 5 arithmetic unit, and Equations 7, 8, and 9 in the first arithmetic unit. The regression control unit causes the output unit to output at least the value of the latitude φ k + 1 stored in the first temporary latitude storage unit after the recalculation .
The earth ellipsoid here includes various reference ellipsoids.
The reference meridian means a meridian passing through the origin of the coordinate system to which the coordinates belong.
The perpendicular latitude is the latitude at the intersection of the perpendicular drawn from the input coordinates to the reference meridian and the reference meridian.
In the above, the regression control unit is not limited to a unit that directly issues a calculation command to the calculation unit, but includes a unit that causes the calculation unit to perform calculation indirectly.

本願第2の発明は、等角投影法により地球楕円体を投影する平面直角座標X,Y上の座標値x,yを入力することにより、少なくとも当該座標値に対応する地球楕円体上の緯度φ n を出力することが可能な位置計算装置として、次の構成を備えたものを提供する。
即ち、この位置計算装置は、座標入力部と、出力部と、定数設定部と、条件設定部と、第1仮緯度収容部と、第2仮緯度収容部と、第1仮縮尺係数収容部と、第2仮縮尺係数収容部と、第1〜第5の少なくとも5つの演算部と、演算制御部と、判定部と、回帰制御部とを備える。定数設定部は、少なくとも、当該座標系の原点の緯度φ 0 、原点における縮尺係数m 0 の値、地球楕円体の長半径a及び短半径b、地球楕円体の第1離心率e及び地球楕円体の第2離心率e’、 地球楕円体の極の曲率半径c、赤道から当該座標値xまでの基準子午線上の子午線弧長Wを算出するに必要な次の定数A〜Fの、夫々の値を予め収容しているものである。
A=1+(3/4)e 2 +(45/64)e 4 +(175 /256 )e 6 +(11025 /16384 )e 8 +(43659 /65536 )e 10
B=(3/4)e 2 +(15/16)e 4 +(525 /512 )e 6 +(2205/2048)e 8 +(72765 /65536 )e 10
C=(15/64)e 4 +(105 /256 )e 6 +(2205/4096)e 8 +(10395 /16384 )e 10
D=(35/512 )e 6 +(315 /2048)e 8 +(31185 /131072)e 10
E=(315 /16384 )e 8 +(3465/65536 )e 10
F=(693 /131072)e 10
入力座標から、当該入力座標の属する座標系の原点を通る基準子午線に下ろした垂線の緯度を、垂線緯度として、条件設定部には、垂線緯度の収束条件IPSである、しきい値が予め設定されており、第1仮緯度収容部は、垂線緯度の初期値φ j を収容することができるものであり、第1仮縮尺係数収容部は、0以外の任意の実数を仮の縮尺係数m t として収容することができるものである。
第1演算部は、少なくとも次の式7、式8及び式9の演算を実行する機能を有する。
k+1 =(1+e' 2 cos 2 φ k+1 1/2 …式7
k2 =c/V k+1 2
…式8
t2 =(1+y 2 /2m t 2 k2 2 +y 4 /24m t 4 k2 4 )×0.9999 …式9
第2演算部は、少なくとも次の式10の演算を実行する機能を有する。
W=a(1−e 2 )・{A・φ 0 −(B/2)・(sin 2φ 0 )+(C/4)・(sin 4φ 0 )−(D/6)・(sin 6φ 0 )+(E/8)・(sin 8φ 0 )−(F/10)・(sin 10φ 0 )}+x/m t …式10
第3演算部は、少なくとも次の式11の演算を実行する機能を有する。
S (φ j
)=a(1−e 2 )・{A・φ j −(B/2)・(sin 2φ j )+(C/4)・(sin 4φ j )−(D/6)・(sin 6φ j )+(E/8)・(sin 8φ j )−(F/10)・(sin 10φ j )}…式11
第4演算部は、少なくとも、上記式10のWと式11のS (φ j
)とから垂線緯度の収束計算により垂線緯度φ j+1 を算出する演算を実行する機能を有する。
第5演算部は、少なくとも次の式3の演算を実行する機能を有する。
φ k+1 =φ k −t k (y/m t 2 /2M k k +t k (y/m t 4 (5+3t k 2 +η k
2 −9t k 2 η k 2 −4η k 4 )/24M k k 3 −t k (y/m t 6 (61+90t k 2 +45t k 4 )/720M k k 5
…式3
座標入力部は、上記座標値x,yの入力を受け付ける。演算制御部は、第1演算部に、定数設定部を参照させて、当該座標系の原点の緯度φ 0 と、地球楕円体の第2離心率e’と、 地球楕円体の極の曲率半径cとから、上記の式7及び式8の計算機能にて、
0 =(1+e' 2 cos 2 φ 0 1/2
0 =c/V 0 2

を計算させることにより、原点における平均曲率半径R 0 を算出させるものである。
原点における上記の平均曲率半径R 0 は、上記にて第1演算部により算出されて、定数設定部に収容される。演算制御部は、定数設定部の上記原点における縮尺係数m 0 を第1仮縮尺係数収容部に収容させる。上記の第1演算部は、上記式9の計算機能にて、次の式2の計算を行うことが可能である。
t ={1+(y 2 /2m 0 2 0 2 )+(y 4 /24m 0 4 0 4 )}×0.9999…式2
演算制御部は、第1演算部に、定数設定部又は第1仮縮尺係数収容部と、座標入力部とを参照させて、入力された座標値yの値と、原点縮尺係数m 0 と、平均曲率半径R 0 とから、式2の計算を行わせることにより、仮の縮尺係数m t を算出し、第1演算部は、算出した仮の縮尺係数m t を上記の仮の縮尺係数として、原点縮尺係数m 0 に代え第1仮縮尺係数収容部へ収容する。演算制御部は、第2演算部に、定数設定部と、座標入力部と、第1仮縮尺係数収容部とを参照させて、地球楕円体の長半径aと、地球楕円体の第1離心率eと、原点緯度φ 0 と、入力座標値xと、仮の縮尺係数m t と、上記定数A〜Fとから、上記式10を計算させることにより、赤道から当該座標値xまでの基準子午線上の子午線弧長Wを算出させ、第2演算部は、算出した当該子午線弧長Wを定数設定部に収容する。演算制御部は、第3演算部に、定数設定部と、第1仮緯度収容部とを参照させて、地球楕円体の長半径aと、地球楕円体の第1離心率eと、垂線緯度の初期値φ j と、上記定数A〜Fとから、上記式11を計算させることにより、垂線緯度の初期値φ j に対する赤道からの子午線弧長S (φ j
)を算出させ、第3演算部は、算出した当該子午線弧長S (φ j )を定数設定部に収容する。演算制御部は、第4演算部に、定数設定部と、第1仮緯度収容部とを参照させ、垂線緯度の初期値φ j と、地球楕円体の長半径aと、地球楕円体の第1離心率eと、赤道から当該座標値xまでの基準子午線上の子午線弧長Wと、垂線緯度の初期値φ j に対する赤道からの子午線弧長S (φ j
)とから、緯度φ j+1 を算出させ、第4演算部は、算出した緯度φ j+1 を、第1仮緯度収容部へ収容する。第4演算部から上記の緯度φ j+1 を受けた第1仮緯度収容部は、収容していた緯度φ j
を第2仮緯度収容部へ渡し、緯度φ j に代え上記緯度φ j+1 の値を収容する。判定部は、第1仮緯度収容部と第2仮緯度収容部と条件設定部とを参照し、上記緯度φ j+1 と緯度φ j の差の絶対値と、垂線緯度の収束条件IPSであるしきい値とを比較し、緯度φ j+1 と緯度φ j の差の絶対値を、当該しきい値よりも大きいと判定した場合、その結果を回帰制御部に通知し、通知を受けた回帰制御部は、第1仮緯度収容部の緯度φ j+1 の値を、緯度φ j として、再度第3演算部に、式11の計算を行わせ、算出した子午線弧長S (φ j
)を定数設定部に収容させ、再度第4演算部に、定数設定部を参照して子午線弧長S(φ j
)から、緯度φ j+1 を算出させ、第1仮緯度収容部に、それまで保持していた緯度φ j を第2仮緯度収容部へ 渡させ、保持していた当該緯度φ j に第4演算部が再度算出した上記緯度φ j+1 を置き換えさせる。判定部が、第1仮緯度収容部と第2仮緯度収容部と条件設定部とを参照して、上記判定を再度行い、緯度φ j+1 と緯度φ j の差の絶対値を、当該しきい値以下であると判定するまで、回帰制御部は、第3演算部に式11の計算を、第4演算部に緯度の収束計算を、繰り返し行わせる。判定部が、緯度φ j+1 と緯度φ j の差の絶対値を、当該しきい値以下であると判定した場合、当該漸近緯度φ j+1 を、上記垂線緯度φ として、回帰制御部は、第5演算部に、座標入力部と、第1仮緯度収容部と、定数設定部と、第1仮縮尺係数収容部とを参照させて、上記仮の縮尺係数m t と、当該垂線緯度φ k と、当該垂線緯度φ k における子午線曲率半径M k 及び卯酉線曲率半径N k と、e’cos φ k にて定まる第1の値η k と、tan
φ k にて定まる第2の値t k と、入力された座標値yの値とから、上記式3を計算させることにより、緯度φ k+1 を算出させ、第5演算部は、算出した緯度φ k+1 を、入力座標点の緯度φ n として、第1仮緯度収容部へ、それまで第1仮緯度収容部に収容されていた値と置き換えて収容し、このとき、第1仮緯度収容部は、それまで保持していた緯度φ k の値を第2仮緯度収容部へ渡す。更に、演算制御部にて、第1演算部に、定数設定部と、第1仮緯度収容部とを参照させて、地球楕円体の第2離心率e’と、当該緯度φ k+1 とから、式7及び式8の計算を行わせることにより、当該緯度φ k+1 における平均曲率半径R k2 を算出させる。演算制御部は、第1演算部に、座標入力部と、第1仮縮尺係数収容部とを参照させて、入力された座標値yの値と、仮の縮尺係数m t と、上記平均曲率半径R k2 とから、上記式9の計算を行わせることにより、縮尺係数m t2 を算出させ、第1演算部は、算出した縮尺係数m t2 を第1仮縮尺係数収容部に収容し、第1仮縮尺係数収容部は、収容していた縮尺係数m t を第2仮縮尺係数収容部へ渡し、上記の通り縮尺係数m t に代え上記縮尺係数m t2 を収容する。回帰制御部は、演算制御部を通じて、それまでの仮の縮尺係数m t に代え当該算出した縮尺係数m t2 を次の仮の縮尺係数m t として、少なくとも1回、第2、第4及び第5演算部に式10、緯度の収束、式3を、第1演算部に式7、式8、及び式9を再計算させる。回帰制御部は、出力部により、上記再計算後、少なくとも、第1仮緯度収容部が収容している緯度φ k+1 の値を、出力させる。
According to the second invention of the present application , by inputting coordinate values x and y on plane rectangular coordinates X and Y for projecting the earth ellipsoid by an isometric projection method, at least the latitude on the earth ellipsoid corresponding to the coordinate values. A position calculation device capable of outputting φ n is provided with the following configuration.
That is, the position calculation device includes a coordinate input unit, an output unit, a constant setting unit, a condition setting unit, a first temporary latitude storage unit, a second temporary latitude storage unit, and a first temporary scale coefficient storage unit. And a second temporary scale coefficient storage unit, at least five first to fifth calculation units, a calculation control unit, a determination unit, and a regression control unit. The constant setting unit includes at least the latitude φ 0 of the origin of the coordinate system, the value of the scale factor m 0 at the origin , the major radius a and minor radius b of the earth ellipsoid, the first eccentricity e of the earth ellipsoid, and the earth ellipse The following constants A to F necessary to calculate the second eccentricity e ′ of the body, the radius of curvature c of the pole of the earth ellipsoid, and the meridian arc length W on the reference meridian from the equator to the coordinate value x, respectively. Is stored in advance.
A = 1 + (3/4) e 2 + (45/64) e 4 + (175/256 ) e 6 + (11025/16384) e 8 + (43659/65536) e 10
B = (3/4) e 2 + (15/16) e 4 + (525/512) e 6 + (2205/2048) e 8 + (72765/65536) e 10
C = (15/64) e 4 + (105/256) e 6 + (2205/4096) e 8 + (10395/16384) e 10
D = (35/512) e 6 + (315/2048) e 8 + (31185/131072) e 10
E = (315/16384) e 8 + (3465/65536) e 10
F = (693/131072) e 10
The latitude of the perpendicular line drawn from the input coordinate to the reference meridian passing through the origin of the coordinate system to which the input coordinate belongs is defined as the perpendicular latitude, and a threshold value that is a convergence condition IPS of the perpendicular latitude is preset in the condition setting unit. The first temporary latitude accommodating portion is capable of accommodating the initial value φ j of the normal latitude , and the first temporary scale factor accommodating portion accepts any real number other than 0 as the temporary scale factor m. It can be accommodated as t .
The first calculation unit has a function of executing at least the calculations of the following formulas 7, 8, and 9.
V k + 1 = (1 + e ′ 2 cos 2 φ k + 1 ) 1/2 .
R k2 = c / V k + 1 2
... Formula 8
m t2 = (1 + y 2 / 2m t 2 R k2 2 + y 4 / 24m t 4 R k2 4) × 0.9999 ... Equation 9
The second calculation unit has a function of executing at least the calculation of Expression 10 below.
W = a (1-e 2 ) · {A · φ 0 − (B / 2) · (sin 2φ 0 ) + (C / 4) · (sin 4φ 0 ) − (D / 6) · (sin 6φ 0 ) + (E / 8) · (sin 8φ 0 ) − (F / 10) · (sin 10φ 0 )} + x / m t Equation 10
The third calculation unit has a function of executing at least the calculation of Expression 11 below.
S (φ j
) = A (1-e 2 ) · {A · φ j − (B / 2) · (sin 2φ j ) + (C / 4) · (sin 4φ j ) − (D / 6) · (sin 6φ j ) + (E / 8) · (sin 8φ j ) − (F / 10) · (sin 10φ j )}
The fourth arithmetic unit is at least W in Equation 10 and S (φ j in Equation 11).
) And a function for executing a calculation for calculating the normal latitude φ j + 1 by the convergence calculation of the normal latitude .
The fifth calculation unit has a function of executing at least the calculation of Expression 3 below.
φ k + 1 = φ k −t k (y / m t ) 2 / 2M k N k + t k (y / m t ) 4 (5 + 3 t k 2 + η k
2 -9t k 2 η k 2 -4η k 4) / 24M k N k 3 -t k (y / m t) 6 (61 + 90t k 2 + 45t k 4) / 720M k N k 5
... Formula 3
The coordinate input unit accepts input of the coordinate values x and y. The calculation control unit causes the first calculation unit to refer to the constant setting unit, the latitude φ 0 of the origin of the coordinate system , the second eccentricity e ′ of the earth ellipsoid, and the radius of curvature of the pole of the earth ellipsoid From c, in the calculation function of Equation 7 and Equation 8 above,
V 0 = (1 + e ′ 2 cos 2 φ 0 ) 1/2
R 0 = c / V 0 2

To calculate the average radius of curvature R 0 at the origin .
The average curvature radius R 0 at the origin is calculated by the first calculation unit and stored in the constant setting unit. The arithmetic control unit stores the scale factor m 0 at the origin of the constant setting unit in the first temporary scale factor storage unit. Said 1st calculating part can perform the calculation of following Formula 2 with the calculation function of said Formula 9. FIG.
m t = {1+ (y 2 / 2m 0 2 R 0 2 ) + (y 4 / 24m 0 4 R 0 4 )} × 0.9999 Equation 2
The calculation control unit causes the first calculation unit to refer to the constant setting unit or the first temporary scale factor storage unit and the coordinate input unit, and inputs the value of the coordinate value y, the origin scale factor m 0 , the average radius of curvature R 0 Prefecture, by causing the calculation of equation 2 to calculate the temporary scale factor m t, a first arithmetic unit, a scale factor m t calculated tentative as scale factor of the provisional Then, instead of the origin scale factor m 0, it is accommodated in the first temporary scale factor accommodating part. The calculation control unit causes the second calculation unit to refer to the constant setting unit, the coordinate input unit, and the first temporary scale coefficient storage unit, and the major radius a of the earth ellipsoid and the first eccentricity of the earth ellipsoid. and rate e, the origin latitude phi 0, and input coordinate values x, standards of the temporary scale factor m t, and a said constant to F, by calculating the above equation 10, from the equator to the coordinate values x The meridian arc length W on the meridian is calculated, and the second calculation unit stores the calculated meridian arc length W in the constant setting unit. The calculation control unit causes the third calculation unit to refer to the constant setting unit and the first temporary latitude storage unit, the major radius a of the earth ellipsoid, the first eccentricity e of the earth ellipsoid, and the normal latitude. an initial value phi j of the from constant to F, by calculating the above equation 11, meridian arc length S from the equator to the initial value phi j of a perpendicular latitude (phi j
) And the third calculation unit stores the calculated meridian arc length S (φ j ) in the constant setting unit. The calculation control unit causes the fourth calculation unit to refer to the constant setting unit and the first temporary latitude accommodation unit, the initial value φ j of the normal latitude, the major radius a of the earth ellipsoid, and the first value of the earth ellipsoid. 1 eccentricity e and the meridian arc length W on the reference meridian from the equator to the coordinates x, meridian arc length from the equator to the initial value phi j of a perpendicular latitude S (phi j
) To calculate the latitude φ j + 1 , and the fourth calculation unit stores the calculated latitude φ j + 1 in the first temporary latitude storage unit. The first temporary latitude housing portion which receives the latitude phi j + 1 of the fourth arithmetic unit is accommodated to have latitude phi j
Passes into the second temporary latitude accommodating portion, for accommodating the value of the latitude phi j + 1 instead of the latitude phi j. The determination unit refers to the first temporary latitude storage unit, the second temporary latitude storage unit, and the condition setting unit, and uses the absolute value of the difference between the latitude φ j + 1 and the latitude φ j and the convergence condition IPS of the normal latitude. When the absolute value of the difference between latitude φ j + 1 and latitude φ j is determined to be greater than the threshold value by comparing with a certain threshold value, the result is notified to the regression control unit and the notification is received. regression control unit, the value of the latitude phi j + 1 of the first temporary latitude housing portion, as the latitude phi j, the third arithmetic unit again to perform the calculation of equation 11, the calculated meridian arc length S (phi j
) Is stored in the constant setting unit, and the fourth arithmetic unit is again referred to the constant setting unit and the meridian arc length S (φ j
From), to calculate the latitude phi j + 1, the first temporary latitude accommodating portion, thereby passed the latitude phi j that held until then to the second temporary latitude accommodating portion, first to the latitude phi j that held 4 The latitude φ j + 1 calculated again by the calculation unit is replaced. The determination unit performs the above determination again with reference to the first temporary latitude storage unit, the second temporary latitude storage unit, and the condition setting unit, and calculates the absolute value of the difference between the latitude φ j + 1 and the latitude φ j Until it is determined that the value is equal to or lower than the threshold value, the regression control unit repeatedly causes the third calculation unit to perform the calculation of Expression 11 and causes the fourth calculation unit to repeatedly perform the convergence calculation of the latitude. When the determination unit determines that the absolute value of the difference between the latitude φ j + 1 and the latitude φ j is equal to or less than the threshold value, the asymptotic latitude φ j + 1 is set as the perpendicular latitude φ k and the regression control is performed. The unit refers to the coordinate input unit, the first temporary latitude accommodating unit, the constant setting unit, and the first temporary scale factor accommodating unit, and the provisional scale factor m t , and the perpendicular latitude phi k, the radius M k and prime vertical radius of curvature N k meridian curvature at the perpendicular latitude phi k, a first value eta k determined by e'cos φ k, tan
By calculating the above equation 3 from the second value t k determined by φ k and the input coordinate value y, the latitude φ k + 1 is calculated, and the fifth calculation unit calculates The latitude φ k + 1 is stored as a latitude φ n of the input coordinate point in the first temporary latitude storage unit, replacing the value previously stored in the first temporary latitude storage unit. The latitude accommodating unit passes the value of the latitude φ k that has been held so far to the second temporary latitude accommodating unit. Further, in the calculation control unit, the first calculation unit is referred to the constant setting unit and the first temporary latitude accommodation unit, the second eccentricity e ′ of the earth ellipsoid, the latitude φ k + 1, and Therefore, the average curvature radius R k2 at the latitude φ k + 1 is calculated by performing the calculation of Expression 7 and Expression 8 . Arithmetic control unit, the first operation unit, a coordinate input unit, by referring to the first temporary scale factor accommodating portion, and the value of the coordinate value y input, a temporary scale factor m t, the mean curvature The scale factor mt2 is calculated from the radius Rk2 by calculating the above formula 9 , and the first calculation unit stores the calculated scale factor mt2 in the first temporary scale factor storage unit. 1 temporary scale factor accommodating portion passes the housing to have a scale factor m t to the second temporary scale factor accommodating portion, for accommodating the scale factor m t2 instead as the scale factor m t above. Regression control unit, through the operation control unit, the scale factor m t2 that the calculated instead of the temporary scale factor m t so far as scale factor m t of the next temporary, at least once, the second, fourth and 5. Recalculate Equation 10, Convergence of Latitude, Equation 3 in the 5 arithmetic unit, and Equations 7, 8, and 9 in the first arithmetic unit. The regression control unit causes the output unit to output at least the value of the latitude φ k + 1 stored in the first temporary latitude storage unit after the recalculation .

本願第3の発明は、等角投影法により地球楕円体を投影する平面直角座標X,Y上の座標値x,yを入力することにより、少なくとも当該座標値に対応する地球楕円体上の緯度φ n を出力することが可能な位置計算装置として、次の構成を備えたものを提供する。
即ち、この位置計算装置は、座標入力部と、出力部と、定数設定部と、条件設定部と、第1仮緯度収容部と、第2仮緯度収容部と、第1仮縮尺係数収容部と、第2仮縮尺係数収容部と、第1〜第5の少なくとも5つの演算部と、演算制御部と、主判定部と、副判定部と、回帰制御部とを備える。定数設定部は、少なくとも、当該座標系の原点の緯度φ 0 、地球楕円体の長半径a及び短半径b、地球楕円体の第1離心率e及び地球楕円体の第2離心率e’、 地球楕円体の極の曲率半径c、赤道から当該座標値xまでの基準子午線上の子午線弧長Wを算出するに必要な次の定数A〜Fの、夫々の値を予め収容しているものである。
A=1+(3/4)e 2 +(45/64)e 4 +(175 /256 )e 6 +(11025 /16384 )e 8 +(43659 /65536 )e 10
B=(3/4)e 2 +(15/16)e 4 +(525 /512 )e 6 +(2205/2048)e 8 +(72765 /65536 )e 10
C=(15/64)e 4 +(105 /256 )e 6 +(2205/4096)e 8 +(10395 /16384 )e 10
D=(35/512 )e 6 +(315 /2048)e 8 +(31185 /131072)e 10
E=(315 /16384 )e 8 +(3465/65536 )e 10
F=(693 /131072)e 10
入力座標から、当該入力座標の属する座標系の原点を通る基準子午線に下ろした垂線の緯度を、垂線緯度として、条件設定部には、垂線緯度の収束条件IPSである、しきい値と、縮尺係数の収束条件IPS2である、しきい値が予め設定されており、第1仮緯度収容部は、垂線緯度の初期値φ j を収容することができるものであり、第1仮縮尺係数収容部は、0以外の任意の実数を仮の縮尺係数m t として収容することができるものである。
第1演算部は、少なくとも次の式7、式8及び式9の演算を実行する機能を有する。
k+1 =(1+e' 2 cos 2 φ k+1 1/2 …式7
k2 =c/V k+1 2
…式8
t2 =(1+y 2 /2m t 2 k2 2 +y 4 /24m t 4 k2 4 )×0.9999 …式9
第2演算部は、少なくとも次の式10の演算を実行する機能を有する。
W=a(1−e 2 )・{A・φ 0 −(B/2)・(sin 2φ 0 )+(C/4)・(sin 4φ 0 )−(D/6)・(sin 6φ 0 )+(E/8)・(sin 8φ 0 )−(F/10)・(sin 10φ 0 )}+x/m t …式10
第3演算部は、少なくとも次の式11の演算を実行する機能を有する。
S (φ j
)=a(1−e 2 )・{A・φ j −(B/2)・(sin 2φ j )+(C/4)・(sin 4φ j )−(D/6)・(sin 6φ j )+(E/8)・(sin 8φ j )−(F/10)・(sin 10φ j )}…式11
第4演算部は、少なくとも、上記式10のWと式11のS (φ j
)とから垂線緯度の収束計算により垂線緯度φ j+1 を算出する演算を実行する機能を有する。
第5演算部は、少なくとも次の式3の演算を実行する機能を有する。
φ k+1 =φ k −t k (y/m t 2 /2M k k +t k (y/m t 4 (5+3t k 2 +η k
2 −9t k 2 η k 2 −4η k 4 )/24M k k 3 −t k (y/m t 6 (61+90t k 2 +45t k 4 )/720M k k 5
…式3
座標入力部は、上記座標値x,yの入力を受け付ける。演算制御部は、第2演算部に、定数設定部と、座標入力部と、第1仮縮尺係数収容部とを参照させて、地球楕円体の長半径aと、地球楕円体の第1離心率eと、原点緯度φ 0 と、入力座標値xと、仮の縮尺係数m t と、上記定数A〜Fとから、上記式10を計算させることにより、赤道から当該座標値xまでの基準子午線上の子午線弧長Wを算出させ、第2演算部は、算出した当該子午線弧長Wを定数設定部に収容する。演算制御部は、第3演算部に、定数設定部と、第1仮緯度収容部とを参照させて、地球楕円体の長半径aと、地球楕円体の第1離心率eと、垂線緯度の初期値φ j と、上記定数A〜Fとから、上記式11を計算させることにより、垂線緯度の初期値φ j に対する赤道からの子午線弧長S (φ j
)を算出させ、第3演算部は、算出した当該子午線弧長S (φ j )を定数設定部に収容する。演算制御部は、第4演算部に、定数設定部と、第1仮緯度収容部とを参照させ、垂線緯度の初期値φ j と、地球楕円体の長半径aと、地球楕円体の第1離心率eと、赤道から当該座標値xまでの基準子午線上の子午線弧長Wと、垂線緯度の初期値φ j に対する赤道からの子午線弧長S (φ j
)とから、緯度φ j+1 を算出させ、第4演算部は、算出した緯度φ j+1 を、第1仮緯度収容部へ収容する。第4演算部から上記の緯度φ j+1 を受けた第1仮緯度収容部は、収容していた緯度φ j
を第2仮緯度収容部へ渡し、緯度φ j に代え上記緯度φ j+1 の値を収容する。主判定部は、第1仮緯度収容部と第2仮緯度収容部と条件設定部とを参照し、上記緯度φ j+1 と緯度φ j の差の絶対値と、垂線緯度の収束条件IPSであるしきい値とを比較し、緯度φ j+1 と緯度φ j の差の絶対値を、当該しきい値よりも大きいと判定した場合、その結果を回帰制御部に通知し、通知を受けた回帰制御部は、第1仮緯度収容部の緯度φ j+1 の値を、緯度φ j として、再度第3演算部に、式11の計算を行わせ、算出した子午線弧長S (φ j
)を定数設定部に収容させ、再度第4演算部に、定数設定部を参照して子午線弧長S(φ j
)から、緯度φ j+1 を算出させ、第1仮緯度収容部に、それまで保持していた緯度φ j を第2仮緯度収容部へ 渡させ、保持していた当該緯度φ j に第4演算部が再度算出した上記緯度φ j+1 を置き換えさせる。主判定部が、第1仮緯度収容部と第2仮緯度収容部と条件設定部とを参照して、上記判定を再度行い、緯度φ j+1 と緯度φ j の差の絶対値を、当該しきい値以下であると判定するまで、回帰制御部は、第3演算部に式11の計算を、第4演算部に緯度の収束計算を、繰り返し行わせる。主判定部が、緯度φ j+1 と緯度φ j の差の絶対値を、当該しきい値以下であると判定した場合、当該漸近緯度φ j+1 を、上記垂線緯度φ として、回帰制御部は、第5演算部に、座標入力部と、第1仮緯度収容部と、定数設定部と、第1仮縮尺係数収容部とを参照させて、上記仮の縮尺係数m t と、当該垂線緯度φ k と、当該垂線緯度φ k における子午線曲率半径M k 及び卯酉線曲率半径N k と、e’cos φ k にて定まる第1の値η k と、tan
φ k にて定まる第2の値t k と、入力された座標値yの値とから、上記式3を計算させることにより、緯度φ k+1 を算出させ、第5演算部は、算出した緯度φ k+1 を、入力座標点の緯度φ n として、第1仮緯度収容部へ、それまで第1仮緯度収容部に収容されていた値と置き換えて収容し、このとき、第1仮緯度収容部は、それまで保持していた緯度φ k の値を第2仮緯度収容部へ渡す。更に、演算制御部にて、第1演算部に、定数設定部と、第1仮緯度収容部とを参照させて、地球楕円体の第2離心率e’と、当該緯度φ k+1 とから、式7及び式8の計算を行わせることにより、当該緯度φ k+1 における平均曲率半径R k2 を算出させる。演算制御部は、第1演算部に、座標入力部と、第1仮縮尺係数収容部とを参照させて、入力された座標値yの値と、仮の縮尺係数m t と、上記平均曲率半径R k2 とから、上記式9の計算を行わせることにより、縮尺係数m t2 を算出させ、第1演算部は、算出した縮尺係数m t2 を第1仮縮尺係数収容部に収容し、第1仮縮尺係数収容部は、収容していた縮尺係数m t を第2仮縮尺係数収容部へ渡し、上記の通り縮尺係数m t に代え上記縮尺係数m t2 を収容する。副判定部は、第1仮縮尺係数収容部と第2仮縮尺係数収容部と、条件設定部とを参照し、算出した縮尺係数m t2 とそれまでの仮の縮尺係数m t の差の絶対値と、縮尺係数の収束条件IPS2であるしきい値とを比較し、算出した縮尺係数m t2 とそれまでの仮の縮尺係数m t との差の絶対値を、当該しきい値よりも大きいと判定した場合、その結果を回帰制御部に通知する。通知を受けた回帰制御部は、演算制御部を通じて、それまでの仮の縮尺係数m t に代え当該算出した縮尺係数m t2 を次の仮の縮尺係数m t として、少なくとも、第2、第4及び第5演算部に式10、緯度の収束計算、式3を、第1演算部に式7、式8、及び式9を再度計算させる。副判定部が、再度算出した縮尺係数m t2 とそれまでの仮の縮尺係数m t の差の絶対値と、縮尺係数の収束条件IPS2であるしきい値とを比較し、算出した縮尺係数m t2 とそれまでの仮の縮尺係数m t との差の絶対値を、当該しきい値以下であると判定するまで、回帰制御部は、演算制御部を通じて、少なくとも、第2、第4及び第5演算部に式10、緯度の収束計算、式3の計算を、第1演算部に式7、式8、及び式9の計算を、繰り返えさせる。副判定部は、算出した縮尺係数m t2 とそれまでの仮の縮尺係数m t との差の絶対値を、当該しきい値以下であると判定した場合、その結果を回帰制御部に通知し、通知を受けた回帰制御部は、出力部により、少なくとも、第1仮緯度収容部が収容している緯度φ k+1 の値を、出力させる。
According to the third invention of the present application , by inputting coordinate values x and y on the plane rectangular coordinates X and Y for projecting the earth ellipsoid by the isometric projection method, at least the latitude on the earth ellipsoid corresponding to the coordinate values. A position calculation device capable of outputting φ n is provided with the following configuration.
That is, the position calculation device includes a coordinate input unit, an output unit, a constant setting unit, a condition setting unit, a first temporary latitude storage unit, a second temporary latitude storage unit, and a first temporary scale coefficient storage unit. And a second temporary scale coefficient storage unit, at least five first to fifth calculation units, a calculation control unit, a main determination unit, a sub determination unit, and a regression control unit. The constant setting unit includes at least a latitude φ 0 of the origin of the coordinate system, a major radius a and a minor radius b of the earth ellipsoid, a first eccentricity e of the earth ellipsoid, and a second eccentricity e ′ of the earth ellipsoid, The radius of curvature c of the ellipsoid of the earth ellipsoid and the values of the following constants A to F necessary for calculating the meridian arc length W on the reference meridian from the equator to the coordinate value x are previously stored. It is.
A = 1 + (3/4) e 2 + (45/64) e 4 + (175/256 ) e 6 + (11025/16384) e 8 + (43659/65536) e 10
B = (3/4) e 2 + (15/16) e 4 + (525/512) e 6 + (2205/2048) e 8 + (72765/65536) e 10
C = (15/64) e 4 + (105/256) e 6 + (2205/4096) e 8 + (10395/16384) e 10
D = (35/512) e 6 + (315/2048) e 8 + (31185/131072) e 10
E = (315/16384) e 8 + (3465/65536) e 10
F = (693/131072) e 10
The normal latitude drawn from the input coordinate to the reference meridian passing through the origin of the coordinate system to which the input coordinate belongs is defined as the normal latitude, and the condition setting unit includes a threshold value that is a convergence condition IPS of the normal latitude, A threshold value that is a coefficient convergence condition IPS2 is set in advance, and the first temporary latitude accommodating portion can accommodate an initial value φ j of a normal latitude , and the first temporary scale factor accommodating portion is one that can accommodate an arbitrary real number other than 0 as the temporary scale factor m t.
The first calculation unit has a function of executing at least the calculations of the following formulas 7, 8, and 9.
V k + 1 = (1 + e ′ 2 cos 2 φ k + 1 ) 1/2 .
R k2 = c / V k + 1 2
... Formula 8
m t2 = (1 + y 2 / 2m t 2 R k2 2 + y 4 / 24m t 4 R k2 4) × 0.9999 ... Equation 9
The second calculation unit has a function of executing at least the calculation of Expression 10 below.
W = a (1-e 2 ) · {A · φ 0 − (B / 2) · (sin 2φ 0 ) + (C / 4) · (sin 4φ 0 ) − (D / 6) · (sin 6φ 0 ) + (E / 8) · (sin 8φ 0 ) − (F / 10) · (sin 10φ 0 )} + x / m t Equation 10
The third calculation unit has a function of executing at least the calculation of Expression 11 below.
S (φ j
) = A (1-e 2 ) · {A · φ j − (B / 2) · (sin 2φ j ) + (C / 4) · (sin 4φ j ) − (D / 6) · (sin 6φ j ) + (E / 8) · (sin 8φ j ) − (F / 10) · (sin 10φ j )}
The fourth arithmetic unit is at least W in Equation 10 and S (φ j in Equation 11).
) And a function for executing a calculation for calculating the normal latitude φ j + 1 by the convergence calculation of the normal latitude .
The fifth calculation unit has a function of executing at least the calculation of Expression 3 below.
φ k + 1 = φ k −t k (y / m t ) 2 / 2M k N k + t k (y / m t ) 4 (5 + 3 t k 2 + η k
2 -9t k 2 η k 2 -4η k 4) / 24M k N k 3 -t k (y / m t) 6 (61 + 90t k 2 + 45t k 4) / 720M k N k 5
... Formula 3
The coordinate input unit accepts input of the coordinate values x and y. The calculation control unit causes the second calculation unit to refer to the constant setting unit, the coordinate input unit, and the first temporary scale coefficient storage unit, and the major radius a of the earth ellipsoid and the first eccentricity of the earth ellipsoid. and rate e, the origin latitude phi 0, and input coordinate values x, standards of the temporary scale factor m t, and a said constant to F, by calculating the above equation 10, from the equator to the coordinate values x The meridian arc length W on the meridian is calculated, and the second calculation unit stores the calculated meridian arc length W in the constant setting unit. The calculation control unit causes the third calculation unit to refer to the constant setting unit and the first temporary latitude storage unit, the major radius a of the earth ellipsoid, the first eccentricity e of the earth ellipsoid, and the normal latitude. an initial value phi j of the from constant to F, by calculating the above equation 11, meridian arc length S from the equator to the initial value phi j of a perpendicular latitude (phi j
) And the third calculation unit stores the calculated meridian arc length S (φ j ) in the constant setting unit. The calculation control unit causes the fourth calculation unit to refer to the constant setting unit and the first temporary latitude accommodation unit, the initial value φ j of the normal latitude, the major radius a of the earth ellipsoid, and the first value of the earth ellipsoid. 1 eccentricity e and the meridian arc length W on the reference meridian from the equator to the coordinates x, meridian arc length from the equator to the initial value phi j of a perpendicular latitude S (phi j
) To calculate the latitude φ j + 1 , and the fourth calculation unit stores the calculated latitude φ j + 1 in the first temporary latitude storage unit. The first temporary latitude housing portion which receives the latitude phi j + 1 of the fourth arithmetic unit is accommodated to have latitude phi j
Passes into the second temporary latitude accommodating portion, for accommodating the value of the latitude phi j + 1 instead of the latitude phi j. The main determination unit refers to the first temporary latitude accommodation unit, the second temporary latitude accommodation unit, and the condition setting unit, and the absolute value of the difference between the latitudes φ j + 1 and the latitude φ j and the normal latitude convergence condition IPS If the absolute value of the difference between latitude φ j + 1 and latitude φ j is determined to be greater than the threshold, the result is notified to the regression control unit and the notification receives regression controller, the value of the latitude phi j + 1 of the first temporary latitude accommodating portion, the latitude phi as j, the third arithmetic unit again to perform the calculation of equation 11, the calculated meridian arc length S ( φ j
) Is stored in the constant setting unit, and the fourth arithmetic unit is again referred to the constant setting unit and the meridian arc length S (φ j
From), to calculate the latitude phi j + 1, the first temporary latitude accommodating portion, thereby passed the latitude phi j that held until then to the second temporary latitude accommodating portion, first to the latitude phi j that held 4 The latitude φ j + 1 calculated again by the calculation unit is replaced. The main determination unit performs the above determination again with reference to the first temporary latitude storage unit, the second temporary latitude storage unit, and the condition setting unit, and calculates the absolute value of the difference between the latitude φ j + 1 and the latitude φ j , Until it is determined that the value is equal to or less than the threshold, the regression control unit repeatedly causes the third calculation unit to perform the calculation of Expression 11 and causes the fourth calculation unit to repeatedly perform the convergence calculation of the latitude. When the main determination unit determines that the absolute value of the difference between latitude φ j + 1 and latitude φ j is equal to or less than the threshold, the asymptotic latitude φ j + 1 is set as the normal latitude φ k and the regression is performed. The control unit causes the fifth calculation unit to refer to the coordinate input unit, the first temporary latitude accommodating unit, the constant setting unit, and the first temporary scale factor accommodating unit, and the temporary scale factor m t , and the perpendicular line latitude phi k, the radius M k and prime vertical radius of curvature N k meridian curvature at the perpendicular latitude phi k, a first value eta k determined by e'cos φ k, tan
By calculating the above equation 3 from the second value t k determined by φ k and the input coordinate value y, the latitude φ k + 1 is calculated, and the fifth calculation unit calculates The latitude φ k + 1 is stored as a latitude φ n of the input coordinate point in the first temporary latitude storage unit, replacing the value previously stored in the first temporary latitude storage unit. The latitude accommodating unit passes the value of the latitude φ k that has been held so far to the second temporary latitude accommodating unit. Further, in the calculation control unit, the first calculation unit is referred to the constant setting unit and the first temporary latitude accommodation unit, the second eccentricity e ′ of the earth ellipsoid, the latitude φ k + 1, and Therefore, the average curvature radius R k2 at the latitude φ k + 1 is calculated by performing the calculation of Expression 7 and Expression 8 . Arithmetic control unit, the first operation unit, a coordinate input unit, by referring to the first temporary scale factor accommodating portion, and the value of the coordinate value y input, a temporary scale factor m t, the mean curvature The scale factor mt2 is calculated from the radius Rk2 by calculating the above formula 9 , and the first calculation unit stores the calculated scale factor mt2 in the first temporary scale factor storage unit. 1 temporary scale factor accommodating portion passes the housing to have a scale factor m t to the second temporary scale factor accommodating portion, for accommodating the scale factor m t2 instead as the scale factor m t above. The sub-determination unit refers to the first temporary scale factor storage unit, the second temporary scale factor storage unit, and the condition setting unit, and calculates the absolute difference between the calculated scale factor m t2 and the provisional scale factor m t until then. and a value, the absolute value of the difference between a convergence condition IPS2 scale factor compared with the threshold value, the calculated scale factor m t2 as the temporary scale factor m t of far greater than the threshold value Is determined, the result is notified to the regression control unit. Regression controller which has received the notification, through the operation control unit, the scale factor m t2 as scale factor m t of the next tentative the calculated instead of the temporary scale factor m t so far, at least, second, fourth And the fifth arithmetic unit again calculates Equation 10, latitude convergence calculation, Equation 3, and the first arithmetic unit again calculates Equation 7, Equation 8, and Equation 9. Secondary determination unit, compares the absolute value of the difference of the temporary scale factor m t so far the scale factor m t2 calculated again, the threshold and the convergence condition IPS2 the scale factor, the calculated scale factor m the absolute value of the difference between the temporary scaling factor m t t2 and until then, until it is determined to be equal to or less than the threshold value, the regression controller, via the operation control unit, at least, second, fourth and 5. The calculation unit 5 repeats the calculation of Equation 10, the convergence calculation of latitude, and the calculation of Equation 3, and the first calculation unit repeats the calculation of Equations 7, 8, and 9. Secondary determination unit, the absolute value of the difference between the calculated scale factor m t2 as the temporary scale factor m t In the meantime, when it is determined that less the threshold value, and notifies the result to the regression controller The regression control unit that has received the notification causes the output unit to output at least the value of the latitude φ k + 1 stored in the first temporary latitude storage unit .

上記本願の各発明は、直角座標上の座標点の入力により、自動的に、少なくとも当該緯度を算出するものであって、当該緯度計算中、必要とする垂線緯度の反復計算(収束)において、緯度に対応して縮尺係数の収束も反映させることが可能な装置・方法・プログラムやその記録媒体を提供し得た。これによって、極めて精度の高い、緯度計算を行うことができる。
即ち、この発明では、入力座標から基準子午線上に下ろした垂線の緯度(垂線緯度)を算出するに当たり、緯度の収束計算行い、得た垂線緯度から式3を用いて当該点(入力座標値に対応する)緯度を算出し直すことにより、より精度の高い緯度を得ることができる。更に、このようにして求めた緯度から縮尺係数を算出して当該縮尺係数の収束を加味した後処理を行うことにより、極めて精度の高い当該点の緯度の算出を可能とした
Each invention of the present application calculates at least the latitude automatically by inputting coordinate points on a rectangular coordinate, and during the calculation of the latitude, An apparatus, method, program and recording medium capable of reflecting the convergence of the scale factor corresponding to the latitude can be provided. As a result, it is possible to perform latitude calculation with extremely high accuracy.
That is, according to the present invention, in calculating the latitude of a perpendicular line (vertical latitude) drawn on the reference meridian from the input coordinates, the convergence of the latitude is calculated , and the point (input coordinate value) is calculated from the obtained perpendicular latitude using Equation 3. By recalculating the latitude (corresponding to), a more accurate latitude can be obtained. Further, by calculating the scale factor from the latitude thus obtained and performing post-processing taking into account the convergence of the scale factor, the latitude of the point can be calculated with extremely high accuracy .

以下、本願発明の好ましい実施の形態について、説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described.

1.本願発明に係る計算方法の概要
本願発明は、平面直角座標上の座標x,yから、対応する地球楕円体上の緯度、更には、経度、子午線収差を精度よく算出する位置計算方法を提供するものである。即ち、ガウス・クリューゲルの等角投影法により地球楕円体を投影する平面直角座標の座標点の座標値から、当該地球楕円上の対応する点の緯度、経度及び子午線収差を、高精度に算出する方法を提供するものである。
この方法は、垂線緯度の算出のための収束計算において、縮尺係数の収束を加味して、計算結果の精度を向上させたものである。
1. Outline of Calculation Method According to the Present Invention The present invention provides a position calculation method for accurately calculating latitude, longitude, and meridian aberration on the corresponding earth ellipsoid from the coordinates x, y on the plane rectangular coordinates. Is. That is, the latitude, longitude, and meridian aberration of the corresponding point on the earth ellipse are calculated with high accuracy from the coordinate values of the plane rectangular coordinates that project the earth ellipsoid using the Gauss-Krugel isometric projection method. A method is provided.
This method improves the accuracy of the calculation result in consideration of the convergence of the scale factor in the convergence calculation for calculating the normal latitude.

即ち、この方法は、主工程において、下記の式1にて垂線緯度の反復計算を行い、反復計算後の値から下記の式3を計算して緯度を算出する。そして、式3を経て得た値を用いて下記の式2にて縮尺係数を算出し、算出した縮尺係数から導いた基準子午線上の子午線弧長を用いて再度式1にて垂線緯度の反復計算を、更に、再度の式1による反復計算後の値にて式3の計算を、後処理工程として行うものである。
また、上記後処理工程に先立ち、算出した縮尺係数が収束したかを調べ、その結果当該縮尺係数が収束していた場合、後処理工程を行わずに、計算を終了することもできる。
従って、主工程の処理に続いて後処理工程を行い上記にて算出した縮尺係数を加味した結果を得るものとしてもよく、また、主工程の結果に対して、算出した縮尺係数の収束の判定を行い、当該縮尺係数が収束していない場合にのみ、上記の後処理工程を行うものとしてもよい。
このように、主工程後必ず後処理工程を行う場合も、主工程後の縮尺係数の収束の判定により後処理工程を行う場合も、何れも、垂線緯度の収束計算において、縮尺係数の収束を加味したものとなり、緯度の計算結果について必要な精度を確保することができる。尚、縮尺係数の収束を調べて後処理工程を行うか否かの判断を行う場合、無駄な反復計算(後処理工程)を行う必要がない。例えば、基準子午線付近では、主工程のみにて緯度及び経度の十分な精度を確保している場合がある。このような場合にまで後処理工程を行う必要がないからである。
但し、近年のコンピュータの性能の向上により、主工程後、必ず後処理工程を行うものとしても、実用上、計算に要する時間の増加や、ハードウエアの負荷による問題はない。
また、後処理工程は、1回に限らない。更に、上記と同様、後処理工程を行う毎に縮尺係数の収束の判定を行い、その結果により更に後処理工程を行うか否か判断するものとしても実施可能である。
That is, in this method, in the main process, the perpendicular latitude is repeatedly calculated by the following formula 1, and the latitude is calculated by calculating the following formula 3 from the value after the repeated calculation. Then, the scale factor is calculated by the following formula 2 using the value obtained through formula 3, and the normal latitude is repeated again by formula 1 using the meridian arc length on the reference meridian derived from the calculated scale factor. The calculation is further performed as a post-processing step by calculating the expression 3 with the value after the repeated calculation according to the expression 1 again.
Prior to the post-processing step, it is checked whether the calculated scale factor has converged. As a result, if the scale factor has converged, the calculation can be terminated without performing the post-processing step.
Therefore, it is possible to obtain a result obtained by performing the post-processing step subsequent to the main step processing and taking the scale factor calculated above into consideration, and determining the convergence of the calculated scale factor with respect to the result of the main step. The post-processing step may be performed only when the scale factor has not converged.
As described above, both in the case where the post-processing step is always performed after the main step and the case where the post-processing step is performed based on the determination of the convergence of the scale factor after the main step, the convergence of the scale factor is performed in the convergence calculation of the normal latitude. It takes into account, and the necessary accuracy can be ensured for the calculation result of latitude. Note that when it is determined whether or not the post-processing step is performed by checking the convergence of the scale factor, it is not necessary to perform useless iterative calculation (post-processing step). For example, in the vicinity of the reference meridian, sufficient accuracy of latitude and longitude may be ensured only by the main process. This is because it is not necessary to perform a post-processing step in such a case.
However, even if the post-processing step is always performed after the main step due to the recent improvement in computer performance, there is no practical problem of increase in calculation time or hardware load.
Further, the post-processing process is not limited to once. Further, similar to the above, it is possible to determine whether or not the scale factor is converged every time the post-processing step is performed, and to determine whether or not the post-processing step is further performed based on the result.

以下、主工程後の縮尺係数の収束の判定により後処理工程を行うものについてその概要を説明する。
この位置計算方法は、上記座標値x,yの入力を受け付ける。そして当該座標値xが与えられることにより、地球楕円体の赤道から当該座標値x,yが属する座標系原点までの子午線弧長に対し、当該座標値xを0以外の仮の縮尺係数mtで除した値を、加算して、赤道から当該座標値xまでの基準子午線上の子午線弧長Wとする。また、地球楕円体の長半径と第1離心率と緯度とから定まる子午線曲率半径について、地球楕円体の長半径aと第1離心率eと共に任意の数値(緯度φj)を初期値として与え、別途に子午線曲率半径を以って赤道から上記緯度φj まで積分(近似計算)することにより、赤道からの基準子午線上の子午線弧長S(φj )を算出する。そして、基準子午線上の上記漸近緯度φjから、式1を計算して基準子午線上の緯度φj+1を漸近値(漸近緯度φj+1)として算出する。
φj+1 =φj
+(W−S (φj ) )(1−e2sin2φj3/2/a(1−e2)…式1
上記式1にて算出した基準子午線上の緯度φj+1と基準子午線上の緯度φjとの差の絶対値と、基準値との比較を行い、上記基準子午線上の、漸近緯度φj+1と緯度φjとの差の絶対値が基準値を超えると判定した場合、即ち、この漸近緯度φj+1を、上記入力座標から基準子午線上に下ろした垂線の緯度とするには十分収束していないと判定した場合、この漸近緯度φj+1を上記基準子午線上の緯度φjとし、基準子午線上の赤道からの子午線弧長S(φj)を算出すると共に当該子午線弧長S(φj)から上記式1の計算にて再度漸近緯度φj+1を算出し、再度上記比較を行う。その結果、基準子午線上の、漸近緯度φj+1と緯度φjとの差の絶対値が基準値以内と判定した場合、即ち、この漸近緯度φj+1(以下必要に応じて最近似垂線緯度と呼ぶ。)を、上記入力座標から基準子午線上に下ろした垂線とするのに十分収束したと判定した場合、当該漸近緯度φj+1を、入力座標から基準子午線上に下ろした垂線の緯度φkとして、仮の縮尺係数mtと、当該垂線緯度φkと、当該垂線緯度φk における子午線曲率半径Mk 及び卯酉線曲率半径Nk と、e’cosφkにて定まる第1の値ηkと、tanφk にて定まる第2の値tk と、上記座標値yとから、式3を計算して緯度φk+1を算出する。
φk+1 =φk
−tk(y/mt2/2Mkk+tk(y/mt4(5+3tk 2+ηk
2 −9tk 2ηk 2−4ηk 4)/24Mkk 3−tk(y/mt6(61+90tk 2+45tk 4)/720Mkk 5
…式3
上記にて求めた緯度φk+1 を、当該(入力座標値に対応する)緯度φnとして縮尺係数mt+1を算出し、縮尺係数mt+1と上記仮の縮尺係数mtとの差の絶対値と、所定値との比較を行い(以上主工程)、当該縮尺係数mt+1と上記仮の縮尺係数mtとの差の絶対値が所定値を超えると判定した場合に、当該縮尺係数mt+1を用いて求めた、基準子午線上の子午線弧長Wにて、上記式1の計算をやり直す(後処理工程)。
その結果得られた緯度を計算結果として出力する。また、緯度の計算の過程にて、経度及び子午線収差を計算する。
上記の式1をイテレーション式(反復式)として行う反復計算は、図3に示す平面座標において、基準子午線(X軸)上の漸近緯度φj+1 を、入力座標点(x,y)から基準子午線(X軸)に下ろした垂線hと、基準子午線(X軸)との交点Gに近似させる(近づける)計算である。基準子午線上において縮尺係数は0.9999である。式1による反復計算により、漸近緯度φj+1を上記交点Gと取り扱うに十分近接した場合、当該漸近緯度φj+1 を最近似垂線緯度とし、式3の計算により、座標値(x,y)に対応する緯度φk+1を算出するのである。
また、上記の仮の縮尺係数とは、上記直角座標の座標値yと、原点における縮尺係数m0 又はその代替値と、当該座標が属する座標系の原点における平均曲率半径R0とから、式2の計算により、算出した縮尺係数mt である。
t ={1+(y2 /2m0 20 2)+(y4/24m0 40 4)}×0.9999…式2
上記の原点における平均曲率半径R0 は、当該座標が属する座標系の原点の緯度φ0 又はその代替値と共に、地球楕円体の長半径a及び短半径b、或いは当該半径a,bから導かれる第1離心率e、第2離心率e’を用いて定めたものである。
上記の仮の縮尺係数には、式2にて算出するものに限定するものではなく、0以外の任意の数値を採用することが可能である。但し、無駄な後処理工程を減ずる観点から、上記式2を用いて算出したものを採用するのが好ましい。
また上記において、式2を用いる場合も、原点における縮尺係数m0の代替値として0以外の任意の数値を用いることが可能であるが、上記と同様の観点から、このような代替値ではなく、当該原点における縮尺係数m0を用いて計算を行うのが好ましい。
また、上記の上記縮尺係数mt+1は、原点縮尺係数m0に代え上記縮尺係数mtを用い、且つ、原点における平均曲率半径R0に代え式3にて算出した緯度φn
における平均曲率半径Rφn(後述のRk2)を用いて、上記式2により算出するものである(言い換えると、式2において、mtをm0に代入し、Rφn をR0に代入して計算する)。
In the following, an outline of the post-processing step performed by determining the convergence of the scale factor after the main step will be described.
This position calculation method accepts input of the coordinate values x and y. Given the coordinate value x, the coordinate value x is set to a temporary scale factor m t other than 0 for the meridian arc length from the equator of the earth ellipsoid to the origin of the coordinate system to which the coordinate values x and y belong. The values divided by are added to obtain the meridian arc length W on the reference meridian from the equator to the coordinate value x. For the meridian curvature radius determined from the major radius of the earth ellipsoid, the first eccentricity, and the latitude, an arbitrary value (latitude φ j ) is given as an initial value together with the major radius a of the earth ellipsoid and the first eccentricity e. Separately, the meridian arc length S (φ j ) on the reference meridian from the equator is calculated by integrating (approximate calculation) from the equator to the latitude φ j with a meridian radius of curvature. Then, Equation 1 is calculated from the asymptotic latitude φ j on the reference meridian to calculate the latitude φ j + 1 on the reference meridian as an asymptotic value (asymptotic latitude φ j + 1 ).
φ j + 1 = φ j
+ (W-S (φ j )) (1-e 2 sin 2 φ j) 3/2 / a (1-e 2) ... formula 1
It performs the absolute value of the difference between the latitude phi j on latitude phi j + 1 and the reference meridian on the reference meridian is calculated by the above equation 1, the comparison with the reference value, on the reference meridian, asymptotic latitude phi j When it is determined that the absolute value of the difference between +1 and the latitude φ j exceeds the reference value, that is, to make the asymptotic latitude φ j + 1 a latitude of a perpendicular line that is lowered from the input coordinates above the reference meridian If it is determined that it has not converged sufficiently, the asymptotic latitude φ j + 1 is set as the latitude φ j on the reference meridian, the meridian arc length S (φ j ) from the equator on the reference meridian is calculated, and the meridian arc The asymptotic latitude φ j + 1 is calculated again from the length S (φ j ) by the calculation of the above equation 1, and the comparison is performed again. As a result, when it is determined that the absolute value of the difference between the asymptotic latitude φ j + 1 and the latitude φ j on the reference meridian is within the reference value, that is, this asymptotic latitude φ j + 1 (hereinafter approximated as necessary) Is called the perpendicular latitude), and the asymptotic latitude φ j + 1 is perpendicular to the reference meridian from the input coordinates. as the latitude phi k, and tentative scale factor m t, and the vertical line latitude phi k, and the vertical line latitude meridian radius of curvature phi k M k and prime vertical radius of curvature N k, the determined at E'cosfai k a value of 1 eta k, calculates a second value t k determined by tan [phi k, from the above coordinate values y, the latitude phi k + 1 by calculating the equation 3.
φ k + 1 = φ k
-T k (y / m t) 2 / 2M k N k + t k (y / m t) 4 (5 + 3t k 2 + η k
2 -9t k 2 η k 2 -4η k 4) / 24M k N k 3 -t k (y / m t) 6 (61 + 90t k 2 + 45t k 4) / 720M k N k 5
... Formula 3
The scale factor m t + 1 is calculated using the latitude φ k + 1 obtained above as the latitude φ n (corresponding to the input coordinate value), and the scale factor m t + 1 and the temporary scale factor m t the absolute value of the difference between, and compares with the predetermined value (or main process), if the absolute value of the difference between the scaling factor m t + 1 and the temporary scale factor m t is determined to exceed the predetermined value Then, the calculation of Equation 1 above is performed again with the meridian arc length W on the reference meridian obtained using the scale factor m t + 1 (post-processing step).
The resulting latitude is output as the calculation result. Also, longitude and meridian aberrations are calculated in the process of calculating latitude.
The iterative calculation in which the above Equation 1 is used as an iteration equation (iteration equation) is as follows. In the plane coordinates shown in FIG. 3, the asymptotic latitude φ j + 1 on the reference meridian (X axis) This is a calculation for approximating (approaching) an intersection G between a perpendicular h drawn down to the reference meridian (X axis) and the reference meridian (X axis). The scale factor is 0.9999 on the reference meridian. The iteration according to Equation 1, if the asymptotic latitude phi j + 1 is sufficiently close to the handle and the intersection point G, and the asymptotic latitude phi j + 1 the nearest perpendicular latitude, the calculation of equation 3, the coordinate values (x, The latitude φ k + 1 corresponding to y) is calculated.
The provisional scale factor is calculated from the coordinate value y of the rectangular coordinate, the scale factor m 0 at the origin or an alternative value thereof, and the average curvature radius R 0 at the origin of the coordinate system to which the coordinate belongs. the second calculation is calculated scale factor m t.
m t = {1+ (y 2 / 2m 0 2 R 0 2 ) + (y 4 / 24m 0 4 R 0 4 )} × 0.9999 Equation 2
The average radius of curvature R 0 at the origin is derived from the major radius a and minor radius b of the earth ellipsoid, or the radii a and b, together with the latitude φ 0 of the origin of the coordinate system to which the coordinate belongs, or an alternative value thereof. This is determined using the first eccentricity e and the second eccentricity e ′.
The provisional scale factor is not limited to that calculated by Equation 2, and any numerical value other than 0 can be adopted. However, from the viewpoint of reducing useless post-processing steps, it is preferable to adopt the one calculated using the above formula 2.
Also, in the above, even when Expression 2 is used, any numerical value other than 0 can be used as an alternative value for the scale factor m 0 at the origin. However, from the same viewpoint as the above, such an alternative value is not used. The calculation is preferably performed using the scale factor m 0 at the origin.
The scale factor m t + 1 is the latitude φ n calculated by using the scale factor m t instead of the origin scale factor m 0 and the equation 3 instead of the average radius of curvature R 0 at the origin.
Using the average radius of curvature R [phi] n (described later R k2) in, and calculates the above equation 2 (in other words, in Equation 2, by substituting m t to m 0, by substituting R [phi] n to R 0 To calculate).

上記の通り、主工程は、式1にて垂線緯度を反復収束計算させ、その後式3、式4(式19)、式5、及び式2を経ることにより、緯度、経度、子午線収差角及び縮尺係数を算出する工程である。垂線緯度の反復収束計算は、上記の式1にて、他の値は変更せずに、漸近緯度φj+1を緯度φjとし直して新たに漸近緯度φj+1を求め、当該計算を|φj+1−φj|が収束するまで行う。)。そして、主工程で|φj+1−φj|が収束した際、即ち当該漸近緯度φj+1が最近似垂線緯度となった際、漸近緯度φj+1を垂線緯度φk として用い、式3を計算する。式3の計算にて得られた値を緯度φk+1をφn として、上記の通り当該緯度φn における平均曲率半径から縮尺係数mt+1を求める。
上記にて算出した縮尺係数mt+1と、それまで各値を算出するのに用いた縮尺係数mtとについて、|mt+1−mt |が収束しているか判定する。その結果、収束していれば、計算を終了し、式3、式4(式19)、式5及び式2を経て得た上記の緯度φn、経度λ、子午線収差角γ、及び縮尺係数mt+1を、目的の数値として出力する。
上記において|mt+1−mt |が収束していないと判定した場合、後処理工程を行う。後処理工程において、上記主工程で得た縮尺係数mt+1を用い、他の値は、(主工程で用いたものと)変更することなく、主工程と同様の処理を行う。当該後処理工程において|mt+1−mt
|が収束していなかった場合、当該後処理工程で得た縮尺係数mt+1を用いて、更なる後処理工程を行う。
要するに、式2において、上記縮尺係数mtを原点縮尺係数m0の代わりに用いて、式3にて計算した緯度φnにおける平均曲率半径Rφn(後述のRk2)を原点における平均曲率半径R0の代わりに用いることにより、当該点の縮尺係数を算出する。
これを反復させると、当該点の縮尺係数は収束する性質を持ち、完全に収束した場合の縮尺係数は、当該点(入力座標)における縮尺係数である。
As described above, the main process is to repeatedly calculate the normal latitude in Equation 1 and then go through Equation 3, Equation 4 (Equation 19), Equation 5, and Equation 2 to obtain the latitude, longitude, meridian aberration angle, and This is a step of calculating a scale factor. Repetitive convergence calculation of perpendicular latitude is calculated by changing the asymptotic latitude φ j + 1 to latitude φ j in Equation 1 above without changing other values, and newly calculating asymptotic latitude φ j + 1 Until | φ j + 1 −φ j | converges. ). When | φ j + 1 −φ j | converges in the main process, that is, when the asymptotic latitude φ j + 1 becomes the most approximate normal latitude, the asymptotic latitude φ j + 1 is used as the normal latitude φ k. Equation 3 is calculated. Assuming that the value obtained by the calculation of Equation 3 is the latitude φ k + 1 as φ n , the scale factor m t + 1 is obtained from the average radius of curvature at the latitude φ n as described above.
Determines whether converges | a scaling factor m t + 1 calculated in the above, for a scale factor m t used for calculating the values until then, | m t + 1 -m t. As a result, if converged, the calculation is terminated, and the latitude φ n , longitude λ, meridian aberration angle γ, and scale factor obtained through Equation 3, Equation 4 (Equation 19), Equation 5 and Equation 2 are obtained. m t + 1 is output as a target numerical value.
If it is determined that | m t + 1 −m t | has not converged, a post-processing step is performed. In the post-processing process, the scale factor m t + 1 obtained in the main process is used, and other values are the same as those in the main process without being changed (the same as that used in the main process). In the post-processing step | m t + 1 −m t
If | has not converged, a further post-processing step is performed using the scale factor m t + 1 obtained in the post-processing step.
In short, in Formula 2, by using the scale factor m t instead of the origin scale factor m 0, the average curvature at the latitude phi n calculated by Equation 3 radius R [phi] n average radius of curvature at the origin of the (R k2 below) By using it instead of R 0 , the scale factor of the point is calculated.
When this is repeated, the scale factor of the point has the property of convergence, and the scale factor when completely converged is the scale factor at the point (input coordinates).

2.本願発明に係る装置の概要とその構成
図1は、この装置の説明図である。図2は、その処理のフローを示す説明図である。
2−1)位置計算装置の概要
この装置は、オペレータから平面直角座標上の座標値x,yの入力を受付け、自動的に(出力まで人手を要することなく専ら装置のみにて)計算を行い、対応する地球楕円体(準拠楕円体を指す。ここではWGS84楕円体を採用する。但し、ベッセル、GRS80等の他の楕円体を採用しても実施可能である。)上の緯度及び経度を出力するものである。
2. Outline of Device According to the Present Invention and its Configuration FIG. 1 is an explanatory diagram of this device. FIG. 2 is an explanatory diagram showing the flow of the processing.
2-1) Outline of position calculation device This device accepts input of coordinate values x and y on a plane rectangular coordinate from an operator, and performs calculation automatically (only with the device without manpower until output). , The latitude and longitude on the corresponding earth ellipsoid (referring to the reference ellipsoid. Here, the WGS84 ellipsoid is adopted. Output.

2−2)ハードウエア構成
この位置計算装置は、位置計算プログラムをコンピュータへ導入することにより、構築される。このコンピュータは、入力装置と、演算装置と、制御装置と、記憶装置(内部記憶装置及び外部記憶装置)とを備えた一般的なPC(パーソナルコンピュータ)やWS(ワークステーション)を採用して実施することができる。即ち、キーボード、マウスに代表される入力装置、ディスプレイやプリンタに代表される出力装置、CPU(中央上方処理装置)に代表されるされる演算装置や制御装置(演算制御装置)、RAM(ランダムアクセスメモリ)に代表される内部記憶装置、ハードディスクやフレキシブルディスクその他の磁気ディスク或いは光学ディスクに代表される外部記憶装置を備えた一般的なコンピュータを採用して実施することができる。
2-2) Hardware configuration This position calculation device is constructed by introducing a position calculation program into a computer. This computer employs a general PC (personal computer) or WS (workstation) equipped with an input device, an arithmetic device, a control device, and a storage device (internal storage device and external storage device). can do. That is, an input device represented by a keyboard and a mouse, an output device represented by a display and a printer, an arithmetic device and control device (arithmetic control device) represented by a CPU (central upper processing device), and a RAM (random access) The present invention can be implemented by employing a general computer having an internal storage device represented by a memory) and an external storage device represented by a hard disk, a flexible disk, other magnetic disks, or an optical disk.

2−3)ソフトウエア
上記の位置計算プログラムは、コンピュータの資源を全て占有する専用のソフトウエアであっても実施可能であるが、MS−DOS(登録商標)、Windows(登録商標)やUNIX(登録商標)に代表される周知のOS(オペレーティングシステム)上で動作するものとしても実施可能である。
また、位置計算プログラムは、インタプリンタ型のものであっても、アセンブラやコンパイラを使用して生成されたものであっても何れでもよい。
この実施の形態において、位置計算プログラムは、OSが導入されたコンピュータ上に、導入されて位置計算装置を実現する。以下、OSと、位置計算プログラムとを位置計算ソフトウエアと呼ぶ(必要に応じて単にソフトと呼ぶ)。
2-3) Software The above position calculation program can be implemented even with dedicated software that occupies all the resources of the computer. However, MS-DOS (registered trademark), Windows (registered trademark), UNIX ( The present invention can also be implemented by operating on a well-known OS (operating system) represented by a registered trademark.
Further, the position calculation program may be an interpreter type, or may be generated using an assembler or a compiler.
In this embodiment, the position calculation program is installed on a computer in which an OS is installed to realize a position calculation apparatus. Hereinafter, the OS and the position calculation program are referred to as position calculation software (simply referred to as software as necessary).

2−4)計算装置の構成
この実施の形態に示す位置計算装置は、等角投影法により地球楕円体(準拠楕円体)を投影する平面直角座標X,Y上の座標値x,yを入力することにより、少なくとも当該座標値に対応する地球楕円体上の緯度φn、経度λ、子午線収差γを出力するものである。
図1に示す通り、この装置は、データ置部10を有する座標入力部1と、出力部2と、定数設定部31と、初期値設定部32と、条件設定部33と、第1仮緯度収容部41と、第2仮緯度収容部42と、第1仮縮尺係数収容部51と、第2仮縮尺係数収容部52と、第1〜第7の7つの演算部61,62,63,64,65,66,67を有する演算部6と、演算制御部7と、主判定部81及び副判定部82を有する判定部8と、回帰制御部9とを備える。
この実施の形態において、座標入力部1は、入力されたデータを一時的に保持するデータ置部10を備える。また、定数設定部31は、算出値置部30を備える。
座標入力部1は、上記ソフトと、コンピュータが有する、上記の入力装置と、演算制御装置とにて構築される。出力部2は、上記ソフトと、コンピュータが有する上記出力装置と、演算制御装置とにて構築される。
定数設定部31、初期値設定部32及び条件設定部33の夫々は、上記ソフトと、コンピュータが有する、上記の演算制御装置、内部記憶装置及び外部記憶装置とにて構築される。
第1仮緯度収容部41、第2仮緯度収容部42、第1仮縮尺係数収容部51及び第2仮縮尺係数収容部52は、夫々、上記ソフトと、コンピュータが有する、上記の演算制御装置と、内部記憶装置とにて構築される。
第1〜第7の7つの演算部61,62,63,64,65,66,67と、演算制御部7と、主判定部81と、副判定部82と、回帰制御部9とは、夫々、上記ソフトと、コンピュータが有する、上記の演算制御装置と、内部記憶装置とにて構築される。
2-4) Configuration of Calculation Device The position calculation device shown in this embodiment inputs coordinate values x and y on plane rectangular coordinates X and Y for projecting an earth ellipsoid (reference ellipsoid) by an isometric projection method. By doing so, at least the latitude φ n , longitude λ, and meridian aberration γ on the earth ellipsoid corresponding to the coordinate value are output.
As shown in FIG. 1, this apparatus includes a coordinate input unit 1 having a data placement unit 10, an output unit 2, a constant setting unit 31, an initial value setting unit 32, a condition setting unit 33, and a first temporary latitude. The accommodating part 41, the second temporary latitude accommodating part 42, the first temporary scale coefficient accommodating part 51, the second temporary scale coefficient accommodating part 52, and the first to seventh arithmetic units 61, 62, 63, The calculation part 6 which has 64, 65, 66, 67, the calculation control part 7, the determination part 8 which has the main determination part 81 and the sub determination part 82, and the regression control part 9 are provided.
In this embodiment, the coordinate input unit 1 includes a data placement unit 10 that temporarily holds input data. The constant setting unit 31 includes a calculated value setting unit 30.
The coordinate input unit 1 is constructed by the software, the input device, and the arithmetic control device that the computer has. The output unit 2 is constructed by the software, the output device included in the computer, and an arithmetic control device.
Each of the constant setting unit 31, the initial value setting unit 32, and the condition setting unit 33 is constructed by the software and the arithmetic control device, internal storage device, and external storage device that the computer has.
The first temporary latitude accommodating portion 41, the second temporary latitude accommodating portion 42, the first temporary scale factor accommodating portion 51, and the second temporary scale factor accommodating portion 52 are respectively the above-described arithmetic and control devices included in the software and the computer. And an internal storage device.
The first to seventh arithmetic units 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, the arithmetic control unit 7, the main determination unit 81, the sub determination unit 82, and the regression control unit 9 are: Each of them is constructed by the software, the arithmetic and control unit of the computer, and an internal storage device.

2−5)計算装置の構成の詳細
上記の座標入力部1は、オペレータからの上記座標値x,yの入力を受け付け、データ置部10に収容する。
定数設定部31は、上記地球楕円体の、長半径a、短半径b、第1離心率e、第2離心率e’の夫々、又はこれらに準じた値と、上記の座標x,yが属する座標系の原点の、緯度φ0又はその代替値、経度λ0の夫々と、当該原点における縮尺係数m0又はその代替値と、後述する定数A〜Fとが、既知の数値として設定されている。
ここで設定とは、この装置を用いた位置計算の度にオペレータがこれらの値(定数)を上記入力装置を通じて入力するもの、オペレータが予め外部記憶装置にこれらの値(定数)を収容しておくもの、位置計算プログラムの一部としてプログラムが備えプログラムの導入によって自動的に外部記憶装置に収容されるものの何れも含む。
ここでは、必要な定数は、プログラムに含まれるものとして外部記憶装置に導入され、導入後オペレータによってコンピュータが備える上記入力装置を通じて、書き換え可能とする(書き換えられるのは、主として、上記の、原点の緯度φ0又はその代替値と、経度λ0と、原点の縮尺係数m0又はその代替値である)。
定数設定部31は、算出値置部30を備える。算出値置部30は、演算部6が算出した値を収容する。
2-5) Details of Configuration of Computing Device The coordinate input unit 1 receives the input of the coordinate values x and y from the operator and stores them in the data placement unit 10.
The constant setting unit 31 is configured so that the major radius a, the minor radius b, the first eccentricity e, the second eccentricity e ′ of the earth ellipsoid, or values corresponding to these, and the coordinates x and y are The latitude φ 0 or its substitute value, longitude λ 0 of the origin of the coordinate system to which it belongs, the scale factor m 0 or its substitute value at the origin, and constants A to F described later are set as known numerical values. ing.
Here, “setting” means that the operator inputs these values (constants) through the input device every time the position is calculated using this device, and the operator stores these values (constants) in the external storage device in advance. And any of those stored in the external storage device by introducing the program as part of the position calculation program.
Here, the necessary constants are introduced into the external storage device as being included in the program, and can be rewritten by the operator through the input device included in the computer after the introduction (rewriting is mainly performed at the origin point described above. Latitude φ 0 or its substitute value, longitude λ 0 , and origin scale factor m 0 or its substitute value).
The constant setting unit 31 includes a calculated value placing unit 30. The calculated value placement unit 30 stores the value calculated by the calculation unit 6.

演算部6について説明する。尚、ここでは(この2−5)の説明では)、演算部6を構成する第1〜第7の演算部61〜67夫々について、他の演算部との関係を無視し(演算部61〜67間のデータの流れについては無視し)、個々の演算部の内容を中心に説明する。従って、この2−5)において、演算部夫々の説明に用いる記号は、特に断りがない限り、他の演算部で用いるものと独立したものとする(他の演算部が、同じ記号で表された定数やパラメータを使うものであっても、特に断りがない限り、当該記号が示す数値は別のものである)。
夫々の演算にて、処理される加減乗除及び、正弦、余弦、正接は、周知の方法によって、コンピュータを用いたソフトウエアによる情報処理(数値計算)にて行われる(近似計算も含む)。
The calculation unit 6 will be described. Here (in the description of 2-5), the first to seventh calculation units 61 to 67 constituting the calculation unit 6 are ignored in relation to other calculation units (the calculation units 61 to 61). The data flow between 67 is ignored), and the content of each calculation unit will be mainly described. Therefore, in this 2-5), symbols used for explanation of each computation unit are independent from those used in other computation units unless otherwise specified (other computation units are represented by the same symbols). Even if it uses constants or parameters, the numerical value indicated by the symbol is different unless otherwise noted).
The addition, subtraction, multiplication, division, and sine, cosine, and tangent processed in each calculation are performed by information processing (numerical calculation) by software using a computer (including approximate calculation) by a known method.

第1演算部61は、少なくとも次の4つの演算1)〜4)を行うことが可能である。
演算1)
c=a2 /b=a/(1−e21/2 =a(1+e'21/2 …式6
を、地球楕円体の長半径a、地球楕円体の短半径b、地球楕円体の第1離心率e、地球楕円体の第2離心率e’の各値から計算し、地球楕円体の極の曲率半径cを求めること。尚、上記第1及び第2の離心率は、地球楕円体の長半径aと短半径bとから算定することができる。また、この地球楕円体の極の曲率半径cは、定数として算出によらずに、定数設定部31が保持するものとしてもよい。
演算2)
V=(1+e'2cos2φ)1/2 …式7
上記式7を、緯度φと第2離心率e’の各値から計算し、Vを求めること。
演算3)
R=c/V2 …式8
上記式8を、地球楕円体の極の曲率半径cと、上記Vの値とから計算し、緯度φにおける平均曲率半径を求めること。
演算4)
n+1 =(1+y2 /2mn 22 +y4/24mn 44)×0.9999
…式9
上記式9を、平面直角座標上の座標値x,yのyの値と、仮の縮尺係数mn とから計算し、縮尺係数mn+1 を求めること。
この演算4)は、特許請求の範囲に示す式2を処理する機能である(式9の縮尺係数mn を原点縮尺係数m0 とし、平均曲率半径Rを原点における平均曲率半径R0としたものが、請求項2に示す式2である)。
The first calculation unit 61 can perform at least the following four calculations 1) to 4).
Calculation 1)
c = a 2 / b = a / (1-e 2) 1/2 = a (1 + e '2) 1/2 ... Equation 6
Is calculated from the values of the major radius a of the earth ellipsoid, the minor radius b of the earth ellipsoid, the first eccentricity e of the earth ellipsoid, and the second eccentricity e ′ of the earth ellipsoid. To obtain the radius of curvature c. The first and second eccentricities can be calculated from the major radius a and the minor radius b of the earth ellipsoid. The curvature radius c of the pole of the earth ellipsoid may be held by the constant setting unit 31 without being calculated as a constant.
Calculation 2)
V = (1 + e ′ 2 cos 2 φ) 1/2 .
Calculate the above equation 7 from each value of latitude φ and second eccentricity e ′ to obtain V.
Calculation 3)
R = c / V 2 Formula 8
Equation 8 is calculated from the radius of curvature c of the pole of the earth ellipsoid and the value of V, and the average radius of curvature at latitude φ is obtained.
Calculation 4)
m n + 1 = (1 + y 2 / 2m n 2 R 2 + y 4 / 24m n 4 R 4) × 0.9999
... Formula 9
The above equation 9 is calculated from the y values of the coordinate values x, y on the plane rectangular coordinates and the temporary scale factor mn to obtain the scale factor mn + 1 .
This calculation 4) is a function for processing the equation 2 shown in the claims (the scale factor mn in equation 9 is the origin scale factor m 0 , and the average curvature radius R is the average curvature radius R 0 at the origin). (Equation 2 shown in claim 2).

第2演算部62は、次の演算5)を行うことが可能である。
演算5)
W=a(1−e2 )・{A・φ−(B/2)・(sin 2φ)
+(C/4)・(sin 4φ)−(D/6)・(sin 6φ)
+(E/8)・(sin 8φ)−(F/10)・(sin 10φ)}
+x/m
…式10
上記式10を、第2演算部62は、地球楕円体の長半径aの値と、定数A〜Fの各値と、緯度φの値と、平面直角座標上の座標値x,yのxの値と、0以外の任意の実数mとから計算し、赤道から当該座標値xまでの基準子午線上の子午線弧長Wを求めること。尚、各定数A〜Fは、第1離心率eによって定まるものである(後述のステップ107参照)。
The second calculation unit 62 can perform the following calculation 5).
Calculation 5)
W = a (1-e 2 ) · {A · φ− (B / 2) · (sin 2φ)
+ (C / 4) · (sin 4φ)-(D / 6) · (sin 6φ)
+ (E / 8) · (sin 8φ) − (F / 10) · (sin 10φ)}
+ X / m
... Formula 10
From the above equation 10, the second calculator 62 calculates the value of the major radius a of the earth ellipsoid, the values of the constants A to F, the value of the latitude φ, and the x and y of the coordinate values x and y on the plane rectangular coordinates. And a meridian arc length W on the reference meridian from the equator to the coordinate value x is calculated from the value of and any real number m other than 0. Each of the constants A to F is determined by the first eccentricity e (see step 107 described later).

第3演算部63は、次の演算6)を行うことが可能である。
演算6)
S (φ )=a(1−e2 )・{A・φ−(B/2)・(sin 2φ)
+(C/4)・(sin 4φ)−(D/6)・(sin 6φ)
+(E/8)・(sin 8φ)−(F/10)・(sin10 φ)}
…式11
上記の式11を、地球楕円体の長半径aと、第1離心率eと、上記の各定数A〜Fと、緯度φとから計算し、赤道から緯度φまでの子午線弧長S (φ )を求めること。
The third calculation unit 63 can perform the following calculation 6).
Calculation 6)
S (φ) = a (1-e 2 ) · {A · φ− (B / 2) · (sin 2φ)
+ (C / 4) · (sin 4φ)-(D / 6) · (sin 6φ)
+ (E / 8) · (sin 8φ) − (F / 10) · (sin10 φ)}
... Formula 11
The above equation 11 is calculated from the major radius a of the earth ellipsoid, the first eccentricity e, the above constants A to F, and the latitude φ, and the meridian arc length S (φ from the equator to the latitude φ )

第4演算部64は、次の演算7)を行うことが可能である。
演算7)
φn+1 =φn
+(W−S (φn ) )(1−e2 sin2φn3/2/a(1−e2
…式12
上記式12を、仮の垂線緯度φn と、赤道から当該座標値xまでの基準子午線上の子午線弧長Wと、仮の垂線緯度φn における赤道からの子午線弧長S (φn
)と、地球楕円体の長半径aと、第1離心率eの、各値から計算し垂線緯度φn+1を求めること。
この式12は、特許請求の範囲に示す式1と対応する。
The fourth calculation unit 64 can perform the following calculation 7).
Calculation 7)
φ n + 1 = φ n
+ (WS (φ n )) (1-e 2 sin 2 φ n ) 3/2 / a (1-e 2 )
... Formula 12
The above equation 12 is obtained by substituting the temporary normal latitude φ n , the meridian arc length W on the reference meridian from the equator to the coordinate value x, and the meridian arc length S (φ n from the equator at the temporary normal latitude φ n .
), The major radius a of the earth ellipsoid, and the first eccentricity e to calculate the normal latitude φ n + 1 .
This expression 12 corresponds to the expression 1 shown in the claims.

第5演算部65は、次の5つの演算8)〜12)を行うことが可能である。
演算8)
t=tan φ …式13
上記式13を、与えられた緯度φ値から、計算し、tを求めること。
演算9)
η=e’cos
φ …式14
上記式14を、地球楕円体の第2離心率e’と、緯度φの、夫々の値から、計算し、ηを求めること。
演算10)
M=c/ 3 …式15
上記式15を、地球楕円体の極の曲率半径cの値と、緯度φにて定まるVの値とから計算し、当該緯度φについての子午線曲率半径Mを求めること。
演算11)
N=c/V …式16
上記式16を、地球楕円体の極の曲率半径cの値と、緯度φにて定まるVの値とから計算し、当該緯度φについての卯酉線曲率半径Nを求めること。
演算12)
φn+1 =φn −tn (y/mt2 /2Mnn+tn(y/mt4(5+3tn 2+ηn 2−9tn 2ηn 2−4ηn 4)/24Mnn 3−tn(y/mt6(61+90tn 2+45tn 4)/720Mnn 5 …式17
上記式17を、平面直角座標上の座標値x,yのyの値、最近似垂線緯度φn、縮尺係数mt 、最近似垂線緯度φnについてのtn、最近似垂線緯度φnについてのηn、最近似垂線緯度φnについての子午線曲率半径Mn、及び、最近似垂線緯度φnについての卯酉線曲率半径Nnの、夫々の値から計算し、当該緯度φn+1を求めること。
この式17は、特許請求の範囲に示す式3に対応する。
The fifth calculation unit 65 can perform the following five calculations 8) to 12).
Calculation 8)
t = tan φ ... Formula 13
Calculate the above equation 13 from the given latitude φ value to obtain t.
Calculation 9)
η = e'cos
φ ... Formula 14
The above equation 14 is calculated from the values of the second eccentricity e ′ of the earth ellipsoid and the latitude φ to obtain η.
Calculation 10)
M = c / V 3 Formula 15
The above equation 15 is calculated from the value of the curvature radius c of the pole of the earth ellipsoid and the value of V determined by the latitude φ to obtain the meridian curvature radius M for the latitude φ.
Calculation 11)
N = c / V Equation 16
The above equation 16 is calculated from the value of the curvature radius c of the pole of the earth ellipsoid and the value of V determined by the latitude φ to obtain the shoreline curvature radius N for the latitude φ.
Calculation 12)
φ n + 1 = φ n −t n (y / m t ) 2 / 2M n N n + t n (y / m t ) 4 (5 + 3 t n 2 + η n 2 −9t n 2 η n 2 −4η n 4 ) / 24M n N n 3 −t n (y / m t ) 6 (61 + 90 t n 2 +45 t n 4 ) / 720M n N n 5 Equation 17
The above equation 17, the coordinate values x, y values of y in the plane rectangular coordinates, nearest perpendicular latitude phi n, scale factor m t, t n for nearest perpendicular latitude phi n, the nearest perpendicular latitude phi n of eta n, meridian radius of curvature M n of nearest perpendicular latitude phi n, and, of U Tri line curvature radius n n of nearest perpendicular latitude phi n, calculated from the values of respective the latitude phi n + 1 To seek.
This Expression 17 corresponds to Expression 3 shown in the claims.

第6演算部66は、次の2つの演算13)及び14)を行うことが可能である。
演算13)
Δλ=(y/mt )/Nn cos φn
−(y/mt3 (1+2tn 2 +ηn 2)/6Nn 3cosφn
+(y/mt5(5+28tn 2 +24tn 4)/120Nn 5cosφn
…式18
上記式18を、平面直角座標上の座標値x,yのyの値、最近似垂線緯度φn 、縮尺係数mt 、最近似垂線緯度φnについてのtn、最近似垂線緯度φnについてのηn、及び、最近似垂線緯度φnについての卯酉線曲率半径Nnの、夫々の値から計算し、経度差分Δλを求めること
演算14)
λ=λ0
+Δλ …式19
上記式19を、平面直角座標上の座標値x,yの属する原点の経度λ0
と、経度差分の夫々の値とから、計算し、経度λを求めること。
The sixth calculation unit 66 can perform the following two calculations 13) and 14).
Calculation 13)
Δλ = (y / m t ) / N n cos φ n
- (y / m t) 3 (1 + 2t n 2 + η n 2) / 6N n 3 cosφ n
+ (Y / m t ) 5 (5 + 28t n 2 + 24t n 4 ) / 120N n 5 cosφ n
... Formula 18
The above equation 18, the coordinate values x, y values of y in the plane rectangular coordinates, nearest perpendicular latitude phi n, scale factor m t, t n for nearest perpendicular latitude phi n, the nearest perpendicular latitude phi n To calculate the longitude difference Δλ from the respective values of the η n of the curve and the radius of curvature N n of the most approximate perpendicular latitude φ n .
Calculation 14)
λ = λ 0
+ Δλ Equation 19
The above equation 19 is expressed by the longitude λ 0 of the origin to which the coordinate values x, y on the plane rectangular coordinates belong.
And calculate the longitude λ from each value of the longitude difference.

第7演算部67は、次の演算15)を行うことが可能である。
演算15)
γ=(y/mt )/Nn
−(y/mt3n (1+tn 2 −ηn 2)/3Nn 3
+(y/mt5n (2+5tn 2 +3tn 4)/15Nn 5
…式20
上記式20を、平面直角座標上の座標値x,yのyの値、縮尺係数mt 、最近似垂線緯度φn
についてのtn、最近似垂線緯度φnについてのηn、及び、最近似垂線緯度φnについての卯酉線曲率半径Nnの、夫々の値から計算し、子午線収差γを求めること
The seventh calculation unit 67 can perform the following calculation 15).
Calculation 15)
γ = (y / m t ) / N n
- (y / m t) 3 t n (1 + t n 2 -η n 2) / 3N n 3
+ (Y / m t ) 5 t n (2 + 5 t n 2 + 3t n 4 ) / 15N n 5
... Formula 20
The above equation 20 can be expressed by y-values of coordinate values x and y on a plane rectangular coordinate, a scale factor m t , and the most approximate perpendicular latitude φ n.
T n, eta n of a perpendicular latitude phi n most approximate of, and, of U Tri line curvature radius N n of nearest perpendicular latitude phi n, calculated from the values of respective determining the meridian aberration gamma.

演算制御部7は、演算部6の各演算部61〜67へ演算の指令を行う。各演算部61〜67から、演算及び演算に必要な数値の所在(置き場)の指令を受けて、演算制御部7の指令の順に各演算部61〜67は、指令された演算を行う。
また、演算制御部7は、演算部61〜67の演算の結果得た緯度及び縮尺係数の収束状況について、判定部8に判定を行わせる。
判定部8は、垂線緯度の収束状態の判定を行う主判定部81と、縮尺係数の判定状態の判定を行う副判定部82とを備える。
回帰制御部9は、判定部8の判定を受けて、演算制御部7に、判定に対応した指示を行う。当該指示に従って、演算制御部7は、各演算部61〜67に指令を出す。即ち、回帰演算部9は、判定部8による判定の結果に従って、演算制御部7を通じて、各演算部61〜67を制御する。
The calculation control unit 7 instructs the calculation units 61 to 67 of the calculation unit 6 to perform calculation. In response to the calculation and the location (placement) of numerical values necessary for the calculation from the calculation units 61 to 67, the calculation units 61 to 67 perform the commanded calculation in the order of the commands of the calculation control unit 7.
In addition, the calculation control unit 7 causes the determination unit 8 to determine the latitude and the scale factor convergence status obtained as a result of the calculation of the calculation units 61 to 67.
The determination unit 8 includes a main determination unit 81 that determines the convergence state of the normal latitude and a sub determination unit 82 that determines the determination state of the scale factor.
The regression control unit 9 receives the determination of the determination unit 8 and gives an instruction corresponding to the determination to the arithmetic control unit 7. In accordance with the instruction, the arithmetic control unit 7 issues a command to each of the arithmetic units 61 to 67. That is, the regression calculation unit 9 controls the calculation units 61 to 67 through the calculation control unit 7 according to the determination result by the determination unit 8.

初期値設定部32は、(演算部6が行う)垂線緯度計算の初期値を決定するための数値(以下、必要に応じて初期値決定用助数と呼ぶ。)が設定され、当該数値を保持する。
条件設定部33は、判定部8の判定(比較)に必要な基準値が設定され、設定された基準値を保持する。
The initial value setting unit 32 is set with a numerical value (hereinafter referred to as an initial value determining assistant if necessary) for determining an initial value of perpendicular latitude calculation (performed by the arithmetic unit 6). Hold.
The condition setting unit 33 is set with a reference value necessary for determination (comparison) by the determination unit 8, and holds the set reference value.

第1仮緯度収容部41は、演算部6が算出した緯度の値を収容する。第1仮緯度収容部41は、新たに演算部6が算出した緯度の値を受け取ることにより、それまで収容していた緯度の値を、第2仮緯度収容部42へ渡し、それまで収容した緯度の値を新たに受け取った緯度の値に書き換えて、新たな緯度の値を収容する。
第2仮緯度収容部42は、第1仮緯度収容部41から、第1仮緯度収容部41が収容していた緯度の値を受け取り、当該緯度の値を収容する。第2仮緯度収容部42は、更に第1仮緯度収容部41から緯度の値を受け取ることにより、それまで収容していた緯度の値を受け取った後の緯度の値に書き換えて、当該後の緯度の値を収容する。
The first temporary latitude storage unit 41 stores the latitude value calculated by the calculation unit 6. The first temporary latitude accommodation unit 41 receives the latitude value newly calculated by the calculation unit 6, and passes the latitude value that has been accommodated until then to the second temporary latitude accommodation unit 42. The latitude value is rewritten to the newly received latitude value to accommodate the new latitude value.
The second temporary latitude accommodating unit 42 receives the value of the latitude accommodated by the first temporary latitude accommodating unit 41 from the first temporary latitude accommodating unit 41, and accommodates the value of the latitude. The second temporary latitude accommodating unit 42 further receives the latitude value from the first temporary latitude accommodating unit 41, and rewrites the latitude value that has been accommodated up to the latitude value after that, Contains the latitude value.

第1仮縮尺係数収容部51は、演算部6が算出した縮尺係数の値を収容する。第1仮縮尺係数収容部51は、新たに演算部6が算出した縮尺係数の値を受け取ることにより、それまで収容していた縮尺係数の値を、第2仮縮尺係数収容部52へ渡し、それまで収容した縮尺係数の値を新たに受け取った縮尺係数の値に書き換えて、新たな縮尺係数の値を収容する。
第2仮縮尺係数収容部52は、第1仮縮尺係数収容部51から、第1仮縮尺係数収容部51が収容していた縮尺係数の値を受け取り、当該縮尺係数の値を収容する。第2仮緯度収容部42は、更に第1仮縮尺係数収容部51から縮尺係数の値を受け取ることにより、それまで収容していた縮尺係数の値を受け取った後の縮尺係数の値に書き換えて、当該後の縮尺係数の値を収容する。
出力部2は、演算制御部7と回帰演算部9の指令を受けて、演算部6の演算結果を出力する。
The first temporary scale factor storage unit 51 stores the value of the scale factor calculated by the calculation unit 6. The first temporary scale factor storage unit 51 receives the value of the scale factor newly calculated by the calculation unit 6, thereby passing the value of the scale factor stored so far to the second temporary scale factor storage unit 52. The scale factor value accommodated so far is rewritten to the newly received scale factor value to accommodate the new scale factor value.
The second temporary scale factor storage unit 52 receives the value of the scale factor stored in the first temporary scale factor storage unit 51 from the first temporary scale factor storage unit 51 and stores the value of the scale factor. The second temporary latitude accommodating portion 42 further receives the scale factor value from the first temporary scale factor accommodating portion 51 and rewrites the scale factor value that has been accommodated up to the scale factor value that has been received so far. The subsequent scale factor value is stored.
The output unit 2 receives the commands of the calculation control unit 7 and the regression calculation unit 9 and outputs the calculation result of the calculation unit 6.

3.計算の手順
以下、この装置を利用した緯度・経度・子午線収差の算出の流れについて、図2を用いて、説明する。
この計算方法は、主工程100を遂行し、更に縮尺係数の収束状況の判定結果により後処理工程を遂行するものである。
また、上記の主工程100の遂行に先立ち、事前に、前処理工程を行っておく。
3. Calculation Procedure The flow of calculating latitude, longitude, and meridian aberration using this apparatus will be described below with reference to FIG.
In this calculation method, the main process 100 is performed, and the post-processing process is further performed based on the determination result of the scale factor convergence state.
Prior to the execution of the main process 100, a pretreatment process is performed in advance.

3−0)前処理工程
前処理工程は、オペレータにより、位置計算前に行われる種々の設定工程である。
詳しくは、前処理工程において、オペレータにより、初期値設定部32にて緯度計算の初期値を決定するための数値(初期値決定用助数)が設定される。このような助数として、1”(1秒)をrad(ラジアン)に換算した値である 1/206265が、条件設定部33において設定される。但しこのような数値は変更可能である。
又、前処理工程において、オペレータにより、条件設定部33に、垂線緯度の収束条件IPS(しきい値)が設定される。
この収束条件IPSは、計算の精度を確保する上で重要である。即ち、演算部における各式にて的確な計算がなされても、収束条件IPSが広いと、十分な精度を確保するのが困難になるからである。
ここでは、収束条件IPSは、2”× 10-5/206265rad と設定する。
更に、前処理工程において、オペレータにより、初期値設定部32にて、縮尺係数の収束条件IPS2が設定される。ここでは、IPS2は、座標値の有効数字(最大9桁)を考慮して、4×10-12と設定してある。
但し、各収束条件IPS、IPS2の各数値は、上記の値に限定するものではなく、変更可能である。
主工程100以降の工程は、オペレータから座標値x,yを受け付けたこの位置計算装置が、位置計算を実際に行う工程である。
主工程は、次のステップ101〜125を順次遂行する。
3-0) Pre-processing process The pre-processing process is various setting processes performed before position calculation by an operator.
Specifically, in the pre-processing step, the operator sets a numerical value (initial value determining assistant) for determining the initial value of the latitude calculation by the initial value setting unit 32. As such an auxiliary number, 1/206265, which is a value obtained by converting 1 ″ (1 second) into rad (radian), is set in the condition setting unit 33. However, such a numerical value can be changed.
In the preprocessing step, the operator sets a normal latitude convergence condition IPS (threshold value) in the condition setting unit 33.
This convergence condition IPS is important for ensuring the accuracy of calculation. That is, even if accurate calculation is performed by each expression in the calculation unit, it is difficult to ensure sufficient accuracy if the convergence condition IPS is wide.
Here, the convergence condition IPS is set to 2 ″ × 10 −5 / 206265 rad.
Further, in the preprocessing step, the operator sets the scale factor convergence condition IPS 2 in the initial value setting unit 32. Here, IPS2 is set to 4 × 10 −12 in consideration of significant digits (up to 9 digits) of coordinate values.
However, the numerical values of the convergence conditions IPS and IPS2 are not limited to the above values and can be changed.
The processes after the main process 100 are processes in which the position calculation device that receives the coordinate values x and y from the operator actually performs the position calculation.
In the main process, the following steps 101 to 125 are sequentially performed.

3−1)ステップ101(座標値受付工程)
オペレータは、座標入力部1により、直角座標の座標値x,y、及び当該座標値が属する座標系Zを入力する。座標系Zの入力については、日本に設定されている19の座標系のうち何れに属するかを特定するものである。
上記の入力作業は、オペレータが行う(これ以降の他の作業は、位置計算装置が行う。尚、この実施の形態において、後述する初期値設定部32の設定、及び定数設定部31内の各代替値の設定は、位置計算前に、オペレータにより行われる)。
座標入力部1は、入力された座標値x,yを、データ置部10に収容し、演算制御部7に座標値の入力があったことを通知する。
演算制御部7は、上記通知を受けて、第1演算部61に、定数設定部31を参照させる。即ち、定数設定部31は、各座標系の原点の緯度及び経度の数値を保持しており、第1演算部61は、入力された(座標値x,yが属する)座標系Zの、原点の緯度φ0 及び経度λ0 を特定する。これにて、以下、各演算部が定数設定部31にて参照する原点の緯度φ0 及び経度λ0は、確定する。
3-1) Step 101 (Coordinate value reception process)
The operator inputs the coordinate values x and y of the rectangular coordinates and the coordinate system Z to which the coordinate values belong by using the coordinate input unit 1. The input of the coordinate system Z specifies which of the 19 coordinate systems set in Japan belong to.
The above input operation is performed by an operator (other operations thereafter are performed by the position calculation device. In this embodiment, the initial value setting unit 32 and the constant setting unit 31 to be described later are set. The substitute value is set by the operator before the position is calculated).
The coordinate input unit 1 stores the input coordinate values x and y in the data storage unit 10 and notifies the calculation control unit 7 that the coordinate value has been input.
In response to the notification, the calculation control unit 7 causes the first calculation unit 61 to refer to the constant setting unit 31. That is, the constant setting unit 31 holds the numerical values of the latitude and longitude of the origin of each coordinate system, and the first calculation unit 61 is the origin of the input coordinate system Z (to which the coordinate values x and y belong). The latitude φ 0 and longitude λ 0 are specified. Accordingly, the latitude φ 0 and longitude λ 0 of the origin that each calculation unit refers to in the constant setting unit 31 are determined.

3−2)ステップ102(極の曲率半径計算工程)
このステップ102において、演算制御部7は、第1演算部61に、定数設定部31を参照させて、定数設定部31が保持している、地球楕円体の長半径aと短半径bから、或いは、地球楕円体の長半径aと第1離心率eから、或いは、地球楕円体の長半径aと第2離心率e’から、下記の計算1を行わせ、地球楕円体の極の曲率半径cを算出させる。第1演算部61は、算出した極の曲率半径cを、算出値置部30に収容する。
c=a2 /b=a/(1−e21/2 =a(1+e'21/2 …計算1
計算1は、第1演算部61の演算1)の式6の計算機能にて実行される。
3-2) Step 102 (Pole curvature radius calculation step)
In this step 102, the calculation control unit 7 makes the first calculation unit 61 refer to the constant setting unit 31, and determines from the major radius a and minor radius b of the earth ellipsoid held by the constant setting unit 31. Alternatively, from the major radius a of the earth ellipsoid and the first eccentricity e, or from the major radius a of the earth ellipsoid and the second eccentricity e ′, the following calculation 1 is performed to calculate the curvature of the pole of the earth ellipsoid. The radius c is calculated. The first calculator 61 stores the calculated curvature radius c of the pole in the calculated value placement unit 30.
c = a 2 / b = a / (1-e 2 ) 1/2 = a (1 + e ′ 2 ) 1/2 ... Calculation 1
Calculation 1 is executed by the calculation function of Expression 6 of calculation 1) of the first calculation unit 61.

3−3)ステップ103(V0 計算工程)
ステップ103において、演算制御部7は、第1演算部61に、定数設定部31を参照させて、第2離心率e’と当該座標が属する原点の緯度φ0 (以下単に原点緯度φ0 と呼ぶ。)とから、計算2を行わせ、V0 を算出させる。第1演算部61は、算出したVφ0 を、算出値置部30に収容する。
0 =(1+e'2cos2φ0
1/2 …計算2
計算2は、第1演算部61の演算2)の式7の計算機能にて実行される。
3-3) Step 103 (V 0 calculation process)
In step 103, the calculation control unit 7 causes the first calculation unit 61 to refer to the constant setting unit 31, and the second eccentricity e ′ and the origin latitude φ 0 (hereinafter simply referred to as the origin latitude φ 0) to which the coordinates belong. Then, calculation 2 is performed, and V 0 is calculated. The first calculation unit 61 stores the calculated Vφ 0 in the calculated value storage unit 30.
V 0 = (1 + e ′ 2 cos 2 φ 0
1/2 ... Calculation 2
Calculation 2 is executed by the calculation function of Expression 7 in Calculation 2) of the first calculation unit 61.

3−4)ステップ104(原点の平均曲率半径計算工程)
ステップ104において、演算制御部7は、第1演算部61に、定数設定部31(の算出値置部30)を参照させて、極の曲率半径cとV0 の値とから、計算3を行わせ、当該座標系原点の平均曲率半径R0 を算出させる。第1演算部61は、算出した平均曲率半径R0 を算出値置部30に収容する。
0 =c/V0 2…計算3
計算3は、第1演算部61の演算3)の式8の計算機能にて実行される。
3-4) Step 104 (Calculation process of average radius of curvature of origin)
In step 104, the calculation control unit 7 causes the first calculation unit 61 to refer to the constant setting unit 31 (the calculated value setting unit 30), and performs calculation 3 from the curvature radius c of the pole and the value of V 0. The average radius of curvature R 0 at the origin of the coordinate system is calculated. The first calculation unit 61 stores the calculated average curvature radius R 0 in the calculated value storage unit 30.
R 0 = c / V 0 2 ... Calculation 3
Calculation 3 is executed by the calculation function of Expression 8 of calculation 3) of the first calculation unit 61.

3−5)ステップ105(縮尺係数計算工程)
ステップ105において、演算制御部7は、定数設定部31の原点における縮尺係数m0 (以下原点縮尺係数m0 と呼ぶ。)を、第1仮縮尺係数収容部51に収容させる(定数設定部31の上記原点縮尺係数m0 を第1仮縮尺係数収容部51へコピーする)。この原点縮尺係数m0 は、0.9999という数値を採る。
そして、演算制御部7は、第1演算部61に、座標入力部1のデータ置部10及び定数設定部31(又は第1仮縮尺係数収容部51)を参照させて、入力された座標値yの値と、原点縮尺係数m0 と、上記平均曲率半径R0 とから、計算4を行わせ、縮尺係数mt を算出させる。
t =(1+y2 /2m0 20 2+y4/24m0 40 4)×0.9999…計算4
(右辺の0.9999は、数値として原点縮尺係数m0 と同じであるが、これは基準子午線上の縮尺係数を0.9999とするための一定の縮尺係数である。)
計算4は、第1演算部61の演算4)の式9の計算機能にて実行される。
第1演算部61は、算出した縮尺係数mt を第1仮縮尺係数収容部51に収容する。第1仮縮尺係数収容部51は、収容していた原点縮尺係数m0を第2仮縮尺係数収容部52へ渡し、原点縮尺係数m0に代え上記の通り上記縮尺係数mtを収容する。
3-5) Step 105 (Scale factor calculation process)
In step 105, the arithmetic control unit 7 stores the scale factor m 0 at the origin of the constant setting unit 31 (hereinafter referred to as the origin scale factor m 0 ) in the first temporary scale factor storage unit 51 (constant setting unit 31). The original scale factor m 0 is copied to the first temporary scale factor container 51). This origin scale factor m 0 takes a numerical value of 0.9999.
Then, the calculation control unit 7 causes the first calculation unit 61 to refer to the data placement unit 10 and the constant setting unit 31 (or the first temporary scale coefficient storage unit 51) of the coordinate input unit 1 and input coordinate values. the value of y, the origin scale factor m 0, from the average radius of curvature R 0 Prefecture, calculated 4 to perform the, to calculate the scale factor m t.
m t = (1 + y 2 / 2m 0 2 R 0 2 + y 4 / 24m 0 4 R 0 4 ) × 0.9999
(The value 0.9999 on the right side is the same as the origin scale factor m 0 as a numerical value, but this is a constant scale factor for setting the scale factor on the reference meridian to 0.9999.)
The calculation 4 is executed by the calculation function of Expression 9 of the calculation 4) of the first calculation unit 61.
First arithmetic unit 61 accommodates the calculated scale factor m t in the first tentative scale factor housing portion 51. The first temporary scale factor accommodating portion 51 passes the origin scale factor m 0 which has been accommodated into the second temporary scale factor accommodating portion 52 accommodates as the scale factor m t of the place of origin scale factor m 0.

3−6)ステップ106(垂線緯度の初期値設定工程)
ステップ106において、演算制御部7は、第1演算部61に、定数設定部31と、初期値設定部32とを参照させて、原点緯度φ0 から助数を減じた値、即ち、原点緯度φ0
− 1/206265を計算させる。第1演算部61は、算出した値を緯度φj として、第1仮緯度収容部41に収容する。
3-6) Step 106 (initial value setting process of perpendicular latitude)
In step 106, the calculation control unit 7 causes the first calculation unit 61 to refer to the constant setting unit 31 and the initial value setting unit 32 to obtain a value obtained by subtracting the assistant from the origin latitude φ 0 , that is, the origin latitude. φ 0
-Let 1/2206265 be calculated. The first calculation unit 61 stores the calculated value as the latitude φ j in the first temporary latitude storage unit 41.

3−7)ステップ107(赤道から当該座標値xまでの基準子午線上の子午線弧長計算工程)
このステップ107において、演算制御部7は、第2演算部62に、定数設定部31と、座標入力部1のデータ置部10と、第1仮縮尺係数収容部51とを参照させて、長半径aと、第1離心率eと、原点緯度φ0 と、座標値xと、縮尺係数mt とから、計算5をさせ、赤道から当該座標値xまでの基準子午線上の子午線弧長Wとして算出させる。
W=a(1−e2 )・{A・φ0 −(B/2)・(sin 2φ0
+(C/4)・(sin 4φ0 )−(D/6)・(sin 6φ0
+(E/8)・(sin 8φ0 )−(F/10)・(sin10 φ0 )}
+x/mt …計算5
計算5の、A〜Fは、次の通りである。
A=1+(3/4)e2 +(45/64)e4 +(175 /256 )e6
+(11025 /16384 )e8
+(43659 /65536 )e10
B= (3/4)e2 +(15/16)e4 +(525 /512 )e6
+(2205/2048)e8 +(72765 /65536 )e10
C= (15/64)e4 +(105 /256 )e6
+(2205/4096)e8 +(10395 /16384 )e10
D= (35/512 )e6
+(315 /2048)e8 +(31185 /131072)e10
E= (315 /16384 )e8
+(3465/65536 )e10
F= (693 /131072)e10
計算5は、第2演算部62の演算5)の式10の計算機能にて実行される。
前述の通り、この定数A〜Fは、定数設定部31に予め収容されており、第2演算部62や他の演算部が参照して利用する。
ここで、計算5の右辺のx/mt 以外の部分が、地球楕円体の赤道から座標値x,yが属する座標系原点までの子午線弧長を示している。また、この縮尺係数mt は、特許請求の範囲でいう、仮の縮尺係数である。
第2演算部62は、算出した、赤道から当該座標値xまでの基準子午線上の子午線弧長Wを定数設定部31の算出値置部30に収容する。
3-7) Step 107 (Meridian arc length calculation process on the reference meridian from the equator to the coordinate value x)
In this step 107, the calculation control unit 7 causes the second calculation unit 62 to refer to the constant setting unit 31, the data setting unit 10 of the coordinate input unit 1, and the first temporary scale coefficient storage unit 51, and and radius a, a first eccentricity e, the origin latitude and phi 0, the coordinate values x and, from the scaling factor m t, is calculated 5, meridian arc length W on the reference meridian from the equator to the coordinate values x Calculate as
W = a (1-e 2 ) · {A · φ 0 − (B / 2) · (sin 2φ 0 )
+ (C / 4) · (sin 4φ 0 ) − (D / 6) · (sin 6φ 0 )
+ (E / 8) · (sin 8φ 0 ) − (F / 10) · (sin10 φ 0 )}
+ X / m t Calculation 5
A to F in the calculation 5 are as follows.
A = 1 + (3/4) e 2 + (45/64) e 4 + (175/256) e 6
+ (11025/16384) e 8
+ (43659/65536) e 10
B = (3/4) e 2 + (15/16) e 4 + (525/512) e 6
+ (2205/2048) e 8 + (72765/65536) e 10
C = (15/64) e 4 + (105/256) e 6
+ (2205/4096) e 8 + (10395/16384) e 10
D = (35/512) e 6
+ (315/2048) e 8 + (31185/131072) e 10
E = (315/16384) e 8
+ (3465/65536) e 10
F = (693/131072) e 10
The calculation 5 is executed by the calculation function of Expression 10 of the calculation 5) of the second calculation unit 62.
As described above, the constants A to F are stored in the constant setting unit 31 in advance, and are used by the second calculation unit 62 and other calculation units with reference to them.
Here, portions other than the x / m t on the right side of the calculation 5 shows a meridian arc length from the equator of the ellipsoid to the coordinate system origin coordinates x, y belongs. Also, the scale factor m t is referred to in the claims, is a scale factor of the temporary.
The second calculation unit 62 stores the calculated meridian arc length W on the reference meridian from the equator to the coordinate value x in the calculated value setting unit 30 of the constant setting unit 31.

3−8)ステップ108(緯度に対する赤道からの子午線弧長算出工程)
このステップ108において、演算制御部7は、第3演算部63に、定数設定部31と、第1仮緯度収容部41とを参照させ、長半径a、第1離心率e、定数A〜Fと、緯度φjとから、計算6を行わせ、緯度φj に対する赤道からの子午線弧長S (φj ) を算出させる。
S (φj ) =a(1−e2 )・{A・φj
−(B/2)・(sin 2φj
+(C/4)・(sin 4φj )−(D/6)・(sin 6φj
+(E/8)・(sin 8φj )−(F/10)・(sin10 φj )}
…計算6
即ち、このステップ108は、子午線曲率半径Mを以って赤道から垂線緯度φj まで積分するステップであり、上記の通り計算6は、第3演算部63にて当該積分の近似計算である(ここでいう積分とは、当該近似計算を指している)。
計算6は、第3演算部63の演算6)の式11の計算機能にて実行される。
第3演算部63は、上記にて算出した子午線弧長S (φj
) を、上記算出値置部30に収容する。
3-8) Step 108 (Meridian arc length calculation process from the equator with respect to latitude)
In step 108, the calculation control unit 7 causes the third calculation unit 63 to refer to the constant setting unit 31 and the first temporary latitude accommodating unit 41, and the major radius a, the first eccentricity e, and the constants A to F. Then, the calculation 6 is performed from the latitude φ j and the meridian arc length S (φ j ) from the equator for the latitude φ j is calculated.
S (φ j ) = a (1-e 2 ) · {A · φ j
-(B / 2) ・ (sin 2φ j )
+ (C / 4) · (sin 4φ j ) − (D / 6) · (sin 6φ j )
+ (E / 8) · (sin 8φ j ) − (F / 10) · (sin10 φ j )}
... Calculation 6
That is, this step 108 is a step of integrating from the equator to the perpendicular latitude φ j with the meridian radius of curvature M, and the calculation 6 is an approximate calculation of the integration by the third calculation unit 63 as described above ( The integral here refers to the approximate calculation).
The calculation 6 is executed by the calculation function of Expression 11 of the calculation 6) of the third calculation unit 63.
The third computing unit 63 calculates the meridian arc length S (φ j
Is stored in the calculated value placement unit 30.

3−9)ステップ109(初期の垂線緯度の収束計算工程)
ステップ109において、演算制御部7は、第4演算部64に、定数設定部31と、第1仮緯度収容部41とを参照させ、緯度φj 、長半径a、第1離心率e、赤道から当該座標値xまでの基準子午線上の子午線弧長W、子午線弧長S (φj )とから、計算7を行わせ、垂線緯度φj+1
を算出させる。
φj+1 =φj +(W−S (φj ) )(1−e2 sin2φj3/2/a(1−e2) …計算7
計算7は、第4演算部64の演算7)の式12の計算機能にて実行される。
第4演算部64は、算出した緯度φj+1 を、第1仮緯度収容部41へ収容する。第4演算部64から上記の緯度φj+1 を受けた第1仮緯度収容部41は、収容していた緯度φj
を第2仮緯度収容部42へ渡し、緯度φj に代え上記緯度φj+1 の値を収容する。
3-9) Step 109 (initial perpendicular latitude convergence calculation step)
In step 109, the calculation control unit 7 causes the fourth calculation unit 64 to refer to the constant setting unit 31 and the first temporary latitude accommodating unit 41, the latitude φ j , the major radius a, the first eccentricity e, the equator. From the meridian arc length W and meridian arc length S (φ j ) on the reference meridian from to the coordinate value x, calculation 7 is performed, and the perpendicular latitude φ j + 1
Is calculated.
φ j + 1 = φ j + (W−S (φ j )) (1-e 2 sin 2 φ j ) 3/2 / a (1-e 2 )
The calculation 7 is executed by the calculation function of Expression 12 of the calculation 7) of the fourth calculation unit 64.
The fourth calculation unit 64 stores the calculated latitude φ j + 1 in the first temporary latitude storage unit 41. The first temporary latitude housing portion 41 from the fourth arithmetic unit 64 receives the latitude phi j + 1 The above housing to have latitude phi j
Passes into the second temporary latitude accommodating portion 42 accommodates a value of the latitude phi j + 1 instead of the latitude phi j.

3−10)ステップ110(垂線緯度の収束判定工程)
ステップ110において、判定部8の主判定部81は、第1仮緯度収容部41と第2仮緯度収容部42と条件設定部33とを参照し、緯度φj+1 と緯度φj の差の絶対値即ち、|φj+1−φj|と、緯度の収束条件IPS(しきい値)とを比較する。そして、|φj+1−φj|>IPSと判定した場合、判定部8(主判定部81)が、その結果を回帰制御部9に通知する。
この通知を受けた回帰制御部9は、第1仮緯度収容部41の緯度φj+1
の値を緯度φj の値として(第1仮緯度収容部41の緯度φj+1 を緯度φj に書き換えて)、装置の処理を再びステップ108に移す。そして、回帰制御部9は、ステップ108からステップ110を、判定部8(主判定部81)が|φj+1−φj|≦IPSと判定するまで繰り返させる(垂線緯度の反復計算をさせる)。この反復計算において、垂線緯度φj+1 を垂線緯度φj に置き換える(書き換える)のみであり、演算部6(の各演算部)が参照する他の数値を変更しない(当該他の数値については、当初の値を用いて最初から計算される)。
以上により、ステップ110において、判定部8(の主判定部81)は、|φj+1−φj|≦IPSと判定した場合、その結果を回帰制御部9に通知する。
回帰制御部9は、当該収束の通知を受けて、次のステップ111へ処理を移行させる。即ち、回帰制御部9は、演算制御部7に次のステップ111の処理を行わせる。
3-10) Step 110 (Vertical latitude convergence determination step)
In step 110, the main determination unit 81 of the determination unit 8 refers to the first temporary latitude storage unit 41, the second temporary latitude storage unit 42, and the condition setting unit 33, and the difference between the latitude φ j + 1 and the latitude φ j the absolute value of the words, | φ j + 1 -φ j | a, comparing the convergence condition of latitude IPS (threshold). If it is determined that | φ j + 1 −φ j |> IPS, the determination unit 8 (main determination unit 81) notifies the regression control unit 9 of the result.
Upon receipt of this notification, the regression control unit 9 receives the latitude φ j + 1 of the first temporary latitude accommodating unit 41.
Of the value as the value of the latitude phi j (the latitude phi j + 1 of the first temporary latitude housing portion 41 rewrites the latitude phi j), again transferred to step 108 to process equipment. Then, the regression control unit 9 repeats steps 108 to 110 until the determination unit 8 (main determination unit 81) determines that | φ j + 1 −φ j | ≦ IPS (repetitive calculation of perpendicular latitude is performed). ). In this iterative calculation, the normal latitude φ j + 1 is only replaced (rewritten) with the normal latitude φ j , and other numerical values referred to by the calculation unit 6 (each calculation unit thereof) are not changed (for the other numerical values). , Calculated from the beginning using the original value).
As described above, when the determination unit 8 (the main determination unit 81) determines that | φ j + 1 −φ j | ≦ IPS in step 110, the determination unit 8 notifies the regression control unit 9 of the result.
Regression control unit 9 receives the notice of convergence and shifts the processing to the next step 111. That is, the regression control unit 9 causes the calculation control unit 7 to perform the next step 111.

3−11)ステップ111(Vk 計算工程)
ステップ111において、演算制御部7は、第1演算部61に、定数設定部31と、第1仮緯度収容部41とを参照させて、第2離心率e’と垂線緯度φj+1 とから、計算8を行わせ、Vk を算出させる。尚、説明の便宜上、この垂線緯度φj+1 を緯度φk として説明する。
k =(1+e'2cos2φk
1/2 …計算8
計算8は、第1演算部61の演算2)の式7の計算機能にて実行される。
第1演算部61は、算出したVk を、算出値置部30に収容する。
3-11) Step 111 ( Vk calculation process)
In step 111, the calculation control unit 7 causes the first calculation unit 61 to refer to the constant setting unit 31 and the first temporary latitude accommodating unit 41, and determines the second eccentricity e ′ and the normal latitude φ j + 1 . Then, calculation 8 is performed to calculate V k . For convenience of explanation, the perpendicular latitude φ j + 1 will be described as latitude φ k .
V k = (1 + e ′ 2 cos 2 φ k
1/2 ... Calculation 8
The calculation 8 is executed by the calculation function of Expression 7 of the calculation 2) of the first calculation unit 61.
The first calculation unit 61 stores the calculated V k in the calculated value storage unit 30.

3−12)ステップ112(第2の値計算工程)
ステップ112において、演算制御部7は、第5演算部65に、第1仮緯度収容部41を参照させ、緯度φk の値を用いて(即ち、緯度φj+1 の値を緯度φk の値として用いて)、計算9を行わせ、tk (説明の便宜上第2の値tk と呼ぶ。)を算出させる。
k =tan φk …計算9
計算9は、第5演算部65の演算8)の式13の計算機能にて実行される。
第5演算部65は、算出した第2の値tk を、算出値置部30へ収容する。
3-12) Step 112 (second value calculation step)
In step 112, the calculation control unit 7 causes the fifth calculation unit 65 to refer to the first temporary latitude accommodating unit 41 and uses the value of latitude φ k (that is, the value of latitude φ j + 1 is calculated as latitude φ k And use calculation 9 to calculate t k (referred to as a second value t k for convenience of explanation).
t k = tan φ k ... calculation 9
The calculation 9 is executed by the calculation function of Expression 13 of the calculation 8) of the fifth calculation unit 65.
Fifth arithmetic unit 65, a second value t k, which is calculated to accommodate the calculated value portion 30.

3−13)ステップ113(第1の値計算工程)
ステップ113において、演算制御部7は、第5演算部65に、定数設定部31と第1仮緯度収容部41を参照させ、第2離心率e’と共に、緯度φk の値を用いて、計算10を行わせ、ηk (説明の便宜上第1の値ηk と呼ぶ。)を算出させる。
ηk =e’cos φk …計算10
計算10は第5演算部65の演算9)の式14の計算機能にて実行される。
第5演算部65は、算出した第1の値ηk を、算出値置部30へ収容する。
3-13) Step 113 (first value calculation step)
In step 113, the calculation control unit 7 causes the fifth calculation unit 65 to refer to the constant setting unit 31 and the first temporary latitude accommodating unit 41, and uses the value of the latitude φ k together with the second eccentricity e ′. Calculation 10 is performed, and η k (referred to as a first value η k for convenience of description) is calculated.
η k = e'cos φ k ... calculation 10
The calculation 10 is executed by the calculation function of Expression 14 of the calculation 9) of the fifth calculation unit 65.
The fifth calculation unit 65 stores the calculated first value η k in the calculated value storage unit 30.

3−14)ステップ114(子午線曲率半径の計算工程)
ステップ114において、演算制御部7は、第5演算部65に、定数設定部31を参照させ、極の曲率半径cとVk とから、計算11にて、緯度φk における子午線曲率半径Mk を算出させる。
k =c/Vk 3
…計算11
計算11は、第5演算部65の演算10)の式15の計算機能にて実行される。
第5演算部65は、算出した子午線曲率半径Mk の値を、算出値置部30へ収容する。
3-14) Step 114 (Meridian curvature radius calculation process)
In step 114, the operation control unit 7, the fifth arithmetic unit 65, and refers to the constant setting unit 31, and a radius of curvature c and V k poles at calculation 11, the latitude φ meridian curvature at k radius M k Is calculated.
M k = c / V k 3
... Calculation 11
The calculation 11 is executed by the calculation function of Expression 15 of the calculation 10) of the fifth calculation unit 65.
The fifth arithmetic unit 65 stores the calculated meridian curvature radius M k in the calculated value storage unit 30.

3−15)ステップ115(卯酉線曲率半径の計算工程)
ステップ115において、演算制御部7は、第5演算部65に、定数設定部31を参照させ、極の曲率半径cとVk とから、計算12にて、緯度φk における卯酉線曲率半径Nk を算出させる。
k =c/Vk …計算12
計算12は、第5演算部65の演算11)の式16の計算機能にて実行される。
第5演算部65は、算出した卯酉線曲率半径Nk の値を、算出値置部30へ収容する。
3-15) Step 115 (Calculation process of radiant curvature radius)
In step 115, the calculation control unit 7 causes the fifth calculation unit 65 to refer to the constant setting unit 31, and uses the curvature radius c and V k of the pole to calculate the shoreline curvature radius at the latitude φ k in the calculation 12. N k is calculated.
N k = c / V k ... calculation 12
The calculation 12 is executed by the calculation function of Expression 16 of the calculation 11) of the fifth calculation unit 65.
The fifth arithmetic unit 65 stores the calculated value of the shoreline curvature radius N k in the calculated value storage unit 30.

3−16)ステップ116(入力座標に対応する緯度の計算工程)
ステップ116において、回帰制御部9は、演算部制御部7を通じて、第5演算部65に、緯度φk を与え、計算13を行わせる。具体的には、演算制御部7は、回帰制御部9からの指令を受けて、第5演算部65に、座標入力部1のデータ置部10、第1仮緯度収容部41、第1仮縮尺収容部51及び定数設定部31を参照させて、上記にて、第4演算部64に算出させた最近似垂線緯度φk と、当該点の縮尺係数mt と、最近似垂線緯度φk における子午線曲率半径Mk 及び卯酉線曲率半径Nk と、e’cos φk
にて定まる第1の値ηk と、tan φk
にて定まる第2の値tk と、上記座標値yとから、計算13の計算にて、緯度φk+1 を計算させる。
φk+1 =φk
−tk(y/mt2/2Mkk+tk(y/mt4(5+3tk 2+ηk
2 −9tk 2ηk 2−4ηk 4)/24Mkk 3−tk(y/mt6(61+90tk 2+45tk 4)/720Mkk 5
…計算13
計算13は、第5演算部65の演算12)の式17の計算機能にて実行される。
第5演算部65は、算出した緯度φk+1 を、当該点(入力座標点)の緯度φn として、第1仮緯度収容部41へ、それまで第1仮緯度収容部41に収容されていた値と置き換えて収容する。このとき、第1仮緯度収容部41は、それまで保持していた緯度φk の値を第2仮緯度収容部42へ渡す。
3-16) Step 116 (Latitude calculation process corresponding to input coordinates)
In step 116, the regression control unit 9 gives the latitude φ k to the fifth calculation unit 65 through the calculation unit control unit 7 and causes the calculation 13 to be performed. Specifically, upon receiving a command from the regression control unit 9, the calculation control unit 7 sends the data calculation unit 10 of the coordinate input unit 1, the first temporary latitude storage unit 41, the first temporary calculation to the fifth calculation unit 65. by reference to the scale housing portion 51 and a constant setting unit 31, in the above, and the perpendicular latitude phi k similar recently was calculated in the fourth calculation portion 64, and the scale factor of the point m t, nearest perpendicular latitude phi k Meridian curvature radius M k and tangential curvature radius N k , and e′cos φ k
The first value η k determined by, and tan φ k
The latitude φ k + 1 is calculated by calculation 13 from the second value t k determined by ## EQU2 ## and the coordinate value y.
φ k + 1 = φ k
-T k (y / m t) 2 / 2M k N k + t k (y / m t) 4 (5 + 3t k 2 + η k
2 -9t k 2 η k 2 -4η k 4) / 24M k N k 3 -t k (y / m t) 6 (61 + 90t k 2 + 45t k 4) / 720M k N k 5
... Calculation 13
The calculation 13 is executed by the calculation function of Expression 17 of the calculation 12) of the fifth calculation unit 65.
The fifth arithmetic unit 65 stores the calculated latitude φ k + 1 as the latitude φ n of the point (input coordinate point) to the first temporary latitude storage unit 41, and until then, is stored in the first temporary latitude storage unit 41. Replace with the stored value. At this time, the first temporary latitude accommodating unit 41 passes the value of the latitude φ k held so far to the second temporary latitude accommodating unit 42.

3−17)ステップ117(経度差分計算工程)
このステップ117は、上記のステップ116と平行として行われる。即ち、ステップ117は、ステップ116で得られた結果(緯度φk+1 )を用いるのではなく、ステップ116の処理に用いたデータを用いて、実行される。
ステップ117において、演算制御部7は、第6演算部66に、座標入力部1のデータ置部10、第1仮縮尺係数収容部51及び算出値置部30を参照させて、最近似垂線緯度φk (ステップ111に至るまでの一連の処理で得られた緯度、即ちステップ111〜116の処理のために用いた緯度φk )と、当該点の縮尺係数mt と、最近似垂線緯度φk における子午線曲率半径Mk (ステップ114の結果)及び卯酉線曲率半径Nk (ステップ115の結果)と、e’cos φk にて定まる第1の値ηk (ステップ113の結果)と、tan φk にて定まる第2の値tk (ステップ112の結果)と、上記座標値yとから、計算14を行わせ、経度差分Δλを算出させる。
Δλ=(y/mt )/Nk cos
φk
−(y/mt3 (1+2tk 2 +ηk 2 )/6Nk 3cosφk

+(y/mt5 (5+28tk 2 +24tk 4)/120Nk 5cosφk …計算14
第6演算部66は、算出した経度差分Δλを、定数設定部31の算出値置部30に、収容する。
3-17) Step 117 (Longitude Difference Calculation Step)
This step 117 is performed in parallel with step 116 described above. That is, step 117 is executed using the data used in the process of step 116, not the result (latitude φ k + 1 ) obtained in step 116.
In step 117, the calculation control unit 7 causes the sixth calculation unit 66 to refer to the data placement unit 10, the first temporary scale coefficient storage unit 51, and the calculated value placement unit 30 of the coordinate input unit 1, and the closest approximate perpendicular latitude phi k (latitude obtained in a series of processes up to the step 111, i.e., the latitude phi k using for the processing of steps 111 to 116), a scale factor m t of the point, nearest perpendicular latitude phi meridian curvature at k radius M k (the result of step 114) and prime vertical radius of curvature N k and (result of step 115), a first value determined by e'cos φ k η k and (result of step 113) , a tan phi is determined by k second value t k (the result of step 112), from the above coordinate values y, the calculation 14 was performed, to calculate the longitude difference [Delta] [lambda].
Δλ = (y / m t ) / N k cos
φ k
- (y / m t) 3 (1 + 2t k 2 + η k 2) / 6N k 3 cosφ k

+ (Y / m t ) 5 (5 + 28 t k 2 +24 t k 4 ) / 120 N k 5 cosφ k .
The sixth arithmetic unit 66 stores the calculated longitude difference Δλ in the calculated value setting unit 30 of the constant setting unit 31.

3−18)ステップ118(経度計算工程)
このステップ118と当該ステップ118に続くステップ119は、ステップ117と同様、上記のステップ116と平行として行われる。
ステップ118において、演算制御部7は、第6演算部66に、定数設定部31を参照させて、原点経度λ0 と経度差分Δλの和の計算を即ち、計算15をさせて、経度λを算出させる。
第6演算部66は、算出した経度λの値を算出値置部30に収容する。
λ=λ0
+Δλ …計算15
計算15は、第6演算部66の演算14)の式19の計算機能にて実行される。
3-18) Step 118 (longitude calculation process)
The step 118 and the step 119 following the step 118 are performed in parallel with the step 116 as in the case of the step 117.
In step 118, the calculation control unit 7 causes the sixth calculation unit 66 to refer to the constant setting unit 31 to calculate the sum of the origin longitude λ 0 and the longitude difference Δλ, that is, the calculation 15 to calculate the longitude λ. Let it be calculated.
The sixth calculation unit 66 stores the calculated value of longitude λ in the calculated value storage unit 30.
λ = λ 0
+ Δλ ... Calculation 15
The calculation 15 is executed by the calculation function of Expression 19 of the calculation 14) of the sixth calculation unit 66.

3−19)ステップ119(子午線収差の計算工程)
このステップ119は、上記の通り、ステップ118に続く工程であり、ステップ116と平行して行われる。即ち、ステップ116で得られた結果(緯度φk+1 )を用いるのではなく、ステップ116の処理に用いたデータを用いて、実行される。
ステップ119において、演算制御部7は、第7演算部67に、座標入力部1のデータ置部10、第1仮縮尺係数収容部51及び算出値置部30を参照させて、最近似垂線緯度φk (ステップ111に至るまでの一連の処理で得られた緯度、即ちステップ111〜116の処理のために用いた緯度φk )と、当該点の縮尺係数mt と、最近似垂線緯度φk における卯酉線曲率半径Nk (ステップ115の結果)と、e’cos φk にて定まる第1の値ηk (ステップ113の結果)と、tan φk にて定まる第2の値tk (ステップ112の結果)と、上記座標値yとから、計算16を行わせ、子午線収差γを算出させる。
γ=(y/mt )tk /Nk
−(y/mt3k (1+tk 2 −ηk 2)/3Nk 3
+(y/mt5k (2+5tk 2 +3tk 4)/15Nk 5…計算16
計算16は、第7演算部67の演算15)の式20の計算機能にて実行される。
第7演算部67は、算出した子午線収差γを算出値置部30に収容する。
3-19) Step 119 (Meridian aberration calculation process)
This step 119 is a process following step 118 as described above, and is performed in parallel with step 116. That is, instead of using the result (latitude φ k + 1 ) obtained in step 116, the processing is executed using the data used in the processing in step 116.
In step 119, the calculation control unit 7 causes the seventh calculation unit 67 to refer to the data placement unit 10, the first temporary scale coefficient storage unit 51, and the calculated value placement unit 30 of the coordinate input unit 1, and the closest approximate perpendicular latitude phi k (latitude obtained in a series of processes up to the step 111, i.e., the latitude phi k using for the processing of steps 111 to 116), a scale factor m t of the point, nearest perpendicular latitude phi a U Tri line curvature radius N k in k (the result of step 115), a first value determined by e'cos φ k η k and (result of step 113), tan determined by phi k second value t Calculation 16 is performed from k (result of step 112) and the coordinate value y, and meridian aberration γ is calculated.
γ = (y / m t ) t k / N k
-(Y / m t ) 3 t k (1 + t k 2k 2 ) / 3N k 3
+ (Y / m t ) 5 t k (2 + 5 t k 2 +3 t k 4 ) / 15 N k 5 .
The calculation 16 is executed by the calculation function of Expression 20 of the calculation 15) of the seventh calculation unit 67.
The seventh arithmetic unit 67 stores the calculated meridian aberration γ in the calculated value storage unit 30.

3−20)ステップ120(Vk2計算工程)
ステップ120は、ステップ116に続く工程である。
ステップ120において、演算制御部7は、第1演算部61に、定数設定部31と、第1仮緯度収容部41とを参照させて、第2離心率e’とステップ116で得た当該点の緯度φk+1 とから、計算17を行わせ、Vk2を算出させる。尚、説明の便宜上、この緯度φk+1 を緯度φk2として説明する。
k2=(1+e'2cos2φk21/2 …計算17
計算17は、第1演算部61の演算2)の式7の計算機能にて実行される。
第1演算部61は、算出したVk2を、算出値置部30に収容する。
3-20) Step 120 (V k2 calculation step)
Step 120 is a process following step 116.
In step 120, the calculation control unit 7 causes the first calculation unit 61 to refer to the constant setting unit 31 and the first temporary latitude storage unit 41, and the second eccentricity e ′ and the point obtained in step 116. Then, the calculation 17 is performed from the latitude φ k + 1 of the current and V k2 is calculated. For convenience of explanation, this latitude φ k + 1 will be described as latitude φ k2 .
V k2 = (1 + e ′ 2 cos 2 φ k2 ) 1/2 ... Calculation 17
The calculation 17 is executed by the calculation function of Equation 7 in the calculation 2) of the first calculation unit 61.
The first calculation unit 61 stores the calculated V k2 in the calculated value storage unit 30.

3−21)ステップ121(子午線曲率半径の計算工程)
ステップ121において、演算制御部7は、第5演算部65に、定数設定部31を参照させ、極の曲率半径cとVk2とから、計算18にて、緯度φk2における子午線曲率半径Mk2を算出させる。
k2=c/Vk2 3
…計算18
計算18は、第5演算部65の演算10)の式15の計算機能にて実行される。
第5演算部65は、算出した子午線曲率半径Mk2の値を、算出値置部30へ収容する。
3-21) Step 121 (Meridian curvature radius calculation process)
In step 121, the calculation control unit 7 causes the fifth calculation unit 65 to refer to the constant setting unit 31, and calculates the meridian curvature radius M k2 at the latitude φ k2 from the curvature radius c and V k2 of the pole. Is calculated.
M k2 = c / V k2 3
... Calculation 18
The calculation 18 is executed by the calculation function of Expression 15 of the calculation 10) of the fifth calculation unit 65.
The fifth calculation unit 65 stores the calculated value of the meridian curvature radius M k2 in the calculated value setting unit 30.

3−22)ステップ122(卯酉線曲率半径の計算工程)
ステップ122において、演算制御部7は、第5演算部65に、定数設定部31を参照させ、極の曲率半径cとVk2とから、計算19にて、緯度φk2における卯酉線曲率半径Nk2を算出させる。
k2=c/Vk2 …計算19
計算19は、第5演算部65の演算11)の式16の計算機能にて実行される。
第5演算部65は、算出した卯酉線曲率半径Nk2の値を、算出値置部30へ収容する。
3-22) Step 122 (Calculation process of radiant curvature radius)
In step 122, the calculation control unit 7 causes the fifth calculation unit 65 to refer to the constant setting unit 31, and from the curvature radius c and V k2 of the pole, in calculation 19, the shore curvature radius at latitude φ k2 N k2 is calculated.
N k2 = c / V k2 ... Calculation 19
The calculation 19 is executed by the calculation function of Expression 16 of the calculation 11) of the fifth calculation unit 65.
The fifth arithmetic unit 65 stores the calculated value of the shoreline curvature radius N k2 in the calculated value storage unit 30.

3−23)ステップ123(平均曲率半径の計算工程)
ステップ123において、演算制御部7は、第1演算部61に、定数設定部31を参照させて、極の曲率半径cとVk2の値とから、計算20を行わせ、当該座標(入力座標)の平均曲率半径Rk2を算出させる。第1演算部61は、算出した平均曲率半径Rk2を算出値置部30に収容する。
k2=c/Vk2 2
…計算20
計算20は、第1演算部61の演算3)の式8の計算機能にて実行される。
3-23) Step 123 (Calculation process of average radius of curvature)
In step 123, the calculation control unit 7 causes the first calculation unit 61 to refer to the constant setting unit 31 to perform calculation 20 from the value of the curvature radius c of the pole and the value of V k2 , and the coordinates (input coordinates). ) Average curvature radius R k2 is calculated. The first calculation unit 61 stores the calculated average radius of curvature R k2 in the calculated value placement unit 30.
R k2 = c / V k2 2
... calculation 20
The calculation 20 is executed by the calculation function of Expression 8 of the calculation 3) of the first calculation unit 61.

3−24)ステップ124(縮尺係数計算工程)
ステップ124において、演算制御部7は、第1演算部61に、座標入力部1のデータ置部10及び第1仮縮尺係数収容部51を参照させて、入力された座標値yの値と、縮尺係数mt1(第1仮縮尺係数収容部51に収容されている前記縮尺係数mt を縮尺係数mt1として説明する。以下同じ。)と、上記平均曲率半径Rk2とから、計算21を行わせ、縮尺係数mt2を算出させる。
t2=(1+y2 /2mt1 2k2 2+y4/24mt1 4k2 4)×0.9999
…計算21
計算21は、第1演算部61の演算4)の式9の計算機能にて実行される。
第1演算部61は、算出した縮尺係数mt2を第1仮縮尺係数収容部51に収容する。第1仮縮尺係数収容部51は、収容していた縮尺係数mt を第2仮縮尺係数収容部52へ渡し、上記の通り縮尺係数mt に代え上記縮尺係数mt2を収容する。
3-24) Step 124 (Scale factor calculation process)
In step 124, the calculation control unit 7 causes the first calculation unit 61 to refer to the data placement unit 10 and the first temporary scale coefficient storage unit 51 of the coordinate input unit 1, and the input coordinate value y, scale factor m t1 (describing the scale factor m t accommodated in the first tentative scale factor accommodating portion 51 as a scale factor m t1. hereinafter the same.) and, from the average radius of curvature R k2 Prefecture, the calculation 21 And let the scale factor m t2 be calculated.
m t2 = (1 + y 2 / 2m t1 2 R k2 2 + y 4 / 24m t1 4 R k2 4) × 0.9999
... Calculation 21
The calculation 21 is executed by the calculation function of Expression 9 of the calculation 4) of the first calculation unit 61.
The first calculation unit 61 stores the calculated scale factor m t2 in the first temporary scale factor storage unit 51. The first temporary scale factor housing 51, passes a reduced scale factor m t which has been accommodated into the second temporary scale factor housing portion 52, for accommodating the scale factor m t2 instead as the scale factor m t above.

3−25)ステップ125(縮尺係数の収束判定工程)
ステップ125において、判定部8の副判定部82は、第1仮縮尺係数収容部51と、第2仮縮尺係数収容部52と、条件設定部33とを参照し、縮尺係数mt1と縮尺係数mt2の差の絶対値即ち|mt2−mt1|と、縮尺係数の収束条件IPS2とを比較する。そして、縮尺係数mt2(と縮尺係数mt1の差の絶対値)が収束したと判定された場合、即ち、副判定部82が|mt2−mt1|≦IPS2と判定した場合、判定部8は、その結果を回帰制御部9に通知する。
3-25) Step 125 (Scale Factor Convergence Determination Step)
In step 125, the sub-determination unit 82 of the determination unit 8 refers to the first temporary scale factor storage unit 51, the second temporary scale factor storage unit 52, and the condition setting unit 33 and refers to the scale factor m t1 and the scale factor. The absolute value of the difference of m t2 , that is, | m t2 −m t1 | is compared with the convergence condition IPS2 of the scale factor. When it is determined that the scale factor m t2 (and the absolute value of the difference between the scale factors m t1 ) has converged, that is, when the sub-determination unit 82 determines | m t2 −m t1 | ≦ IPS2, the determination unit 8 notifies the regression control unit 9 of the result.

3−26)ステップ126(出力工程)
上記ステップ125にて、縮尺係数の収束の通知を受けた回帰制御部9は、出力部2により、少なくとも、第1仮緯度収容部41が収容している当該点の緯度φk+1 の値(φn ) と、算出値置部30が収容している経度λの値及び子午線収差γの値とを、出力させる。このとき、必要に応じて、座標入力部1のデータ置部10の入力座標値x,yや、定数設定部31が保持しその算出値置部30が収容している、上記入力座標が属する原点の緯度や経度の数値、地球楕円体の長半径や短半径などの定数、或いは計算工程中に算出した中間の値を、併せて、出力部2に出力させるものとしても、上記の結果がどのような座標値に対応するか、また、どのような経緯を経て算出されたか、オペレータに確認させることができ、便利である。
3-26) Step 126 (output process)
In step 125, the regression control unit 9 that has received the notification of the convergence of the scale factor uses the output unit 2 to at least the value of the latitude φ k + 1 of the point stored in the first temporary latitude storage unit 41. (Φ n ) and the value of the longitude λ and the value of the meridian aberration γ stored in the calculated value placement unit 30 are output. At this time, if necessary, the input coordinate values x and y of the data placement unit 10 of the coordinate input unit 1 and the input coordinates held by the constant setting unit 31 and stored in the calculated value placement unit 30 belong. Even if the numerical value of the latitude and longitude of the origin, constants such as the major and minor radii of the earth ellipsoid, or intermediate values calculated during the calculation process are output to the output unit 2 together, the above result is This is convenient because it allows the operator to check what coordinate value corresponds to, and how the coordinate value is calculated.

一方、ステップ125において、判定部8(副判定部82)が|mt2−mt1|>IPS2と判定した場合、ステップ126に移行せずに、前述の後処理工程を遂行する。
即ち、上記にて、|mt2−mt1|>IPS2と判定された場合、判定部8は、その結果を回帰制御部9に通知する。この通知を受けた回帰制御部9は、演算制御部7を通じて、上記主工程100のステップを繰り返させる。即ち、後処理工程は、縮尺係数mt2を用いて、主工程100をやり直す工程である。後処理工程において、主工程100の結果として加味されるのは、主工程100で算出された縮尺係数のみであり、主工程100で算出した緯度等の値は用いず、再度主工程100で用いたのと同様の値を用いて計算する(縮尺係数を使わない計算や、縮尺係数を用いる計算であっても、縮尺係数以外の数値については、主工程100で用いたものと同様の数値を用いて計算を行う)。
この後処理工程でのステップ125において、|mt2−mt1|>IPS2と判定された場合、判定部8は、その結果を回帰制御部9に通知する。そして、当該後処理工程を経て得た縮尺係数mt2で、再度後処理工程を行う。このように、1回の後処理工程を経ても、縮尺係数mt2(と縮尺係数mt1の差の絶対値)が収束したと判定されない場合、収束するまで、即ち、副判定部82が|mt2−mt1|≦IPS2となるまで、上記の後処理工程を繰り返す。
後処理工程におけるステップ125にて、縮尺係数mt2が収束した即ち|mt2−mt1|≦IPS2と副判定部82に判定された場合、上記の通り、回帰制御部9は、演算制御部7に、ステップ126を遂行させる。
On the other hand, when the determination unit 8 (sub-determination unit 82) determines | m t2 −m t1 |> IPS2 in step 125, the above-described post-processing process is performed without proceeding to step 126.
In other words, when it is determined that | m t2 −m t1 |> IPS2, the determination unit 8 notifies the regression control unit 9 of the result. The regression control unit 9 that has received this notification causes the operation control unit 7 to repeat the steps of the main process 100 . In other words, the post-processing step is a step of redoing the main step 100 using the scale factor mt2 . Use in a later process step, being taken into account as a result of the main process 100 is only the scale factors calculated in the main step 100, the value of latitude, which is calculated by the main process 100 is not used, again with the main step 100 Calculate using the same values as those used for the calculation (even if the calculation does not use the scale factor or the calculation using the scale factor, the values other than the scale factor are the same as those used in the main process 100. To calculate).
When it is determined that | m t2 −m t1 |> IPS2 in step 125 in the post-processing process, the determination unit 8 notifies the regression control unit 9 of the result. Then, in scale factor m t2 obtained through the post-treatment step, the higher the post-processing factory again. As described above, if it is not determined that the scale factor m t2 (and the absolute value of the difference between the scale factors m t1 ) has converged even after one post-processing step, the sub-determination unit 82 | The post-processing steps described above are repeated until m t2 −m t1 | ≦ IPS2.
In step 125 in the post-processing step, when the scaling factor m t2 has converged, that is, when it is determined by | m t2 −m t1 | ≦ IPS2 and the sub-determination unit 82, as described above, the regression control unit 9 7 causes step 126 to be performed.

上記の通り、後処理工程(主工程100のやり直し工程)が繰り返されると、ステップ107における計算5のx/mt が変化し、座標値xまでの基準子午線上の子午線弧長Wの値が変化し、その結果、計算7の計算結果がより精度の高いものとなるのである。
上記の実施の形態において、後処理工程は、判定部8(副判定部82)による縮尺係数の収束不十分、即ち、|mt2−mt1|>IPS2の判定により、行うものとした。
この他、前述の通り、このような縮尺係数の収束の判定を行わずに、設定した回数必ず後処理工程を実行するものとしても実施可能である。例えば、後処理工程を必ず1回(或いは2回以上)行うものとして実施することが可能である。
また、上記の実施の形態において、ステップ107で用いる仮の数値として、ステップ105で算出した縮尺係数mt を用いたが、初回のステップ107(後処理工程でのステップ107は除く。)については、0以外の任意の実数を当該縮尺係数mt の代替値として用いて計算を行うものとしても実施可能である。
但し、ステップ107で用いる仮の縮尺係数として、ステップ105で算出した縮尺係数mt を用いることにより、収束が効率良く行われるので、例えば、ステップ110における判定の結果ステップ108への反復(小ループ)を3回程度に抑えることができ、また、ステップ125における後処理工程の反復(大ループ)を2回以内に抑えることができる。従って、この場合、後処理工程をステップ125の判定無しに2回に固定しても、事実上良好な結果が得られる。
As described above, the post-treatment step (main process 100 of redo steps) is repeated, calculated 5 x / m t is changed at step 107, the value of the meridian arc length W on the zero meridian to coordinate values x As a result, the calculation result of calculation 7 becomes more accurate.
In the above-described embodiment, the post-processing step is performed by the determination unit 8 (sub-determination unit 82) having insufficient scale factor convergence, that is, by determining | m t2 −m t1 |> IPS2.
In addition, as described above, the post-processing step can be performed without failing to determine the convergence of such a scale factor without fail. For example, it is possible to carry out the post-processing step as always being performed once (or twice or more).
Further, in the above embodiment, as the temporary numbers used in step 107, is used to scale factor m t calculated in step 105, the initial step 107 (step 107 in post-treatment step is excluded.) The It can also be implemented as performing a calculation using an arbitrary real number other than 0 as a substitute value of the scale factor m t.
However, as the scale factor of the temporary used in step 107, by using the scale factor m t calculated in step 105, the convergence is efficiently performed, for example, repetition of the results the step 108 of the judgment in the step 110 (small loop ) Can be suppressed to about three times, and the repetition (large loop) of the post-processing step in Step 125 can be suppressed to within two times. Therefore, in this case, even if the post-processing process is fixed twice without determining in step 125, a practically good result can be obtained.

ステップ125における縮尺係数の判定を行わずに後処理工程を必ず行うものとした場合、通常、主工程100のステップ105において、仮の数値として、原点縮尺係数m0 を用いて計算4をした縮尺係数mt を採用する場合、入力した座標値x,yがその座標系のどの位置にあっても、主工程100において、ステップ110の判定による反復計算(ステップ108〜110)を繰り返し、後処理工程を1回(当該後処理工程中においてもテップ110の判定による反復計算(ステップ108〜110)を繰り返す。)行えば、十分な精度の結果が得られる。
また、ステップ106において、原点緯度φ0
に対して、1秒(−1/206265ラジアン)ずらすものとした。このずらす値については、原点緯度φ0 に対して±5秒を超えない範囲で行うのが好ましい。この範囲であれば、上記の通り、主工程100のステップ110の判定による反復計算(ステップ108〜110)を最大3回とし後処理工程を1回として十分な精度が得られることが発明者によって確認されている。従って、このステップ108〜110の反復計算を3回を限度として実施するのが好ましい。但し、反復計算は、収束条件IPSに依存しているため、このような回数に限定するものではない。
When it is assumed that the post-processing step is necessarily performed without determining the scale factor in step 125, the scale obtained by performing calculation 4 using the origin scale factor m 0 as a temporary numerical value in step 105 of the main step 100 is usually used. when employing the coefficients m t, the coordinate value x entered, even y is in any position of the coordinate system, in the main process 100 repeats the iterative calculation by the determination of step 110 (step 108 to 110), the post-processing If the process is performed once (iterative calculation based on the determination of step 110 (steps 108 to 110) is repeated even during the post-processing process), a sufficiently accurate result can be obtained.
In step 106, the origin latitude φ 0
In contrast, it was shifted by 1 second (−1/206265 radians). This shift value is preferably in a range not exceeding ± 5 seconds with respect to the origin latitude phi 0. Within this range, as described above, the inventor is able to obtain sufficient accuracy with a maximum of three iterations (steps 108 to 110) based on the determination in step 110 of the main process 100 and one post-processing process. It has been confirmed. Therefore, it is preferable to perform the iterative calculation of steps 108 to 110 up to three times. However, the iterative calculation depends on the convergence condition IPS and is not limited to such a number.

平面上の点を楕円体上の点とを対応させるのには、近似値を求める計算(反復計算即ち収束計算)が必要であり、精度良く対応させるには本願発明のような工夫が必要となるが、逆に、楕円体上の点を平面上の点に正確に対応させるのは、対応する点を簡単に算出することができる(反復計算は不要である)。即ち、周知の計算方法や装置で、緯度・経度から平面直角座標上の座標値を逆算して正確な値を算出することができる。
従って、このような逆算によって、本願発明に係る方法で得られた計算結果の精度を検証することができる。
In order to make the point on the plane correspond to the point on the ellipsoid, calculation for obtaining an approximate value (iterative calculation, that is, convergence calculation) is required, and in order to make it correspond with high accuracy, a device like the present invention is required. However, conversely, if the points on the ellipsoid are accurately associated with the points on the plane, the corresponding points can be easily calculated (iterative calculation is not required). That is, with a known calculation method or apparatus, an accurate value can be calculated by back calculating a coordinate value on a plane rectangular coordinate from latitude and longitude.
Therefore, the accuracy of the calculation result obtained by the method according to the present invention can be verified by such back calculation.

検証法の例について簡単に説明する。
本願発明に係る上記の方法にて得られた結果(出力値)を緯度φ(緯度φn )、経度λとして、下記の計算を行う。
計算22にて、経度差分Δλを逆算する。
Δλ=λ−λ0 …計算22
上記結果の緯度φから、計算23にて、第1の値ηを求める。
η=e’cos
φ…計算23
また、上記の結果の緯度φから、計算24にて、第2の値tを求める。
t=tan φ…計算24
更に、上記の結果の緯度φから、計算25にて、Vの値を求める。
V=(1+e'2cos2φ)1/2 …計算25
求めた当該Vの値から、計算26にて子午線曲率半径Mを、計算27にて、卯酉線曲率半径Nを、更に計算28から平均曲率半径Rを、夫々求める。
M=c/V3 …計算26
N=c/V…計算27
R=c/V2 …計算28
上記結果の緯度φ及び経度λ、更に、上記にて求めた第1の値η、第2の値tとから、計算29にて、当該緯度φ及び経度λにおける縮尺係数mを求める。
m={(1+Δλ2cos2
φ(1+η2 )/2+Δλ4cos4φ(5−4t2)/24)}×0.9999…計算29
そして、上記の結果の緯度φと、当該φについての上記子午線曲率半径M、卯酉線曲率半径N、平均曲率半径R、上記の経度差分Δλ、第1の値η、第2の値t、縮尺係数mとから、計算30にて、当該緯度φ及び経度λに対応する平面直角座標上の座標値yを求めることができる(計算29の右辺の0.9999は、数値として原点縮尺係数m0 と同じであるが、前述の通り、これは基準子午線上の縮尺係数を0.9999とするための一定の縮尺係数である)。
y={ΔλNcos
φ+Δλ3 Ncos 3
φ(1−t2 +η2 )/6
+Δλ5 Ncos 5 φ(5−18t2 +t4 +14η2 −58η22 )/120 }×m…計算30
An example of the verification method will be briefly described.
The following calculation is performed with the result (output value) obtained by the above method according to the present invention as latitude φ (latitude φ n ) and longitude λ.
In calculation 22, the longitude difference Δλ is calculated backward.
Δλ = λ−λ 0 Calculation 22
The first value η is obtained by calculation 23 from the latitude φ of the result.
η = e'cos
φ ... Calculation 23
Further, the second value t is obtained by calculation 24 from the latitude φ of the above result.
t = tan φ ... calculation 24
Furthermore, the value of V is obtained by calculation 25 from the latitude φ of the above result.
V = (1 + e ′ 2 cos 2 φ) 1/2 ... calculation 25
From the calculated value of V, the meridian curvature radius M is calculated by calculation 26, the shore curvature radius N is calculated by calculation 27, and the average curvature radius R is further calculated by calculation 28.
M = c / V 3 ... Calculation 26
N = c / V ... Calculation 27
R = c / V 2 ... Calculation 28
From the latitude φ and longitude λ of the above result, and the first value η and second value t obtained above, the scale factor m at the latitude φ and longitude λ is obtained by calculation 29.
m = {(1 + Δλ 2 cos 2
φ (1 + η 2 ) / 2 + Δλ 4 cos 4 φ (5-4t 2 ) / 24)} × 0.9999
And the latitude φ of the above result, the meridian curvature radius M, the shore curvature radius N, the average curvature radius R, the longitude difference Δλ, the first value η, the second value t for the φ, From the scale factor m, the coordinate value y on the plane Cartesian coordinates corresponding to the latitude φ and longitude λ can be obtained by the calculation 30 (0.9999 on the right side of the calculation 29 is expressed as the origin scale factor m 0 as a numerical value). The same, but as mentioned above, this is a constant scale factor to make the scale factor on the reference meridian 0.999).
y = {ΔλNcos
φ + Δλ 3 Ncos 3
φ (1-t 2 + η 2 ) / 6
+ Δλ 5 Ncos 5 φ (5-18t 2 + t 4 + 14η 2 −58η 2 t 2 ) / 120} × m.

そして、地球楕円体の長半径aと、第1離心率eと、上記結果の緯度φと、座標値xと、前述の定数A〜Fとから、計算31にて、上記結果の緯度φに対する赤道からの子午線弧長S (φ )を求める。
S (φ )=a(1−e2 )・{A・φ−(B/2)・(sin 2φ)
+(C/4)・(sin 4φ)−(D/6)・(sin 6φ)
+(E/8)・(sin 8φ)−(F/10)・(sin10 φ)}
…計算31
上記で求めた緯度φに対する赤道からの子午線弧長S (φ )と、原点緯度φ0 に対する赤道からの子午線弧長S (φ0) とにより、計算32にて、その差Bを求める。
B=S (φ )−S (φ0 ) …計算32
更に、この差Bと、上記の結果の緯度φと、当該φについての上記子午線曲率半径M、卯酉線曲率半径N、平均曲率半径R、上記の経度差分Δλ、第1の値η、第2の値t、縮尺係数mとから、計算33にて、当該緯度φ及び経度λに対応する平面直角座標上の座標値xを求めることができる。
x={B+Δλ2sinφcos φ/2+Δλ4 Nsin φcos3φ(5−t2 +9η2
+4η4 )/24+Δλ6 Nsin φcos 5 φ(61−58t2 +t4 + 270η2 −330 η22 )/720 }×m…計算33
また、上記の結果の緯度φと、上記の経度差分Δλ、第1の値η、第2の値tとから、計算34にて、当該緯度φ及び経度λにおける子午線収差γを求めることができる。
γ=Δλsin
φ+Δλ3 sin φcos2φ(1+3η2 +2η4)/3
+Δλ5 sin φcos4φ(2−t2 )/15…計算34
From the major radius a of the earth ellipsoid, the first eccentricity e, the latitude φ of the result, the coordinate value x, and the constants A to F described above, the calculation 31 calculates the latitude φ of the result. The meridian arc length S (φ) from the equator is obtained.
S (φ) = a (1-e 2 ) · {A · φ− (B / 2) · (sin 2φ)
+ (C / 4) · (sin 4φ)-(D / 6) · (sin 6φ)
+ (E / 8) · (sin 8φ) − (F / 10) · (sin10 φ)}
... Calculation 31
Based on the meridian arc length S (φ) from the equator with respect to the latitude φ obtained above and the meridian arc length S (φ 0 ) from the equator with respect to the origin latitude φ 0 , the difference B is obtained in the calculation 32.
B = S (φ) −S (φ 0 )... Calculation 32
Further, the difference B, the latitude φ of the result, the meridian curvature radius M, the shore curvature radius N, the average curvature radius R, the longitude difference Δλ, the first value η, the first 2 value t, and a scaling factor m, by calculation 33, it is possible to determine the coordinate values x in a plane perpendicular coordinates corresponding to those weft degree φ and the longitude lambda.
x = {B + Δλ 2 sin φcos φ / 2 + Δλ 4 N sin φcos 3 φ (5-t 2 + 9η 2
+ 4η 4 ) / 24 + Δλ 6 N sin φcos 5 φ (61−58 t 2 + t 4 + 270η 2 −330 η 2 t 2 ) / 720} × m.
Further, the meridian aberration γ at the latitude φ and the longitude λ can be obtained by the calculation 34 from the latitude φ as the result and the longitude difference Δλ, the first value η, and the second value t. .
γ = Δλsin
φ + Δλ 3 sin φcos 2 φ (1 + 3η 2 + 2η 4 ) / 3
+ Δλ 5 sin φcos 4 φ (2-t 2 ) / 15 ... Calculation 34

本明細書の背景技術の欄で、国土地理院のプログラムによる計算に使用した値について、本願発明に係る計算装置に入力して計算し、その結果の値を上記の検算法で検算したところ、国土地理院のプログラムが設定してある有効数字の範囲内(算出値の桁数内)において、本願発明に係る計算装置に入力した値(x,y)と、検算で得た値(x,y)とは、完全に一致することが分った。
更に、具体的な実施例について、以下に掲げる。
In the background art section of this specification, the value used for calculation by the program of the Geospatial Information Authority of Japan was input to the calculation device according to the present invention and calculated, and the result value was verified by the above verification method, Within the range of significant figures set by the Geographical Survey Institute's program (within the number of digits of the calculated value), the value (x, y) input to the calculation device according to the present invention and the value (x, It was found that y) was completely in agreement.
Furthermore, specific examples are listed below.

本願発明に係る装置を用いて、座標系3に属する5箇所の座標値x,y(入力)から、夫々の緯度φ・経度λを算出(出力)した(結果データ1〜5)。ここでは、座標値xを固定し、結果データ1から結果データ5へかけて、座標値yが原点から遠ざかる点を調べた。結果データ5は、縮尺係数が、1.0001となる点である。
結果データ1〜5で得た緯度・経度から、上記の検算法(検算プログラム)にて、座標値についての検証データ1〜5を得た(検証データの番号は、検証した結果データの番号と対応している)。
各データの計算において、WGS84地球楕円体の長半径a、地球楕円体の極の曲率半径c(=a2 /b)、離心率(第1離心率)eの2乗、第2離心率e’の2乗、座標系Z、当該座標系Zの原点緯度φ0 、当該座標系Zの原点経度λ0 、原点縮尺係数m0 について、次の数値を定数として用いた。
a=6378137.000
c=6399593.62576
2 = 0.006694379990141
e’2 =0.006739496742276
Z=3
φ0 =36- 0- 0.000
λ0 = 132-10- 0.000
0 =0.9999
また、以下において、
ZAHYOCHI X( 1)は、入力座標値xを示し、単位はメートルである。
ZAHYOCHI Y( 1)は、入力座標値yを示し、単位はメートルである。
PHAIは、最近似垂線緯度φj+1 を示す。
LATITUDEは、当該点の緯度φn (北緯)を示す。例えば 34- 7-45.93167 は、 34 度 7分45.93167秒(34°7'45".93167)を示している。
LONGITUDE は、当該点の経度λ(東経)を示す。
GAMMA ANGLEは、当該点の子午線収差γを示す。
MERIDIAN RADIUSは、当該点の子午線曲率半径Mを示す。
ORTHOG. MERIDIAN RADIUS は、当該点の卯酉線曲率半径Nを示す。
MEAN RADIUS は、当該点の平均曲率半径Rを示す。
SCALE FACTOR
は、当該点の縮尺係数を示す。
Using the apparatus according to the present invention, the latitude φ and longitude λ were calculated (output) from the five coordinate values x and y (input) belonging to the coordinate system 3 (result data 1 to 5). Here, the coordinate value x is fixed, and the point where the coordinate value y moves away from the origin from the result data 1 to the result data 5 was examined. Result data 5 is that the scale factor is 1.0001.
From the latitude / longitude obtained in the result data 1-5, the verification data 1-5 for the coordinate values were obtained by the above-described verification method (verification program) (the number of the verification data is the number of the verified result data) Yes)
In the calculation of each data, the major radius a of the WGS84 earth ellipsoid, the curvature radius c (= a 2 / b) of the pole of the earth ellipsoid, the square of the eccentricity (first eccentricity) e, the second eccentricity e Regarding the square of ', the coordinate system Z, the origin latitude φ 0 of the coordinate system Z, the origin longitude λ 0 of the coordinate system Z, and the origin scale factor m 0 , the following numerical values were used as constants.
a = 6378137.000
c = 6399593.62576
e 2 = 0.006694379990141
e ' 2 = 0.006739496742276
Z = 3
φ 0 = 36-0-0.000
λ 0 = 132-10- 0.000
m 0 = 0.9999
In the following,
ZAHYOCHI X (1) indicates the input coordinate value x, and its unit is meter.
ZAHYOCHI Y (1) indicates the input coordinate value y, and its unit is meter.
PHAI indicates the closest perpendicular latitude φ j + 1 .
LATITUDE indicates the latitude φ n (north latitude) of the point. For example, 34-7-45.93167 indicates 34 degrees 7 minutes 45.93167 seconds (34 ° 7'45 ".93167).
LONGITUDE indicates the longitude λ (east longitude) of the point.
GAMMA ANGLE shows meridian yield difference γ of the point.
MERIDIAN RADIUS indicates the meridian radius of curvature M of the point.
ORTHOG. MERIDIAN RADIUS indicates the radius of curvature N of the point.
MEAN RADIUS indicates the average radius of curvature R of the point.
SCALE FACTOR
Indicates the scale factor of the point.

(結果データ1)
1 ZAHYOCHI X( 1) =
-207504.143
ZAHYOCHI Y( 1) = 0.000
PHAI = 34- 7-45.93167
LATITUDE = 34- 7-45.93167
LONGITUDE =132-10- 0.00000
GAMMA ANGLE = 0- 0-
0.00000
MERIDIAN RADIUS =
6355518.63673
ORTHOG. MERIDIAN RADIUS
=6384868.10519
MEAN RADIUS = 6370176.46816
SCALE FACTOR = 0.9999000000
(Result data 1)
1 ZAHYOCHI X (1) =
-207504.143
ZAHYOCHI Y (1) = 0.000
PHAI = 34- 7-45.93167
LATITUDE = 34- 7-45.93167
LONGITUDE = 132-10- 0.00000
GAMMA ANGLE = 0- 0-
0.00000
MERIDIAN RADIUS =
6355518.63673
ORTHOG. MERIDIAN RADIUS
= 6384868.10519
MEAN RADIUS = 6370176.46816
SCALE FACTOR = 0.9999000000

(結果データ2)
2 ZAHYOCHI X( 2) = -207504.143
ZAHYOCHI Y( 2) = -60000.000
PHAI = 34- 7-46.23045
LATITUDE = 34- 7-40.02854
LONGITUDE = 131-30-58.32910
GAMMA ANGLE = -
0-21-53.81142
MERIDIAN RADIUS =
6355516.93662
ORTHOG. MERIDIAN RADIUS
=6384867.53587
MEAN RADIUS = 6370175.33215
SCALE FACTOR = 0.9999443586
(Result data 2)
2 ZAHYOCHI X (2) = -207504.143
ZAHYOCHI Y (2) = -60000.000
PHAI = 34- 7-46.23045
LATITUDE = 34- 7-40.02854
LONGITUDE = 131-30-58.32910
GAMMA ANGLE =-
0-21-53.81142
MERIDIAN RADIUS =
6355516.93662
ORTHOG. MERIDIAN RADIUS
= 6384867.53587
MEAN RADIUS = 6370175.33215
SCALE FACTOR = 0.9999443586

(結果データ3)
3 ZAHYOCHI X( 3) = -207504.143
ZAHYOCHI Y( 3) = -90091.612
PHAI = 34- 7-46.60518
LATITUDE = 34-7-32.62478
LONGITUDE = 131-11-24.23440
GAMMA ANGLE = -0-32-52.51513
MERIDIAN RADIUS =
6355514.80440
ORTHODG. MERIDIAN RADIUS =
6384866.82185
MEAN RADIUS = 6370173.90739
SCALE FACTOR =
1.0000000000
(Result data 3)
3 ZAHYOCHI X (3) = -207504.143
ZAHYOCHI Y (3) = -90091.612
PHAI = 34- 7-46.60518
LATITUDE = 34-7-32.62478
LONGITUDE = 131-11-24.23440
GAMMA ANGLE = -0-32-52.51513
MERIDIAN RADIUS =
6355514.80440
ORTHODG. MERIDIAN RADIUS =
6384866.82185
MEAN RADIUS = 6370173.90739
SCALE FACTOR =
1.0000000000

(結果データ4)
4 ZAHYOCHI X( 4) = -207504.143
ZAHYOCHI Y( 4) = -119361.021
PHAI = 34-7-47.111365
LATITUDE = 34-7-22.57909
LONGITUDE = 130-52-22.58341
GAMMA ANGLE = -0-43-32.98171
MERIDIAN RADIUS = 6355511.91142
ORTHOG. MERIDIAN RADIUS = 6384865.85306
MEAN RADIUS = 6370171.97429
SCALE FACTOR = 1.0000755078
(Result data 4)
4 ZAHYOCHI X (4) = -207504.143
ZAHYOCHI Y (4) = -119361.021
PHAI = 34-7-47.111365
LATITUDE = 34-7-22.57909
LONGITUDE = 130-52-22.58341
GAMMA ANGLE = -0-43-32.98171
MERIDIAN RADIUS = 6355511.91142
ORTHOG. MERIDIAN RADIUS = 6384865.85306
MEAN RADIUS = 6370171.97429
SCALE FACTOR = 1.0000755078

(結果データ5)
5 ZAHYOCHI X( 5) = -207504.143
ZAHYOCHI Y( 5) = -127420.415
PHAI = 34-7-47.27856
LATITUDE = 34-7-19.32099
LONGITUDE = 130-47-8.30603
GAMMA ANGLE =
-0-46-29.28380
MERIDIAN RADIUS =
6355510.97317
ORTHOG. MERIDIAN RADIUS = 6384865.53887
MEAN RADIUS = 6370171.34734
SCALE FACTOR =
1.0001000000
(Result data 5)
5 ZAHYOCHI X (5) = -207504.143
ZAHYOCHI Y (5) = -127420.415
PHAI = 34-7-47.27856
LATITUDE = 34-7-19.32099
LONGITUDE = 130-47-8.30603
GAMMA ANGLE =
-0-46-29.28380
MERIDIAN RADIUS =
6355510.97317
ORTHOG. MERIDIAN RADIUS = 6384865.53887
MEAN RADIUS = 6370171.34734
SCALE FACTOR =
1.0001000000

(検証データ1)
1 ZAHYOCHI X( 1) = -207504.143
ZAHYOCHI Y( 1) = 0.000
LATITUDE = 34-7-45.93167
LONGITUDE = 132-10-0.00000
GAMMA ANGLE =
0-0-0.00000
MERIDIAN RADIUS =
6355518.63672
ORTHODG. MERIDIAN RADIUS
=6384868.10519
MEAN RADIUS = 6370176.46816
SCALE FACTOR = 0.9999000000
(Verification data 1)
1 ZAHYOCHI X (1) = -207504.143
ZAHYOCHI Y (1) = 0.000
LATITUDE = 34-7-45.93167
LONGITUDE = 132-10-0.00000
GAMMA ANGLE =
0-0-0.00000
MERIDIAN RADIUS =
6355518.63672
ORTHODG. MERIDIAN RADIUS
= 6384868.10519
MEAN RADIUS = 6370176.46816
SCALE FACTOR = 0.9999000000

(検証データ2)
2 ZAHYOCHI X( 2) = -207504.143
ZAHYOCHI Y( 2) = -60000.000
LATITUDE = 34-7-40.02854
LONGITUDE = 131-30-58.32910
GAMMA ANGLE = -0-21-53.81142
MERIDIAN RADIUS = 6355516.93662
ORTHODG. MERIDIAN RADIUS
=6384867.53587
MEAN RADIUS = 6370175.33215
SCALE FACTOR = 0.9999443586
(Verification data 2)
2 ZAHYOCHI X (2) = -207504.143
ZAHYOCHI Y (2) = -60000.000
LATITUDE = 34-7-40.02854
LONGITUDE = 131-30-58.32910
GAMMA ANGLE = -0-21-53.81142
MERIDIAN RADIUS = 6355516.93662
ORTHODG. MERIDIAN RADIUS
= 6384867.53587
MEAN RADIUS = 6370175.33215
SCALE FACTOR = 0.9999443586

(検証データ3)
3 ZAHYOCHI X( 3) = -207504.143
ZAHYOCHI Y( 3) = -90091.612
LATITUDE = 34-7-32.62478
LONGITUDE = 131-11-24.23440
GAMMA ANGLE = -0-32-52.51514
MERIDIAN RADIUS = 6355514.80440
ORTHODG. MERIDIAN RADIUS = 6384866.82185
MEAN RADIUS = 6370173.90739
SCALE FACTOR = 0.9999999999
(Verification data 3)
3 ZAHYOCHI X (3) = -207504.143
ZAHYOCHI Y (3) = -90091.612
LATITUDE = 34-7-32.62478
LONGITUDE = 131-11-24.23440
GAMMA ANGLE = -0-32-52.51514
MERIDIAN RADIUS = 6355514.80440
ORTHODG. MERIDIAN RADIUS = 6384866.82185
MEAN RADIUS = 6370173.90739
SCALE FACTOR = 0.9999999999

(検証データ4)
4 ZAHYOCHI X( 4) = -207504.143
ZAHYOCHI Y( 4) = -119361.021
LATITUDE = 34-7-22.57909
LONGITUDE = 130-52-22.58341
GAMMA ANGLE =
-0-43-32.98172
MERIDIAN RADIUS =
6355511.91142
ORTHOG. MERIDIAN RADIUS = 6384865.85306
MEAN RADIUS = 6370171.97429
SCALE FACTOR = 1.0000755076
(Verification data 4)
4 ZAHYOCHI X (4) = -207504.143
ZAHYOCHI Y (4) = -119361.021
LATITUDE = 34-7-22.57909
LONGITUDE = 130-52-22.58341
GAMMA ANGLE =
-0-43-32.98172
MERIDIAN RADIUS =
6355511.91142
ORTHOG. MERIDIAN RADIUS = 6384865.85306
MEAN RADIUS = 6370171.97429
SCALE FACTOR = 1.0000755076

(検証データ5)
5 ZAHYOCHI X( 5) = -207504.143
ZAHYOCHI Y( 5) = -127420.415
LATITUDE = 34-7-19.32099
LONGITUDE = 130-47-8.30603
GAMMA ANGLE =
-0-46-29.28381
MERIDIAN RADIUS = 6355510.97317
ORTHOG. MERIDIAN RADIUS= 6384865.53887
MEAN RADIUS = 6370171.34734
SCALE FACTOR = 1.0000999998
(Verification data 5)
5 ZAHYOCHI X (5) = -207504.143
ZAHYOCHI Y (5) = -127420.415
LATITUDE = 34-7-19.32099
LONGITUDE = 130-47-8.30603
GAMMA ANGLE =
-0-46-29.28381
MERIDIAN RADIUS = 6355510.97317
ORTHOG. MERIDIAN RADIUS = 6384865.53887
MEAN RADIUS = 6370171.34734
SCALE FACTOR = 1.0000999998

上記の通り、何れも、結果データの入力値と、検証データ出力値は、完全に一致している。ここで求めた緯度・経度は、小数点以下第5位であり、この範囲で誤差が生じている国土地理院のプログラムとでは、その精度の差は歴然としている。
また、結果データ5を見れば、縮尺係数を示す SCALE FACTORも、1.0001に、精度よく収束しているのが分かる。
As described above, in each case, the input value of the result data and the output value of the verification data completely match. The latitude / longitude obtained here is the fifth place after the decimal point, and the difference in accuracy is clear with the program of the Geospatial Information Authority of Japan that has an error in this range.
Also, from the result data 5, it can be seen that the SCALE FACTOR indicating the scale factor also converges to 1.001 with high accuracy.

本願発明に係る位置計算装置の一実施の形態の説明図である。It is explanatory drawing of one Embodiment of the position calculation apparatus which concerns on this invention. 本願発明に係る位置計算方法のフローを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the flow of the position calculation method which concerns on this invention. 本願発明に係る位置計算方法の、垂線緯度の計算についての説明図である。It is explanatory drawing about calculation of a perpendicular latitude of the position calculation method which concerns on this invention.

1 座標入力部
2 主力部
6 演算部
7 演算制御部
8 判定部
9 回帰制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Coordinate input part 2 Main part 6 Calculation part 7 Calculation control part 8 Judgment part 9 Regression control part

Claims (3)

等角投影法により地球楕円体を投影する平面直角座標X,Y上の座標値x,yを入力することにより、少なくとも当該座標値に対応する地球楕円体上の緯度φnを出力することが可能な位置計算装置において、
座標入力部と、出力部と、定数設定部と、条件設定部と、第1仮緯度収容部と、第2仮緯度収容部と、第1仮縮尺係数収容部と、第2仮縮尺係数収容部と、第1〜第5の少なくとも5つの演算部と、演算制御部と、判定部と、回帰制御部とを備えるものであり、
定数設定部は、少なくとも、当該座標系の原点の緯度φ 0 、地球楕円体の長半径a及び短半径b、地球楕円体の第1離心率e及び地球楕円体の第2離心率e’、 地球楕円体の極の曲率半径c、赤道から当該座標値xまでの基準子午線上の子午線弧長Wを算出するに必要な次の定数A〜Fの、夫々の値を予め収容しているものであり、
A=1+(3/4)e 2 +(45/64)e 4 +(175 /256 )e 6 +(11025 /16384 )e 8 +(43659 /65536 )e 10
B=(3/4)e 2 +(15/16)e 4 +(525 /512 )e 6 +(2205/2048)e 8 +(72765 /65536 )e 10
C=(15/64)e 4 +(105 /256 )e 6 +(2205/4096)e 8 +(10395 /16384 )e 10
D=(35/512 )e 6 +(315 /2048)e 8 +(31185 /131072)e 10
E=(315 /16384 )e 8 +(3465/65536 )e 10
F=(693 /131072)e 10
入力座標から、当該入力座標の属する座標系の原点を通る基準子午線に下ろした垂線の緯度を、垂線緯度として、
条件設定部には、垂線緯度の収束条件IPSである、しきい値が予め設定されており、
第1仮緯度収容部は、垂線緯度の初期値φ j を収容することができるものであり、
第1仮縮尺係数収容部は、0以外の任意の実数を仮の縮尺係数m t として収容することができるものであり、
第1演算部は、少なくとも次の式7、式8及び式9の演算を実行する機能を有し、
k+1 =(1+e' 2 cos 2 φ k+1 1/2 …式7
k2 =c/V k+1 2
…式8
t2 =(1+y 2 /2m t 2 k2 2 +y 4 /24m t 4 k2 4 )×0.9999 …式9
第2演算部は、少なくとも次の式10の演算を実行する機能を有し、
W=a(1−e 2 )・{A・φ 0 −(B/2)・(sin 2φ 0 )+(C/4)・(sin 4φ 0 )−(D/6)・(sin 6φ 0 )+(E/8)・(sin 8φ 0 )−(F/10)・(sin 10φ 0 )}+x/m t …式10
第3演算部は、少なくとも次の式11の演算を実行する機能を有し、
S (φ j
)=a(1−e 2 )・{A・φ j −(B/2)・(sin 2φ j )+(C/4)・(sin 4φ j )−(D/6)・(sin 6φ j )+(E/8)・(sin 8φ j )−(F/10)・(sin 10φ j )}…式11
第4演算部は、少なくとも、上記式10のWと式11のS (φ j
)とから垂線緯度の収束計算により垂線緯度φ j+1 を算出する演算を実行する機能を有し、
第5演算部は、少なくとも次の式3の演算を実行する機能を有し、
φ k+1 =φ k −t k (y/m t 2 /2M k k +t k (y/m t 4 (5+3t k 2 +η k
2 −9t k 2 η k 2 −4η k 4 )/24M k k 3 −t k (y/m t 6 (61+90t k 2 +45t k 4 )/720M k k 5
…式3
座標入力部は、上記座標値x,yの入力を受け付け、
演算制御部は、第2演算部に、定数設定部と、座標入力部と、第1仮縮尺係数収容部とを参照させて、地球楕円体の長半径aと、地球楕円体の第1離心率eと、原点緯度φ 0 と、入力座標値xと、仮の縮尺係数m t と、上記定数A〜Fとから、上記式10を計算させることにより、赤道から当該座標値xまでの基準子午線上の子午線弧長Wを算出させ、第2演算部は、算出した当該子午線弧長Wを定数設定部に収容し、
演算制御部は、第3演算部に、定数設定部と、第1仮緯度収容部とを参照させて、地球楕円体の長半径aと、地球楕円体の第1離心率eと、垂線緯度の初期値φ j と、上記定数A〜Fとから、上記式11を計算させることにより、垂線緯度の初期値φ j に対する赤道からの子午線弧長S (φ j
)を算出させ、第3演算部は、算出した当該子午線弧長S (φ j )を定数設定部に収容し、
演算制御部は、第4演算部に、定数設定部と、第1仮緯度収容部とを参照させ、垂線緯度の初期値φ j と、地球楕円体の長半径aと、地球楕円体の第1離心率eと、赤道から当該座標値xまでの基準子午線上の子午線弧長Wと、垂線緯度の初期値φ j に対する赤道からの子午線弧長S (φ j
)とから、緯度φ j+1 を算出させ、第4演算部は、算出した緯度φ j+1 を、第1仮緯度収容部へ収容し、第4演算部から上記の緯度φ j+1 を受けた第1仮緯度収容部は、収容していた緯度φ j
を第2仮緯度収容部へ渡し、緯度φ j に代え上記緯度φ j+1 の値を収容し、
判定部は、第1仮緯度収容部と第2仮緯度収容部と条件設定部とを参照し、上記緯度φ j+1 と緯度φ j の差の絶対値と、垂線緯度の収束条件IPSであるしきい値とを比較し、緯度φ j+1 と緯度φ j の差の絶対値を、当該しきい値よりも大きいと判定した場合、その結果を回帰制御部に通知し、通知を受けた回帰制御部は、第1仮緯度収容部の緯度φ j+1 の値を、緯度φ j として、再度第3演算部に、式11の計算を行わせ、算出した子午線弧長S (φ j
)を定数設定部に収容させ、再度第4演算部に、定数設定部を参照して子午線弧長S(φ j
)から、緯度φ j+1 を算出させ、第1仮緯度収容部に、それまで保持していた緯度φ j を第2仮緯度収容部へ 渡させ、保持していた当該緯度φ j に第4演算部が再度算出した上記緯度φ j+1 を置き換えさせ、
判定部が、第1仮緯度収容部と第2仮緯度収容部と条件設定部とを参照して、上記判定を再度行い、緯度φ j+1 と緯度φ j の差の絶対値が、当該しきい値以下であると判定するまで、回帰制御部は、第3演算部に式11の計算を、第4演算部に緯度の収束計算を、繰り返し行わせ、
判定部が、緯度φ j+1 と緯度φ j の差の絶対値を、当該しきい値以下であると判定した場合、当該漸近緯度φ j+1 を、上記垂線緯度φ として、回帰制御部は、第5演算部に、座標入力部と、第1仮緯度収容部と、定数設定部と、第1仮縮尺係数収容部とを参照させて、上記仮の縮尺係数m t と、当該垂線緯度φ k と、当該垂線緯度φ k における子午線曲率半径M k 及び卯酉線曲率半径N k と、e’cos φ k にて定まる第1の値η k と、tan
φ k にて定まる第2の値t k と、入力された座標値yの値とから、上記式3を計算させることにより、緯度φ k+1 を算出させ、第5演算部は、算出した緯度φ k+1 を、入力座標点の緯度φ n として、第1仮緯度収容部へ、それまで第1仮緯度収容部に収容されていた値と置き換えて収容し、このとき、第1仮緯度収容部は、それまで保持していた緯度φ k の値を第2仮緯度収容部へ渡し、
更に、演算制御部にて、第1演算部に、定数設定部と、第1仮緯度収容部とを参照させて、地球楕円体の第2離心率e’と、当該緯度φ k+1 とから、式7及び式8の計算を行わせることにより、当該緯度φ k+1 における平均曲率半径R k2 を算出させ、
演算制御部は、第1演算部に、座標入力部と、第1仮縮尺係数収容部とを参照させて、入力された座標値yの値と、仮の縮尺係数m t と、上記平均曲率半径R k2 とから、上記式9の計算を行わせることにより、縮尺係数m t2 を算出させ、第1演算部は、算出した縮尺係数m t2 を第1仮縮尺係数収容部に収容し、第1仮縮尺係数収容部は、収容していた縮尺係数m t を第2仮縮尺係数収容部へ渡し、上記の通り縮尺係数m t に代え上記縮尺係数m t2 を収容し、
回帰制御部は、演算制御部を通じて、それまでの仮の縮尺係数m t に代え当該算出した縮尺係数m t2 を次の仮の縮尺係数m t として、少なくとも1回、第2、第4及び第5演算部に式10、緯度の収束計算、式3を、第1演算部に式7、式8、及び式9を、再計算させ、
回帰制御部は、出力部により、上記再計算後、少なくとも、第1仮緯度収容部が収容している緯度φ k+1 の値を、出力させるものであることを特徴とする位置計算装置。
By inputting coordinate values x and y on the plane rectangular coordinates X and Y for projecting the earth ellipsoid by the conformal projection method, at least the latitude φ n on the earth ellipsoid corresponding to the coordinate values can be output. In a possible position calculator,
Coordinate input unit, output unit, constant setting unit, condition setting unit, first temporary latitude storage unit, second temporary latitude storage unit, first temporary scale factor storage unit, and second temporary scale factor storage Unit, at least five first to fifth calculation units, a calculation control unit, a determination unit, and a regression control unit,
The constant setting unit includes at least a latitude φ 0 of the origin of the coordinate system, a major radius a and a minor radius b of the earth ellipsoid, a first eccentricity e of the earth ellipsoid, and a second eccentricity e ′ of the earth ellipsoid, The radius of curvature c of the ellipsoid of the earth ellipsoid and the values of the following constants A to F necessary for calculating the meridian arc length W on the reference meridian from the equator to the coordinate value x are previously stored. And
A = 1 + (3/4) e 2 + (45/64) e 4 + (175/256 ) e 6 + (11025/16384) e 8 + (43659/65536) e 10
B = (3/4) e 2 + (15/16) e 4 + (525/512) e 6 + (2205/2048) e 8 + (72765/65536) e 10
C = (15/64) e 4 + (105/256) e 6 + (2205/4096) e 8 + (10395/16384) e 10
D = (35/512) e 6 + (315/2048) e 8 + (31185/131072) e 10
E = (315/16384) e 8 + (3465/65536) e 10
F = (693/131072) e 10
The latitude of the perpendicular drawn from the input coordinate to the reference meridian passing through the origin of the coordinate system to which the input coordinate belongs is defined as the perpendicular latitude,
In the condition setting unit, a threshold value that is a convergence condition IPS of the normal latitude is preset,
The first temporary latitude accommodating portion is capable of accommodating the initial value φ j of the normal latitude ,
The first temporary scale factor housing part, which can accommodate any real number other than 0 as the temporary scale factor m t,
The first calculation unit has a function of executing at least the following expressions 7, 8, and 9.
V k + 1 = (1 + e ′ 2 cos 2 φ k + 1 ) 1/2 .
R k2 = c / V k + 1 2
... Formula 8
m t2 = (1 + y 2 / 2m t 2 R k2 2 + y 4 / 24m t 4 R k2 4) × 0.9999 ... Equation 9
The second calculation unit has a function of executing at least the calculation of Expression 10 below.
W = a (1-e 2 ) · {A · φ 0 − (B / 2) · (sin 2φ 0 ) + (C / 4) · (sin 4φ 0 ) − (D / 6) · (sin 6φ 0 ) + (E / 8) · (sin 8φ 0 ) − (F / 10) · (sin 10φ 0 )} + x / m t Equation 10
The third calculation unit has a function of executing at least the calculation of the following expression 11;
S (φ j
) = A (1-e 2 ) · {A · φ j − (B / 2) · (sin 2φ j ) + (C / 4) · (sin 4φ j ) − (D / 6) · (sin 6φ j ) + (E / 8) · (sin 8φ j ) − (F / 10) · (sin 10φ j )}
The fourth arithmetic unit is at least W in Equation 10 and S (φ j in Equation 11).
) And a function to execute an operation for calculating a normal latitude φ j + 1 by a normal latitude convergence calculation ,
The fifth calculation unit has a function of executing at least the calculation of Expression 3 below.
φ k + 1 = φ k −t k (y / m t ) 2 / 2M k N k + t k (y / m t ) 4 (5 + 3 t k 2 + η k
2 -9t k 2 η k 2 -4η k 4) / 24M k N k 3 -t k (y / m t) 6 (61 + 90t k 2 + 45t k 4) / 720M k N k 5
... Formula 3
The coordinate input unit accepts input of the coordinate values x and y,
The calculation control unit causes the second calculation unit to refer to the constant setting unit, the coordinate input unit, and the first temporary scale coefficient storage unit, and the major radius a of the earth ellipsoid and the first eccentricity of the earth ellipsoid. and rate e, the origin latitude phi 0, and input coordinate values x, standards of the temporary scale factor m t, and a said constant to F, by calculating the above equation 10, from the equator to the coordinate values x The meridian arc length W on the meridian is calculated, and the second calculation unit stores the calculated meridian arc length W in the constant setting unit,
The calculation control unit causes the third calculation unit to refer to the constant setting unit and the first temporary latitude storage unit, the major radius a of the earth ellipsoid, the first eccentricity e of the earth ellipsoid, and the normal latitude. an initial value phi j of the from constant to F, by calculating the above equation 11, meridian arc length S from the equator to the initial value phi j of a perpendicular latitude (phi j
), And the third calculation unit stores the calculated meridian arc length S (φ j ) in the constant setting unit,
The calculation control unit causes the fourth calculation unit to refer to the constant setting unit and the first temporary latitude accommodation unit, the initial value φ j of the normal latitude, the major radius a of the earth ellipsoid, and the first value of the earth ellipsoid. 1 eccentricity e and the meridian arc length W on the reference meridian from the equator to the coordinates x, meridian arc length from the equator to the initial value phi j of a perpendicular latitude S (phi j
) To calculate the latitude φ j + 1 , and the fourth calculation unit stores the calculated latitude φ j + 1 in the first temporary latitude storage unit, and the latitude φ j + 1 from the fourth calculation unit Received the first provisional latitude accommodating part, the latitude φ j that was accommodated
The pass to the second temporary latitude accommodating unit accommodates a value of the latitude phi j + 1 instead of the latitude phi j,
The determination unit refers to the first temporary latitude storage unit, the second temporary latitude storage unit, and the condition setting unit, and uses the absolute value of the difference between the latitude φ j + 1 and the latitude φ j and the convergence condition IPS of the normal latitude. When the absolute value of the difference between latitude φ j + 1 and latitude φ j is determined to be greater than the threshold value by comparing with a certain threshold value, the result is notified to the regression control unit and the notification is received. regression control unit, the value of the latitude phi j + 1 of the first temporary latitude housing portion, as the latitude phi j, the third arithmetic unit again to perform the calculation of equation 11, the calculated meridian arc length S (phi j
) Is stored in the constant setting unit, and the fourth arithmetic unit is again referred to the constant setting unit and the meridian arc length S (φ j
From), to calculate the latitude phi j + 1, the first temporary latitude accommodating portion, thereby passed the latitude phi j that held until then to the second temporary latitude accommodating portion, first to the latitude phi j that held 4 The calculation unit replaces the latitude φ j + 1 calculated again ,
The determination unit performs the above determination again with reference to the first temporary latitude storage unit, the second temporary latitude storage unit, and the condition setting unit, and the absolute value of the difference between the latitude φ j + 1 and the latitude φ j is Until it is determined that the value is equal to or less than the threshold value, the regression control unit repeatedly causes the third calculation unit to perform the calculation of Equation 11 and causes the fourth calculation unit to perform the convergence calculation of latitude.
When the determination unit determines that the absolute value of the difference between the latitude φ j + 1 and the latitude φ j is equal to or less than the threshold value, the asymptotic latitude φ j + 1 is set as the perpendicular latitude φ k and the regression control is performed. The unit refers to the coordinate input unit, the first temporary latitude accommodating unit, the constant setting unit, and the first temporary scale factor accommodating unit, and the provisional scale factor m t , and the perpendicular latitude phi k, the radius M k and prime vertical radius of curvature N k meridian curvature at the perpendicular latitude phi k, a first value eta k determined by e'cos φ k, tan
By calculating the above equation 3 from the second value t k determined by φ k and the input coordinate value y, the latitude φ k + 1 is calculated, and the fifth calculation unit calculates The latitude φ k + 1 is stored as a latitude φ n of the input coordinate point in the first temporary latitude storage unit, replacing the value previously stored in the first temporary latitude storage unit. The latitude accommodating part passes the value of the latitude φ k that has been held so far to the second temporary latitude accommodating part,
Further, in the calculation control unit, the first calculation unit is referred to the constant setting unit and the first temporary latitude accommodation unit, the second eccentricity e ′ of the earth ellipsoid, the latitude φ k + 1, and Then, by calculating Equation 7 and Equation 8, the average curvature radius R k2 at the latitude φ k + 1 is calculated,
Arithmetic control unit, the first operation unit, a coordinate input unit, by referring to the first temporary scale factor accommodating portion, and the value of the coordinate value y input, a temporary scale factor m t, the mean curvature The scale factor mt2 is calculated from the radius Rk2 by calculating the above formula 9 , and the first calculation unit stores the calculated scale factor mt2 in the first temporary scale factor storage unit. 1 temporary scale factor accommodating portion passes the housing to have a scale factor m t to the second temporary scale factor accommodating portion accommodates the scale factor m t2 instead as the scale factor m t above,
Regression control unit, through the operation control unit, the scale factor m t2 that the calculated instead of the temporary scale factor m t so far as scale factor m t of the next temporary, at least once, the second, fourth and 5 calculation unit, equation 10, latitude convergence calculation, equation 3, and the first calculation unit recalculate equation 7, equation 8, and equation 9,
The regression control unit causes the output unit to output at least the value of latitude φ k + 1 stored in the first temporary latitude storage unit after the recalculation.
等角投影法により地球楕円体を投影する平面直角座標X,Y上の座標値x,yを入力することにより、少なくとも当該座標値に対応する地球楕円体上の緯度φ n を出力することが可能な位置計算装置において、
座標入力部と、出力部と、定数設定部と、条件設定部と、第1仮緯度収容部と、第2仮緯度収容部と、第1仮縮尺係数収容部と、第2仮縮尺係数収容部と、第1〜第5の少なくとも5つの演算部と、演算制御部と、判定部と、回帰制御部とを備えるものであり、
定数設定部は、少なくとも、当該座標系の原点の緯度φ 0 、原点における縮尺係数m 0 の値、地球楕円体の長半径a及び短半径b、地球楕円体の第1離心率e及び地球楕円体の第2離心率e’、地球楕円体の極の曲率半径c、赤道から当該座標値xまでの基準子午線上の子午線弧長Wを算出するに必要な次の定数A〜Fの、夫々の値を予め収容しているものであり、
A=1+(3/4)e 2 +(45/64)e 4 +(175 /256 )e 6 +(11025 /16384 )e 8 +(43659 /65536 )e 10
B=(3/4)e 2 +(15/16)e 4 +(525 /512 )e 6 +(2205/2048)e 8 +(72765 /65536 )e 10
C=(15/64)e 4 +(105 /256 )e 6 +(2205/4096)e 8 +(10395 /16384 )e 10
D=(35/512 )e 6 +(315 /2048)e 8 +(31185 /131072)e 10
E=(315 /16384 )e 8 +(3465/65536 )e 10
F=(693 /131072)e 10
入力座標から、当該入力座標の属する座標系の原点を通る基準子午線に下ろした垂線の緯度を、垂線緯度として、
条件設定部には、垂線緯度の収束条件IPSである、しきい値が予め設定されており、
第1仮緯度収容部は、垂線緯度の初期値φ j を収容することができるものであり、
第1仮縮尺係数収容部は、0以外の任意の実数を仮の縮尺係数m t として収容することができるものであり、
第1演算部は、少なくとも次の式7、式8及び式9の演算を実行する機能を有し、
k+1 =(1+e' 2 cos 2 φ k+1 1/2 …式7
k2 =c/V k+1 2
…式8
t2 =(1+y 2 /2m t 2 k2 2 +y 4 /24m t 4 k2 4 )×0.9999 …式9
第2演算部は、少なくとも次の式10の演算を実行する機能を有し、
W=a(1−e 2 )・{A・φ 0 −(B/2)・(sin 2φ 0 )+(C/4)・(sin 4φ 0 )−(D/6)・(sin 6φ 0 )+(E/8)・(sin 8φ 0 )−(F/10)・(sin 10φ 0 )}+x/m t …式10
第3演算部は、少なくとも次の式11の演算を実行する機能を有し、
S (φ j
)=a(1−e 2 )・{A・φ j −(B/2)・(sin 2φ j )+(C/4)・(sin 4φ j )−(D/6)・(sin 6φ j )+(E/8)・(sin 8φ j )−(F/10)・(sin 10φ j )}…式11
第4演算部は、少なくとも、上記式10のWと式11のS (φ j
)とから垂線緯度の収束計算により垂線緯度φ j+1 を算出する演算を実行する機能を有し、
第5演算部は、少なくとも次の式3の演算を実行する機能を有し、
φ k+1 =φ k −t k (y/m t 2 /2M k k +t k (y/m t 4 (5+3t k 2 +η k
2 −9t k 2 η k 2 −4η k 4 )/24M k k 3 −t k (y/m t 6 (61+90t k 2 +45t k 4 )/720M k k 5
…式3
座標入力部は、上記座標値x,yの入力を受け付け、
演算制御部は、第1演算部に、定数設定部を参照させて、当該座標系の原点の緯度φ 0 と、地球楕円体の第2離心率e’と、 地球楕円体の極の曲率半径cとから、上記の式7及び式8の計算機能にて、
0 =(1+e' 2 cos 2 φ 0 1/2
0 =c/V 0 2

を計算させることにより、原点における平均曲率半径R 0 を算出させるものであり、
原点における上記の平均曲率半径R 0 は、上記にて第1演算部により算出されて、定数設定部に収容され、
演算制御部は、定数設定部の上記原点における縮尺係数m 0 を第1仮縮尺係数収容部に収容させ、
上記の第1演算部は、上記式9の計算機能にて、次の式2の計算を行うことが可能であり、
t ={1+(y 2 /2m 0 2 0 2 )+(y 4 /24m 0 4 0 4 )}×0.9999…式2
演算制御部は、第1演算部に、定数設定部又は第1仮縮尺係数収容部と、座標入力部とを参照させて、入力された座標値yの値と、原点縮尺係数m 0 と、平均曲率半径R 0 とから、式2の計算を行わせることにより、仮の縮尺係数m t を算出し、第1演算部は、算出した仮の縮尺係数m t を上記の仮の縮尺係数として、原点縮尺係数m 0 に代え第1仮縮尺係数収容部へ収容するものであり、
演算制御部は、第2演算部に、定数設定部と、座標入力部と、第1仮縮尺係数収容部とを参照させて、地球楕円体の長半径aと、地球楕円体の第1離心率eと、原点緯度φ 0 と、入力座標値xと、仮の縮尺係数m t と、上記定数A〜Fとから、上記式10を計算させることにより、赤道から当該座標値xまでの基準子午線上の子午線弧長Wを算出させ、第2演算部は、算出した当該子午線弧長Wを定数設定部に収容し、
演算制御部は、第3演算部に、定数設定部と、第1仮緯度収容部とを参照させて、地球楕円体の長半径aと、地球楕円体の第1離心率eと、垂線緯度の初期値φ j と、上記定数A〜Fとから、上記式11を計算させることにより、垂線緯度の初期値φ j に対する赤道からの子午線弧長S (φ j
)を算出させ、第3演算部は、算出した当該子午線弧長S (φ j )を定数設定部に収容し、
演算制御部は、第4演算部に、定数設定部と、第1仮緯度収容部とを参照させ、垂線緯度の初期値φ j と、地球楕円体の長半径aと、地球楕円体の第1離心率eと、赤道から当該座標値xまでの基準子午線上の子午線弧長Wと、垂線緯度の初期値φ j に対する赤道からの子午線弧長S (φ j
)とから、緯度φ j+1 を算出させ、第4演算部は、算出した緯度φ j+1 を、第1仮緯度収容部へ収容し、第4演算部から上記の緯度φ j+1 を受けた第1仮緯度収容部は、収容していた緯度φ j
を第2仮緯度収容部へ渡し、緯度φ j に代え上記緯度φ j+1 の値を収容し、
判定部は、第1仮緯度収容部と第2仮緯度収容部と条件設定部とを参照し、上記緯度φ j+1 と緯度φ j の差の絶対値と、垂線緯度の収束条件IPSであるしきい値とを比較し、緯度φ j+1 と緯度φ j の差の絶対値を、当該しきい値よりも大きいと判定した場合、その結果を回帰制御部に通知し、通知を受けた回帰制御部は、第1仮緯度収容部の緯度φ j+1 の値を、緯度φ j として、再度第3演算部に、式11の計算を行わせ、算出した子午線弧長S (φ j
)を定数設定部に収容させ、再度第4演算部に、定数設定部を参照して子午線弧長S(φ j
)から、緯度φ j+1 を算出させ、第1仮緯度収容部に、それまで保持していた緯度φ j を第2仮緯度収容部へ 渡させ、保持していた当該緯度φ j に第4演算部が再度算出した上記緯度φ j+1 を置き換えさせ、
判定部が、第1仮緯度収容部と第2仮緯度収容部と条件設定部とを参照して、上記判定を再度行い、緯度φ j+1 と緯度φ j の差の絶対値が、当該しきい値以下であると判定するまで、回帰制御部は、第3演算部に式11の計算を、第4演算部に緯度の収束計算を、繰り返し行わせ、
判定部が、緯度φ j+1 と緯度φ j の差の絶対値を、当該しきい値以下であると判定した場合、当該漸近緯度φ j+1 を、上記垂線緯度φ として、回帰制御部は、第5演算部に、座標入力部と、第1仮緯度収容部と、定数設定部と、第1仮縮尺係数収容部とを参照させて、上記仮の縮尺係数m t と、当該垂線緯度φ k と、当該垂線緯度φ k における子午線曲率半径M k 及び卯酉線曲率半径N k と、e’cos φ k にて定まる第1の値η k と、tan
φ k にて定まる第2の値t k と、入力された座標値yの値とから、上記式3を計算させることにより、緯度φ k+1 を算出させ、第5演算部は、算出した緯度φ k+1 を、入力座標点の緯度φ n として、第1仮緯度収容部へ、それまで第1仮緯度収容部に収容されていた値と置き換えて収容し、このとき、第1仮緯度収容部は、それまで保持していた緯度φ k の値を第2仮緯度収容部へ渡し、
更に、演算制御部にて、第1演算部に、定数設定部と、第1仮緯度収容部とを参照させて、地球楕円体の第2離心率e’と、当該緯度φ k+1 とから、式7及び式8の計算を行わせることにより、当該緯度φ k+1 における平均曲率半径R k2 を算出させ、
演算制御部は、第1演算部に、座標入力部と、第1仮縮尺係数収容部とを参照させて、入力された座標値yの値と、仮の縮尺係数m t と、上記平均曲率半径R k2 とから、上記式9の計算を行わせることにより、縮尺係数m t2 を算出させ、第1演算部は、算出した縮尺係数m t2 を第1仮縮尺係数収容部に収容し、第1仮縮尺係数収容部は、収容していた縮尺係数m t を第2仮縮尺係数収容部へ渡し、上記の通り縮尺係数m t に代え上記縮尺係数m t2 を収容し、
回帰制御部は、演算制御部を通じて、それまでの仮の縮尺係数m t に代え当該算出した縮尺係数m t2 を次の仮の縮尺係数m t として、少なくとも1回、第2、第4及び第5演算部に式10、緯度の収束計算、、式3を、第1演算部に式7、式8、及び式9を、再計算させ、
回帰制御部は、出力部により、上記再計算後、少なくとも、第1仮緯度収容部が収容している緯度φ k+1 の値を、出力させるものであることを特徴とする位置計算装置。
By inputting coordinate values x and y on the plane rectangular coordinates X and Y for projecting the earth ellipsoid by the conformal projection method, at least the latitude φ n on the earth ellipsoid corresponding to the coordinate values can be output. In a possible position calculator,
Coordinate input unit, output unit, constant setting unit, condition setting unit, first temporary latitude storage unit, second temporary latitude storage unit, first temporary scale factor storage unit, and second temporary scale factor storage Unit, at least five first to fifth calculation units, a calculation control unit, a determination unit, and a regression control unit,
The constant setting unit includes at least the latitude φ 0 of the origin of the coordinate system, the value of the scale factor m 0 at the origin , the major radius a and minor radius b of the earth ellipsoid, the first eccentricity e of the earth ellipsoid, and the earth ellipse Each of the following constants A to F necessary for calculating the second eccentricity e ′ of the body, the radius of curvature c of the pole of the earth ellipsoid, and the meridian arc length W on the reference meridian from the equator to the coordinate value x, respectively. The value of is stored in advance,
A = 1 + (3/4) e 2 + (45/64) e 4 + (175/256 ) e 6 + (11025/16384) e 8 + (43659/65536) e 10
B = (3/4) e 2 + (15/16) e 4 + (525/512) e 6 + (2205/2048) e 8 + (72765/65536) e 10
C = (15/64) e 4 + (105/256) e 6 + (2205/4096) e 8 + (10395/16384) e 10
D = (35/512) e 6 + (315/2048) e 8 + (31185/131072) e 10
E = (315/16384) e 8 + (3465/65536) e 10
F = (693/131072) e 10
The latitude of the perpendicular drawn from the input coordinate to the reference meridian passing through the origin of the coordinate system to which the input coordinate belongs is defined as the perpendicular latitude,
In the condition setting unit, a threshold value that is a convergence condition IPS of the normal latitude is preset,
The first temporary latitude accommodating portion is capable of accommodating the initial value φ j of the normal latitude ,
The first temporary scale factor housing part, which can accommodate any real number other than 0 as the temporary scale factor m t,
The first calculation unit has a function of executing at least the following expressions 7, 8, and 9.
V k + 1 = (1 + e ′ 2 cos 2 φ k + 1 ) 1/2 .
R k2 = c / V k + 1 2
... Formula 8
m t2 = (1 + y 2 / 2m t 2 R k2 2 + y 4 / 24m t 4 R k2 4) × 0.9999 ... Equation 9
The second calculation unit has a function of executing at least the calculation of Expression 10 below.
W = a (1-e 2 ) · {A · φ 0 − (B / 2) · (sin 2φ 0 ) + (C / 4) · (sin 4φ 0 ) − (D / 6) · (sin 6φ 0 ) + (E / 8) · (sin 8φ 0 ) − (F / 10) · (sin 10φ 0 )} + x / m t Equation 10
The third calculation unit has a function of executing at least the calculation of the following expression 11;
S (φ j
) = A (1-e 2 ) · {A · φ j − (B / 2) · (sin 2φ j ) + (C / 4) · (sin 4φ j ) − (D / 6) · (sin 6φ j ) + (E / 8) · (sin 8φ j ) − (F / 10) · (sin 10φ j )}
The fourth arithmetic unit is at least W in Equation 10 and S (φ j in Equation 11).
) And a function to execute an operation for calculating a normal latitude φ j + 1 by a normal latitude convergence calculation ,
The fifth calculation unit has a function of executing at least the calculation of Expression 3 below.
φ k + 1 = φ k −t k (y / m t ) 2 / 2M k N k + t k (y / m t ) 4 (5 + 3 t k 2 + η k
2 -9t k 2 η k 2 -4η k 4) / 24M k N k 3 -t k (y / m t) 6 (61 + 90t k 2 + 45t k 4) / 720M k N k 5
... Formula 3
The coordinate input unit accepts input of the coordinate values x and y,
The calculation control unit causes the first calculation unit to refer to the constant setting unit, the latitude φ 0 of the origin of the coordinate system , the second eccentricity e ′ of the earth ellipsoid, and the radius of curvature of the pole of the earth ellipsoid From c, in the calculation function of Equation 7 and Equation 8 above,
V 0 = (1 + e ′ 2 cos 2 φ 0 ) 1/2
R 0 = c / V 0 2

To calculate the average radius of curvature R 0 at the origin ,
The average radius of curvature R 0 at the origin is calculated by the first calculation unit and stored in the constant setting unit.
The arithmetic control unit stores the scale factor m 0 at the origin of the constant setting unit in the first temporary scale factor storage unit,
Said 1st calculating part can perform the calculation of following Formula 2 with the calculation function of said Formula 9,
m t = {1+ (y 2 / 2m 0 2 R 0 2 ) + (y 4 / 24m 0 4 R 0 4 )} × 0.9999 Equation 2
The calculation control unit causes the first calculation unit to refer to the constant setting unit or the first temporary scale factor storage unit and the coordinate input unit, and inputs the value of the coordinate value y, the origin scale factor m 0 , the average radius of curvature R 0 Prefecture, by causing the calculation of equation 2 to calculate the temporary scale factor m t, a first arithmetic unit, a scale factor m t calculated tentative as scale factor of the provisional , Instead of the original scale factor m 0 , the first temporary scale factor accommodating part is accommodated,
The calculation control unit causes the second calculation unit to refer to the constant setting unit, the coordinate input unit, and the first temporary scale coefficient storage unit, and the major radius a of the earth ellipsoid and the first eccentricity of the earth ellipsoid. and rate e, the origin latitude phi 0, and input coordinate values x, standards of the temporary scale factor m t, and a said constant to F, by calculating the above equation 10, from the equator to the coordinate values x The meridian arc length W on the meridian is calculated, and the second calculation unit stores the calculated meridian arc length W in the constant setting unit,
The calculation control unit causes the third calculation unit to refer to the constant setting unit and the first temporary latitude storage unit, the major radius a of the earth ellipsoid, the first eccentricity e of the earth ellipsoid, and the normal latitude. an initial value phi j of the from constant to F, by calculating the above equation 11, meridian arc length S from the equator to the initial value phi j of a perpendicular latitude (phi j
), And the third calculation unit stores the calculated meridian arc length S (φ j ) in the constant setting unit,
The calculation control unit causes the fourth calculation unit to refer to the constant setting unit and the first temporary latitude accommodation unit, the initial value φ j of the normal latitude, the major radius a of the earth ellipsoid, and the first value of the earth ellipsoid. 1 eccentricity e and the meridian arc length W on the reference meridian from the equator to the coordinates x, meridian arc length from the equator to the initial value phi j of a perpendicular latitude S (phi j
) To calculate the latitude φ j + 1 , and the fourth calculation unit stores the calculated latitude φ j + 1 in the first temporary latitude storage unit, and the latitude φ j + 1 from the fourth calculation unit Received the first provisional latitude accommodating part, the latitude φ j that was accommodated
The pass to the second temporary latitude accommodating unit accommodates a value of the latitude phi j + 1 instead of the latitude phi j,
The determination unit refers to the first temporary latitude storage unit, the second temporary latitude storage unit, and the condition setting unit, and uses the absolute value of the difference between the latitude φ j + 1 and the latitude φ j and the convergence condition IPS of the normal latitude. When the absolute value of the difference between latitude φ j + 1 and latitude φ j is determined to be greater than the threshold value by comparing with a certain threshold value, the result is notified to the regression control unit and the notification is received. regression control unit, the value of the latitude phi j + 1 of the first temporary latitude housing portion, as the latitude phi j, the third arithmetic unit again to perform the calculation of equation 11, the calculated meridian arc length S (phi j
) Is stored in the constant setting unit, and the fourth arithmetic unit is again referred to the constant setting unit and the meridian arc length S (φ j
From), to calculate the latitude phi j + 1, the first temporary latitude accommodating portion, thereby passed the latitude phi j that held until then to the second temporary latitude accommodating portion, first to the latitude phi j that held 4 The calculation unit replaces the latitude φ j + 1 calculated again ,
The determination unit performs the above determination again with reference to the first temporary latitude storage unit, the second temporary latitude storage unit, and the condition setting unit, and the absolute value of the difference between the latitude φ j + 1 and the latitude φ j is Until it is determined that the value is equal to or less than the threshold value, the regression control unit repeatedly causes the third calculation unit to perform the calculation of Equation 11 and causes the fourth calculation unit to perform the convergence calculation of latitude.
When the determination unit determines that the absolute value of the difference between the latitude φ j + 1 and the latitude φ j is equal to or less than the threshold value, the asymptotic latitude φ j + 1 is set as the perpendicular latitude φ k and the regression control is performed. The unit refers to the coordinate input unit, the first temporary latitude accommodating unit, the constant setting unit, and the first temporary scale factor accommodating unit, and the provisional scale factor m t , and the perpendicular latitude phi k, the radius M k and prime vertical radius of curvature N k meridian curvature at the perpendicular latitude phi k, a first value eta k determined by e'cos φ k, tan
By calculating the above equation 3 from the second value t k determined by φ k and the input coordinate value y, the latitude φ k + 1 is calculated, and the fifth calculation unit calculates The latitude φ k + 1 is stored as a latitude φ n of the input coordinate point in the first temporary latitude storage unit, replacing the value previously stored in the first temporary latitude storage unit. The latitude accommodating part passes the value of the latitude φ k that has been held so far to the second temporary latitude accommodating part,
Further, in the calculation control unit, the first calculation unit is referred to the constant setting unit and the first temporary latitude accommodation unit, the second eccentricity e ′ of the earth ellipsoid, the latitude φ k + 1, and Then, by calculating Equation 7 and Equation 8, the average curvature radius R k2 at the latitude φ k + 1 is calculated,
Arithmetic control unit, the first operation unit, a coordinate input unit, by referring to the first temporary scale factor accommodating portion, and the value of the coordinate value y input, a temporary scale factor m t, the mean curvature The scale factor mt2 is calculated from the radius Rk2 by calculating the above formula 9 , and the first calculation unit stores the calculated scale factor mt2 in the first temporary scale factor storage unit. 1 temporary scale factor accommodating portion passes the housing to have a scale factor m t to the second temporary scale factor accommodating portion accommodates the scale factor m t2 instead as the scale factor m t above,
Regression control unit, through the operation control unit, the scale factor m t2 that the calculated instead of the temporary scale factor m t so far as scale factor m t of the next temporary, at least once, the second, fourth and 5 calculation unit, equation 10, latitude convergence calculation, equation 3, the first calculation unit recalculate equation 7, equation 8, and equation 9,
The regression control unit causes the output unit to output at least the value of latitude φ k + 1 stored in the first temporary latitude storage unit after the recalculation.
等角投影法により地球楕円体を投影する平面直角座標X,Y上の座標値x,yを入力することにより、少なくとも当該座標値に対応する地球楕円体上の緯度φ n を出力することが可能な位置計算装置において、
座標入力部と、出力部と、定数設定部と、条件設定部と、第1仮緯度収容部と、第2仮緯度収容部と、第1仮縮尺係数収容部と、第2仮縮尺係数収容部と、第1〜第5の少なくとも5つの演算部と、演算制御部と、主判定部と、副判定部と、回帰制御部とを備えるものであり、
定数設定部は、少なくとも、当該座標系の原点の緯度φ 0 、地球楕円体の長半径a及び短半径b、地球楕円体の第1離心率e及び地球楕円体の第2離心率e’、 地球楕円体の極の曲率半径c、赤道から当該座標値xまでの基準子午線上の子午線弧長Wを算出するに必要な次の定数A〜Fの、夫々の値を予め収容しているものであり、
A=1+(3/4)e 2 +(45/64)e 4 +(175 /256 )e 6 +(11025 /16384 )e 8 +(43659 /65536 )e 10
B=(3/4)e 2 +(15/16)e 4 +(525 /512 )e 6 +(2205/2048)e 8 +(72765 /65536 )e 10
C=(15/64)e 4 +(105 /256 )e 6 +(2205/4096)e 8 +(10395 /16384 )e 10
D=(35/512 )e 6 +(315 /2048)e 8 +(31185 /131072)e 10
E=(315 /16384 )e 8 +(3465/65536 )e 10
F=(693 /131072)e 10
入力座標から、当該入力座標の属する座標系の原点を通る基準子午線に下ろした垂線の緯度を、垂線緯度として、
条件設定部には、垂線緯度の収束条件IPSである、しきい値と、縮尺係数の収束条件IPS2である、しきい値が予め設定されており、
第1仮緯度収容部は、垂線緯度の初期値φ j を収容することができるものであり、
第1仮縮尺係数収容部は、0以外の任意の実数を仮の縮尺係数m t として収容することができるものであり、
第1演算部は、少なくとも次の式7、式8及び式9の演算を実行する機能を有し、
k+1 =(1+e' 2 cos 2 φ k+1 1/2 …式7
k2 =c/V k+1 2
…式8
t2 =(1+y 2 /2m t 2 k2 2 +y 4 /24m t 4 k2 4 )×0.9999 …式9
第2演算部は、少なくとも次の式10の演算を実行する機能を有し、
W=a(1−e 2 )・{A・φ 0 −(B/2)・(sin 2φ 0 )+(C/4)・(sin 4φ 0 )−(D/6)・(sin 6φ 0 )+(E/8)・(sin 8φ 0 )−(F/10)・(sin 10φ 0 )}+x/m t …式10
第3演算部は、少なくとも次の式11の演算を実行する機能を有し、
S (φ j
)=a(1−e 2 )・{A・φ j −(B/2)・(sin 2φ j )+(C/4)・(sin 4φ j )−(D/6)・(sin 6φ j )+(E/8)・(sin 8φ j )−(F/10)・(sin 10φ j )}…式11
第4演算部は、少なくとも、上記式10のWと式11のS (φ j
)とから垂線緯度の収束計算により垂線緯度φ j+1 を算出する演算を実行する機能を有し、
第5演算部は、少なくとも次の式3の演算を実行する機能を有し、
φ k+1 =φ k −t k (y/m t 2 /2M k k +t k (y/m t 4 (5+3t k 2 +η k
2 −9t k 2 η k 2 −4η k 4 )/24M k k 3 −t k (y/m t 6 (61+90t k 2 +45t k 4 )/720M k k 5
…式3
座標入力部は、上記座標値x,yの入力を受け付け、
演算制御部は、第2演算部に、定数設定部と、座標入力部と、第1仮縮尺係数収容部とを参照させて、地球楕円体の長半径aと、地球楕円体の第1離心率eと、原点緯度φ 0 と、入力座標値xと、仮の縮尺係数m t と、上記定数A〜Fとから、上記式10を計算させることにより、赤道から当該座標値xまでの基準子午線上の子午線弧長Wを算出させ、第2演算部は、算出した当該子午線弧長Wを定数設定部に収容し、
演算制御部は、第3演算部に、定数設定部と、第1仮緯度収容部とを参照させて、地球楕円体の長半径aと、地球楕円体の第1離心率eと、垂線緯度の初期値φ j と、上記定数A〜Fとから、上記式11を計算させることにより、垂線緯度の初期値φ j に対する赤道からの子午線弧長S (φ j
)を算出させ、第3演算部は、算出した当該子午線弧長S (φ j )を定数設定部に収容し、
演算制御部は、第4演算部に、定数設定部と、第1仮緯度収容部とを参照させ、垂線緯度の初期値φ j と、地球楕円体の長半径aと、地球楕円体の第1離心率eと、赤道から当該座標値xまでの基準子午線上の子午線弧長Wと、垂線緯度の初期値φ j に対する赤道からの子午線弧長S (φ j
)とから、緯度φ j+1 を算出させ、第4演算部は、算出した緯度φ j+1 を、第1仮緯度収容部へ収容し、第4演算部から上記の緯度φ j+1 を受けた第1仮緯度収容部は、収容していた緯度φ j
を第2仮緯度収容部へ渡し、緯度φ j に代え上記緯度φ j+1 の値を収容し、
主判定部は、第1仮緯度収容部と第2仮緯度収容部と条件設定部とを参照し、上記緯度φ j+1 と緯度φ j の差の絶対値と、垂線緯度の収束条件IPSであるしきい値とを比較し、緯度φ j+1 と緯度φ j の差の絶対値を、当該しきい値よりも大きいと判定した場合、その結果を回帰制御部に通知し、通知を受けた回帰制御部は、第1仮緯度収容部の緯度φ j+1 の値を、緯度φ j として、再度第3演算部に、式11の計算を行わせ、算出した子午線弧長S (φ j
)を定数設定部に収容させ、再度第4演算部に、定数設定部を参照して子午線弧長S(φ j
)から、緯度φ j+1 を算出させ、第1仮緯度収容部に、それまで保持していた緯度φ j を第2仮緯度収容部へ 渡させ、保持していた当該緯度φ j に第4演算部が再度算出した上記緯度φ j+1 を置き換えさせ、
主判定部が、第1仮緯度収容部と第2仮緯度収容部と条件設定部とを参照して、上記判定を再度行い、緯度φ j+1 と緯度φ j の差の絶対値が、当該しきい値以下であると判定するまで、回帰制御部は、第3演算部に式11の計算を、第4演算部に緯度の収束計算を、繰り返し行わせ、
主判定部が、緯度φ j+1 と緯度φ j の差の絶対値を、当該しきい値以下であると判定した場合、当該漸近緯度φ j+1 を、上記垂線緯度φ として、回帰制御部は、第5演算部に、座標入力部と、第1仮緯度収容部と、定数設定部と、第1仮縮尺係数収容部とを参照させて、上記仮の縮尺係数m t と、当該垂線緯度φ k と、当該垂線緯度φ k における子午線曲率半径M k 及び卯酉線曲率半径N k と、e’cos φ k にて定まる第1の値η k と、tan
φ k にて定まる第2の値t k と、入力された座標値yの値とから、上記式3を計算させることにより、緯度φ k+1 を算出させ、第5演算部は、算出した緯度φ k+1 を、入力座標点の緯度φ n として、第1仮緯度収容部へ、それまで第1仮緯度収容部に収容されていた値と置き換えて収容し、このとき、第1仮緯度収容部は、それまで保持していた緯度φ k の値を第2仮緯度収容部へ渡し、
更に、演算制御部にて、第1演算部に、定数設定部と、第1仮緯度収容部とを参照させて、地球楕円体の第2離心率e’と、当該緯度φ k+1 とから、式7及び式8の計算を行わせることにより、当該緯度φ k+1 における平均曲率半径R k2 を算出させ、
演算制御部は、第1演算部に、座標入力部と、第1仮縮尺係数収容部とを参照させて、入力された座標値yの値と、仮の縮尺係数m t と、上記平均曲率半径R k2 とから、上記式9の計算を行わせることにより、縮尺係数m t2 を算出させ、第1演算部は、算出した縮尺係数m t2 を第1仮縮尺係数収容部に収容し、第1仮縮尺係数収容部は、収容していた縮尺係数m t を第2仮縮尺係数収容部へ渡し、上記の通り縮尺係数m t に代え上記縮尺係数m t2 を収容し、
副判定部は、第1仮縮尺係数収容部と第2仮縮尺係数収容部と、条件設定部とを参照し、算出した縮尺係数m t2 とそれまでの仮の縮尺係数m t の差の絶対値と、縮尺係数の収束条件IPS2であるしきい値とを比較し、算出した縮尺係数m t2 とそれまでの仮の縮尺係数m t との差の絶対値を、当該しきい値よりも大きいと判定した場合、その結果を回帰制御部に通知し、通知を受けた回帰制御部は、演算制御部を通じて、それまでの仮の縮尺係数m t に代え当該算出した縮尺係数m t2 を次の仮の縮尺係数m t として、少なくとも、第2、第4及び第5演算部に式10、緯度の収束計算、式3を、第1演算部に式7、式8、及び式9を再度計算させ、副判定部が、再度算出した縮尺係数m t2 とそれまでの仮の縮尺係数m t の差の絶対値と、縮尺係数の収束条件IPS2であるしきい値とを比較し、算出した縮尺係数m t2 とそれまでの仮の縮尺係数m t との差の絶対値を、当該しきい値以下であると判定するまで、回帰制御部は、演算制御部を通じて、少なくとも、第2、第4及び第5演算部に式10、緯度の収束計算、式3の計算を、第1演算部に式7、式8、及び式9の計算を、繰り返えさせ、副判定部は、算出した縮尺係数m t2 とそれまでの仮の縮尺係数m t との差の絶対値を、当該しきい値以下であると判定した場合、その結果を回帰制御部に通知し、通知を受けた回帰制御部は、出力部により、少なくとも、第1仮緯度収容部が収容している緯度φ k+1 の値を、出力させるものであることを特徴とする位置計算装置。
By inputting coordinate values x and y on the plane rectangular coordinates X and Y for projecting the earth ellipsoid by the conformal projection method, at least the latitude φ n on the earth ellipsoid corresponding to the coordinate values can be output. In a possible position calculator,
Coordinate input unit, output unit, constant setting unit, condition setting unit, first temporary latitude storage unit, second temporary latitude storage unit, first temporary scale factor storage unit, and second temporary scale factor storage Unit, at least five first to fifth calculation units, a calculation control unit, a main determination unit, a sub-determination unit, and a regression control unit,
The constant setting unit includes at least a latitude φ 0 of the origin of the coordinate system, a major radius a and a minor radius b of the earth ellipsoid, a first eccentricity e of the earth ellipsoid, and a second eccentricity e ′ of the earth ellipsoid, The radius of curvature c of the ellipsoid of the earth ellipsoid and the values of the following constants A to F necessary for calculating the meridian arc length W on the reference meridian from the equator to the coordinate value x are previously stored. And
A = 1 + (3/4) e 2 + (45/64) e 4 + (175/256 ) e 6 + (11025/16384) e 8 + (43659/65536) e 10
B = (3/4) e 2 + (15/16) e 4 + (525/512) e 6 + (2205/2048) e 8 + (72765/65536) e 10
C = (15/64) e 4 + (105/256) e 6 + (2205/4096) e 8 + (10395/16384) e 10
D = (35/512) e 6 + (315/2048) e 8 + (31185/131072) e 10
E = (315/16384) e 8 + (3465/65536) e 10
F = (693/131072) e 10
The latitude of the perpendicular drawn from the input coordinate to the reference meridian passing through the origin of the coordinate system to which the input coordinate belongs is defined as the perpendicular latitude,
In the condition setting unit, a threshold value that is a convergence condition IPS of a normal latitude and a threshold value that is a convergence condition IPS2 of a scale factor are set in advance.
The first temporary latitude accommodating portion is capable of accommodating the initial value φ j of the normal latitude ,
The first temporary scale factor housing part, which can accommodate any real number other than 0 as the temporary scale factor m t,
The first calculation unit has a function of executing at least the following expressions 7, 8, and 9.
V k + 1 = (1 + e ′ 2 cos 2 φ k + 1 ) 1/2 .
R k2 = c / V k + 1 2
... Formula 8
m t2 = (1 + y 2 / 2m t 2 R k2 2 + y 4 / 24m t 4 R k2 4) × 0.9999 ... Equation 9
The second calculation unit has a function of executing at least the calculation of Expression 10 below.
W = a (1-e 2 ) · {A · φ 0 − (B / 2) · (sin 2φ 0 ) + (C / 4) · (sin 4φ 0 ) − (D / 6) · (sin 6φ 0 ) + (E / 8) · (sin 8φ 0 ) − (F / 10) · (sin 10φ 0 )} + x / m t Equation 10
The third calculation unit has a function of executing at least the calculation of the following expression 11;
S (φ j
) = A (1-e 2 ) · {A · φ j − (B / 2) · (sin 2φ j ) + (C / 4) · (sin 4φ j ) − (D / 6) · (sin 6φ j ) + (E / 8) · (sin 8φ j ) − (F / 10) · (sin 10φ j )}
The fourth arithmetic unit is at least W in Equation 10 and S (φ j in Equation 11).
) And a function to execute an operation for calculating a normal latitude φ j + 1 by a normal latitude convergence calculation ,
The fifth calculation unit has a function of executing at least the calculation of Expression 3 below.
φ k + 1 = φ k −t k (y / m t ) 2 / 2M k N k + t k (y / m t ) 4 (5 + 3 t k 2 + η k
2 -9t k 2 η k 2 -4η k 4) / 24M k N k 3 -t k (y / m t) 6 (61 + 90t k 2 + 45t k 4) / 720M k N k 5
... Formula 3
The coordinate input unit accepts input of the coordinate values x and y,
The calculation control unit causes the second calculation unit to refer to the constant setting unit, the coordinate input unit, and the first temporary scale coefficient storage unit, and the major radius a of the earth ellipsoid and the first eccentricity of the earth ellipsoid. and rate e, the origin latitude phi 0, and input coordinate values x, standards of the temporary scale factor m t, and a said constant to F, by calculating the above equation 10, from the equator to the coordinate values x The meridian arc length W on the meridian is calculated, and the second calculation unit stores the calculated meridian arc length W in the constant setting unit,
The calculation control unit causes the third calculation unit to refer to the constant setting unit and the first temporary latitude storage unit, the major radius a of the earth ellipsoid, the first eccentricity e of the earth ellipsoid, and the normal latitude. an initial value phi j of the from constant to F, by calculating the above equation 11, meridian arc length S from the equator to the initial value phi j of a perpendicular latitude (phi j
), And the third calculation unit stores the calculated meridian arc length S (φ j ) in the constant setting unit,
The calculation control unit causes the fourth calculation unit to refer to the constant setting unit and the first temporary latitude accommodation unit, the initial value φ j of the normal latitude, the major radius a of the earth ellipsoid, and the first value of the earth ellipsoid. 1 eccentricity e and the meridian arc length W on the reference meridian from the equator to the coordinates x, meridian arc length from the equator to the initial value phi j of a perpendicular latitude S (phi j
) To calculate the latitude φ j + 1 , and the fourth calculation unit stores the calculated latitude φ j + 1 in the first temporary latitude storage unit, and the latitude φ j + 1 from the fourth calculation unit Received the first provisional latitude accommodating part, the latitude φ j that was accommodated
The pass to the second temporary latitude accommodating unit accommodates a value of the latitude phi j + 1 instead of the latitude phi j,
The main determination unit refers to the first temporary latitude accommodation unit, the second temporary latitude accommodation unit, and the condition setting unit, and the absolute value of the difference between the latitudes φ j + 1 and the latitude φ j and the normal latitude convergence condition IPS If the absolute value of the difference between latitude φ j + 1 and latitude φ j is determined to be greater than the threshold, the result is notified to the regression control unit and the notification receives regression controller, the value of the latitude phi j + 1 of the first temporary latitude accommodating portion, the latitude phi as j, the third arithmetic unit again to perform the calculation of equation 11, the calculated meridian arc length S ( φ j
) Is stored in the constant setting unit, and the fourth arithmetic unit is again referred to the constant setting unit and the meridian arc length S (φ j
From), to calculate the latitude phi j + 1, the first temporary latitude accommodating portion, thereby passed the latitude phi j that held until then to the second temporary latitude accommodating portion, first to the latitude phi j that held 4 The calculation unit replaces the latitude φ j + 1 calculated again ,
The main determination unit performs the above determination again with reference to the first temporary latitude storage unit, the second temporary latitude storage unit, and the condition setting unit, and the absolute value of the difference between the latitude φ j + 1 and the latitude φ j is Until it is determined that the value is equal to or lower than the threshold value, the regression control unit repeatedly causes the third calculation unit to perform the calculation of Expression 11 and causes the fourth calculation unit to perform the convergence calculation of latitude.
When the main determination unit determines that the absolute value of the difference between latitude φ j + 1 and latitude φ j is equal to or less than the threshold, the asymptotic latitude φ j + 1 is set as the normal latitude φ k and the regression is performed. The control unit causes the fifth calculation unit to refer to the coordinate input unit, the first temporary latitude accommodating unit, the constant setting unit, and the first temporary scale factor accommodating unit, and the temporary scale factor m t , and the perpendicular line latitude phi k, the radius M k and prime vertical radius of curvature N k meridian curvature at the perpendicular latitude phi k, a first value eta k determined by e'cos φ k, tan
By calculating the above equation 3 from the second value t k determined by φ k and the input coordinate value y, the latitude φ k + 1 is calculated, and the fifth calculation unit calculates The latitude φ k + 1 is stored as a latitude φ n of the input coordinate point in the first temporary latitude storage unit, replacing the value previously stored in the first temporary latitude storage unit. The latitude accommodating part passes the value of the latitude φ k that has been held so far to the second temporary latitude accommodating part,
Further, in the calculation control unit, the first calculation unit is referred to the constant setting unit and the first temporary latitude accommodation unit, the second eccentricity e ′ of the earth ellipsoid, the latitude φ k + 1, and Then, by calculating Equation 7 and Equation 8, the average curvature radius R k2 at the latitude φ k + 1 is calculated,
Arithmetic control unit, the first operation unit, a coordinate input unit, by referring to the first temporary scale factor accommodating portion, and the value of the coordinate value y input, a temporary scale factor m t, the mean curvature The scale factor mt2 is calculated from the radius Rk2 by calculating the above formula 9 , and the first calculation unit stores the calculated scale factor mt2 in the first temporary scale factor storage unit. 1 temporary scale factor accommodating portion passes the housing to have a scale factor m t to the second temporary scale factor accommodating portion accommodates the scale factor m t2 instead as the scale factor m t above,
The sub-determination unit refers to the first temporary scale factor storage unit, the second temporary scale factor storage unit, and the condition setting unit, and calculates the absolute difference between the calculated scale factor m t2 and the provisional scale factor m t until then. and a value, the absolute value of the difference between a convergence condition IPS2 scale factor compared with the threshold value, the calculated scale factor m t2 as the temporary scale factor m t of far greater than the threshold value when it is determined that notifies the result to the regression controller, regression controller which has received the notification, through the calculation control unit, scaling the coefficients m t2 follows that the calculated instead of the temporary scale factor m t so far As a temporary scale factor m t , at least Equation 10, Latitude convergence calculation, Equation 3 is calculated for the second, fourth, and fifth arithmetic units, and Equations 7, 8, and 9 are calculated again for the first arithmetic unit. is, the sub-determination unit, and the absolute value of the difference of the temporary scale factor m t so far the scale factor m t2 calculated again, scale factor Comparing the a convergence condition IPS2 threshold, the absolute value of the difference between the calculated scale factor m t2 as the temporary scale factor m t so far, until it is determined to be equal to or less than the threshold value, The regression control unit, through the calculation control unit, at least the second, fourth, and fifth calculation units, Equation 10, the convergence calculation of latitude, and the calculation of Equation 3, and the first calculation unit, Equations 7, 8, and 9 of the calculation is repeated Kaee, secondary determination unit, when the absolute value of the difference between the calculated scale factor m t2 as the temporary scale factor m t so far, was determined to be less relevant threshold The result is notified to the regression control unit, and the regression control unit that receives the notification causes the output unit to output at least the value of the latitude φ k + 1 stored in the first temporary latitude storage unit. position calculating device, characterized in that there.
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