Аннотация 2
ВВЕДЕНИЕ 3
Глава 1. Решение главных геодезических задач на эллипсоиде 4
1.1. Постановка задачи 4
1.2. Численные методы решения главных геодезических задач 6
1.2.1. Метод Рунге-Кутты 4-го порядка 6
1.2.2. Метод Рунге-Кутты-Мерсона с адаптивным шагом 7
1.2.3. Разложение разностей широт, долгот и азимутов в ряды с начальными аргументами . 8
1.3. Аналитические методы решения главных геодезических задач 10
1.3.1. Метод Бесселя 10
1.3.2. Метод Винсенти 12
1.3.3. Метод средних аргументов 14
Глава 2. Реализация программного обеспечения 16
2.1. Выбор средств разработки программного обеспечения 16
2.2. Архитектура программы 18
2.3. Описание программного обеспечения 19
2.4. Сравнение методов решения геодезических задач 29
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 31
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ 32
Современные геодезические расчеты на земном эллипсоиде являются основой для решения ряда важных задач, как в навигации и картографии, так и в геоинформационных системах. Автоматизация этих процессов с использованием специализированного программного обеспечения позволяет не только повысить точность вычислений, но и значительно сократить влияние человеческого фактора. Особую актуальность приобретает разработка комплексного решения, объединяющего различные численные и аналитические методы для решения как прямых, так и обратных геодезических задач.
Целью данной работы является создание программного обеспечения на языке Python, способного эффективно решать главные геодезические задачи с поддержкой различных методов расчета и интерактивной визуализацией результатов. Для достижения этой цели были поставлены задачи по изучению теоретических основ, реализации численных алгоритмов (методы Рунге-Кутты, Рунге-Кутты-Мерсона) и аналитических методов (методы Бесселя, Винсенти, средних аргументов), созданию удобного пользовательского интерфейса и системы SD-визуализации, а также проведению сравнительного анализа точности различных подходов.
Практическая значимость работы заключается в реализации программного комплекса, интегрирующего разнообразные методы расчета с возможностью работы с пользовательскими эллипсоидами и определяется широкой областью применения разработанного программного обеспечения - от образовательных целей до профессионального использования в геодезии и картографии. Исследование основывалось на теоретическом анализе, реализации алгоритмов на Python с применением библиотек numpy и matplotlib для вычислений и визуализации, а также customtkinter для разработки интерфейса. Отдельное внимание уделено сравнению точности различных вычислительных подходов к геодезическим задачам.
Разработанное программное обеспечение представляет собой универсальный инструмент для решения прямых и обратных геодезических задач, объединяющий высокую точность вычислений, удобный интерфейс и широкий спектр возможностей.
В данном ПО создана поддержка различных эллипсоидов (Красовского, WGS84, GRS80, ПЗ-90) с возможностью добавления пользовательских параметров.
Для пользователя представлена возможность выбора метода решения главных геодезических задач от численных (Рунге-Кутты, Рунге-Кутты-Мерсона) до аналитических (методы Бесселя, Винсенти, средних аргументов) с функцией сравнения полученных результатов.
Программа включает интуитивно понятный интерфейс с разделением на вкладки, функцию 30-визуализации для наглядного отображения геодезических линий, поддержку диапазонных вычислений и автоматическое сохранение результатов в файлы формата .txt. Благодаря встроенной системе логирования и проверки данных, программное обеспечение обеспечивает надежность и точность расчетов, что делает его эффективным инструментом для решения геодезических задач в учебных и производственных сферах.
