一、高斯-克吕格投影的基本概念
从地图投影性质来说,高斯-克吕格投影是等角投影。从几何概念来分析,高斯-克吕格投影是一种横切椭圆柱投影。假设一个椭圆柱横套在地球椭球体外,使其与某一条经线相切,用解析法将椭球面上的经纬线投影到椭圆柱面上,然后将椭圆柱展开成平面,即获得投影后的图形,其中的经纬线相互垂直。在平面直角坐标系中,是以相切的经线(中央经线)为X轴,以赤道为Y轴,如图3-13所示。
高斯-克吕格投影的基本条件为:
(1)中央经线(椭圆柱和地球椭球体的切线)的投影为直线,而且是投影的对称轴;
(2)投影后没有角度变形;
(3)中央经线上没有长度变形。(https://www.daowen.com)
根据上述条件,可建立地理坐标(λ,φ)与平面直角坐标(x,y)的函数关系。其数学关系为:

式中,φ、λ是椭球面上地理坐标,纬度自赤道起算,经度自中央经线起算;s是赤道至纬度φ的经线弧长;N是椭球面上卯酉圈曲率半径;η=e′cosφ,其中e′为地球的第二偏心率。

图3-13 高斯-克吕格投影示意图