<div> <pre style="font-size: 9pt;"><tt><tt>Gerald I. Evenden wrote:</tt></tt></pre></div>

<div> <pre style="font-size: 9pt;"><tt><tt>&gt;The math presented by Thompson and Lee seem quite at odds with several of the <br>
&gt;expanded range methods in that they express the problem in Jacobian <br>
&gt;functions.  Is there a parallel of have you looked into their methods?<br>
<br>
The Jacobian elliptic functions were a way of developing two intermediate projections, and they allow for a pithy expression of the mathematics. The last projection collapses into the elliptic integral development through a sequence of substitutions and cancellations.<br>
<br>
Regards,<br>
-- daan Strebe<br>
</tt></tt></pre></div>

<div> <br>
</div>
-----Original Message-----<br>
From: Gerald I. Evenden &lt;geraldi.evenden@gmail.com&gt;<br>
To: Charles Karney &lt;ckarney@sarnoff.com&gt;<br>
Cc: proj@lists.maptools.org<br>
Sent: Wed, 3 Sep 2008 11:51 am<br>
Subject: Re: [Proj] Transverse Mercator algorithm<br>
<br>






<div id="AOLMsgPart_0_21f2d14e-eeec-4f1d-aacc-9137207dc4a4" style="margin: 0px; font-family: Tahoma,Verdana,Arial,Sans-Serif; font-size: 12px; color: rgb(0, 0, 0); background-color: rgb(255, 255, 255);">

<pre style="font-size: 9pt;"><tt>On Tuesday 02 September 2008 11:57:14 pm Charles Karney wrote:<br>
&gt; Gerald I. Evenden wrote:<br>
&gt;  &gt; At the moment I have three TMs which produce equivalent accuracy<br>
&gt;<br>
&gt; except in<br>
&gt;<br>
&gt;  &gt; the "problem area" where longitude approaches 90 degrees from the<br>
&gt;<br>
&gt; central<br>
&gt;<br>
&gt;  &gt; meridian on the equator.  If you procedures produce finite values at<br>
&gt;  &gt; lat=0,lon=90 I would very much like to see your efforts, especially<br>
&gt;<br>
&gt; in terms<br>
&gt;<br>
&gt;  &gt; of math development.<br>
&gt;  &gt;<br>
&gt;  &gt; You mention elliptic integrals but I did not see them in the pdf or<br>
&gt;<br>
&gt; at least<br>
&gt;<br>
&gt;  &gt; did not recognize them.  Is  the math complete in the pdf? It seems<br>
&gt;<br>
&gt; like it<br>
&gt;<br>
&gt;  &gt; is not. Of course the language is a barrier for me but the math is<br>
&gt;<br>
&gt; easily<br>
&gt;<br>
&gt;  &gt; understandable.<br>
&gt;  &gt;<br>
&gt;  &gt; A very quick scan of the pdf file makes me think the math is similar<br>
&gt;  &gt; to what I call the Swedish version and I believe they made comment<br>
&gt;  &gt; about their version being used in Finland (someone did ;-) ).  But<br>
&gt;  &gt; their method fails at 0,90.<br>
&gt;<br>
&gt; Assuming that the "Swedish version" you refer to is<br>
&gt;<br>
&gt;<br>
&gt; <a href="http://www.lantmateriet.se/upload/filer/kartor/geodesi_gps_och_detaljmatnin" target="_blank">http://www.lantmateriet.se/upload/filer/kartor/geodesi_gps_och_detaljmatnin</a><br>
&gt;g/geodesi/Formelsamling/Gauss_Conformal_Projection.pdf<br>
<br>
I already have that pdf and yes, that is the one I refer to as the "Swedish <br>
TM".<br>
<br>
&gt; then, indeed, the Finnish report I used is very similar.  There is,<br>
&gt; however, one noteworthy difference.  The Swedish algorithm is only<br>
&gt; approximately conformal, whereas the Finnish method is conformal (to<br>
&gt; round-off).  This is easily remedied by substituting the exact formula<br>
&gt; for the conformal latitude (as is done in the Finnish report).  I<br>
&gt; implement the inverse of this transformation by Newton's method which<br>
&gt; converges quickly to round-off.<br>
<br>
In general, I am not that interested in answers to machine precision merely to <br>
about 0,0001mm or 0,001mm would be acceptable.  The only place in libproj4 <br>
where I went close to machine precision is the meridian distance function <br>
when I changed over to elliptic integrals in the computation and dropped the <br>
traditional sine power series expansion of the integral.<br>
<br>
Also, (not to start an argument) I am especially forgiving on precision of <br>
projection procedures covering large areas as in continental or global <br>
mapping.  Precision is a property to be only concerned about in cadestral <br>
mapping and grid systems that traditionally cover small areas due to the <br>
increase of scale factor errors in the larger region (which has nothing to do <br>
with computational precision).<br>
<br>
&gt; The Finnish method has only one essential approximation, namely,<br>
&gt; substituting series expansions (accurate to e^8) for the transformations<br>
&gt; between conformal and rectifying latitudes.  As you point out, there is<br>
&gt; no derivation for these series expansions in the report.  However, I<br>
&gt; have derived these expansions and extended them to e^16.  The math here<br>
&gt; is standard undergraduate or first year graduate level stuff and I used<br>
&gt; macsyma to do the tedious parts of the algebra.  In addition, I've<br>
&gt; derived accurate expansions for the convergence and scale.<br>
&gt;<br>
&gt; Any method based on such expansions will fail at lat=0, lon=90*(1-e)<br>
&gt; because of a singularity in the complex plane in the transformation from<br>
&gt; geodetic to conformal latitudes.  (To be precise the inverse<br>
&gt; transformation becomes multi-valued.)  The singularity is mild but it<br>
&gt; causes series expansions to fail.  My slower "exact" method can navigate<br>
&gt; around the singularity readily enough.  In particular, there is no<br>
&gt; singularity at 0N 90E.  For what it's worth, the result here is<br>
&gt;<br>
&gt;      easting  = 25953592.845413590 m<br>
&gt;      northing =  9997964.943020998 m<br>
&gt;      convergence = 90 deg<br>
&gt;      scale    =  18.40462279198669<br>
<br>
The nature of this singularity blows libproj4's basic capabilty but I am still <br>
interested in this problem purely academically as I feel there is not a <br>
practical use for TM to the E-W limits---especially if you have to pay dearly <br>
in cpu time to get there.<br>
<br>
&gt; WGS84: a = 6378137 m, f = 1/298.257223563, k0 = 0.9996, false easting =<br>
&gt; false northing = 0 (i.e., 0N 0E -&gt; 0,0).<br>
&gt;<br>
&gt; For my purposes, the exact method serves chiefly to gauge the accuracy<br>
&gt; of the approximate method.  In particular, the error in the Finnish and<br>
<br>
That is a useful and valuable asset.<br>
<br>
&gt; Swedish methods is 1mm if the distance to 0N 90E is 36 deg, 1m if the<br>
&gt; distance is 20 deg, and 1km if the distance is 10 deg.  I.e., they<br>
&gt; "fail" well before 0N 90E is reached.  Including additional terms in the<br>
&gt; series will probably not change this appreciably (instead it will<br>
&gt; increase the accuracy where it's already pretty good).<br>
&gt;<br>
&gt; The exact method and the derivations of the various series<br>
&gt; approximations are all done in macsyma.  You'll probably need to have<br>
&gt; macsyma installed if you want to use these.<br>
<br>
I have maxima and wxmaxima on my machine which seem to be related some time <br>
ago.  It is my understanding that macsyma is a commercial product and thus <br>
outside my pocketbook.  I do everything on the cheap.  ;-)  It allows me to <br>
make everthing I do free.<br>
<br>
The math presented by Thompson and Lee seem quite at odds with several of the <br>
expanded range methods in that they express the problem in Jacobian <br>
functions.  Is there a parallel of have you looked into their methods?<br>
<br>
-- <br>
The whole religious complexion of the modern world is due<br>
to the absence from Jerusalem of a lunatic asylum.<br>
-- Havelock Ellis (1859-1939) British psychologist<br>
_______________________________________________<br>
Proj mailing list<br>
<a href="mailto:Proj@lists.maptools.org">Proj@lists.maptools.org</a><br>
<a href="http://lists.maptools.org/mailman/listinfo/proj" target="_blank">http://lists.maptools.org/mailman/listinfo/proj</a><br>
</tt></pre>
</div>
 <!-- end of AOLMsgPart_0_21f2d14e-eeec-4f1d-aacc-9137207dc4a4 -->

<div id='u8CADC12145C45C5-1388-2AE' class='aol_ad_footer'><FONT style="color: black; font: normal 10pt ARIAL, SAN-SERIF;"><HR style="MARGIN-TOP: 10px"><A title="http://mapquest.com/toolbar?ncid=mpqmap00050000000010" href="http://mapquest.com/toolbar?ncid=mpqmap00050000000010" target="_blank">Get the MapQuest Toolbar</A>. Directions, Traffic, Gas Prices & More!</FONT> </div>