基于工程测量抵偿坐标系的建立实践与检验分析

贺伟

摘 要：在国土测量与大型项目的开发建设中，通过建立抵偿坐标系进行区域变形分析，不仅具有较强的专业性，而且是一项比较复杂的工作。本文通过对工程测量抵偿坐标系的建立实践与检验进行相关分析，希望可以为相关技术工作人员提供可参考的借鉴。

关键词：抵偿坐标系;长度变形;检测

中图分类号：P226 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）10-0116-02

随着我国土地开发项目的日渐增多，项目工程的建设规模与数量同步增长。这使其对项目土地进行施测时，既对控制点投影有严格要求，而且对于其产生的变形也要求限定在可控范围。这一过程，也使得工程坐标系的实效性作用凸显，且要求确保工程坐标系与国家坐标系的关联性，使之在进行具体土地测量时，不仅能准确有效地进行测量区域的施测，还能进一步分析投影变形规律。

在现代工程测量中，坐标系统的建立与选择不仅是一项基础性工作，而且对于项目工程的建设实施过程具有极其重要的作用。在坐标系建立过程中，不仅要进行高斯投影反算，还要求实际测量边长与控制点坐标系中计算得出的边长具有一致性，与此同时，既要通过高程归化，也要经由高斯投影。

1 建立工程坐标系的具体实践

1.1 工程概况

在对某地工程进行抵偿坐标测量时，工程主要内容是对土地进行整改。需要整改的土地面积在100m2，中央子午线东经102°，目前平均纬度达到35°53′14″。用来测量的GPS系统其E级点有95个，每个GPS系统其控制点都进行了四等测量，从GPS设备当中可以获取控制数据，清楚测量区域高程最大数据值为-42.002m，高程最小的值是-40.929m，高程平均值是-41.637m。坐标系统中测量区域的控制点高程最低值是1751.475m，最高值是2029.822m，高程差是在280m左右，高程的平均值是在1848m左右。

1.2 建立坐标系

构建工程坐标系的方案内容是分别选择各不相同的子午线和抵偿投影面，将其作为坐标系参数，在此基础上对每个GPS系统控制点中的投影变形进行运算，找出控制点的变形区间值并进行深入分析，明确这一工程区域的坐标系。下面针对各类工程坐标系的建立分别做了分析。

（1）具备高斯正形投影功能的坐标系。其主要是以中央子午线经度构建具备高斯正形投影直角坐标系统，然后在去对每一个GPS系统中的控制点其原本的高程进行相关的归化，并且把高斯投影的长度替换成投影变形值以后再来进行相应的统计和计算。对变形统计进行分析：在中央子午线经度值的基础上，高斯正形投影的坐标系统其对于每一个GPS控制点中的多个公里经高程完成归化，这个时候高斯投影其自身长度产生的变形值会在-0.18m到-0.25m之间，区间约在0.05m。高海拔区域中其自身的高程归化的变形值则超出了高斯投影其自身的变形值，所高出的投影变形值和归化值并没有超过四万分之一这一标准值。

（2）任何带高斯投影功能的坐标系。为了消除高程归化的变形值，可把中央子午线转移到位置以后，再构建任何带高斯投影功能的坐标系统，然后去对每一个GPS系统其自身控制点处在的多个千米高程归化以及高斯投影的变形值进行确认。对变形统计进行分析：改变中央子午线的位置以后，构建任何带高斯投影功能坐标系统，这个时候其获得的每一个GPS系统控制点都处于其不同千米高程归化以及高斯投影变形值分别保持在-0.04m至0.05m，其区间值则保持在0.09m，同时其中还有一部分控制点其自身的归化值以及投影的变形值已明显超过标准值的四万分之一。

（3）高程抵偿面任何带高斯投影功能的坐标。使用这一坐标系统进行计算的时候，把测量区域的高程及高程面平均值1848m当作抵偿面，在以测量区域的中央经度位置处其需要建立一个坐标系统，然后去对每一个GPS控制点中其千米位置的高程和投影值进行计算和统计。对变形统计进行分析：其主要是将测量区域的高程及高程面平均值1848m当作抵偿面，将经度作为中央子的午线，其目的是对于抵偿坐标系统进行构建，从而对于每一个GPS控制点里的各公里处高程其自身的归化值和投影值进行规化，以此保证这两个数值不会超过四万分之一的标准范围。

2 检验与审核工程抵偿坐标系

由于在整个坐标系统当中，不仅进行了坐标归化以及投影值其去进行统计的计算，这样玩的方式还能够使得二次项变形值进行的计算能够被控制，同时这样的一种方式还能够使得每一个控制点获得的平均取值都能够被当成是控制点其自身的一种高程值，这样其在处于GPS控制点里去对长度变形给予相关分析的时候，自然也会出现误差。因此，在对于全站仪进行选择和使用的时候，其本身需要参照工程测量里的四等导线胡偶的边长测量技术标准，并按10%的比例进行测试区控制点使其能够随机的进行抽取。并且還提出实测平距以及工程抵偿坐标系进行反算的一种平距精度之比不能超过1：40000。由此验证了该抵偿坐标系既符合实际工程需要，且有利于进行未来土地测量，并能够保证坐标与图形的有效转换，从而全面达到国土规划与实际管理要求。

3 工程坐标系建立实践

3.1 工程区域基本情况

测区位置：青海的某地区，工程涉及到的内容：对土地进行有效的整理，面积为100m2。中央子午线东经102°，目前平均纬度达到35°53′14″。GPS E级点的数量是95，并且每个GPS控制点可以测量四个级别，并且来自当前的GPS。在控制的相关数据中，我们可以得到该区域的海拔异常值，其最大值达到-42.002m，而最小的海拔异常值达到-40.929m，海拔的平均值为ξ=-41.637m，其自身控制点的高程为：最高为2029.822m，最低为1751.475m，高差为280m，平均海拔为1848m。

3.2 工程坐标系的建立

工程坐标系设置的相关思路，其本身要求针对不同的中央子午线和抵偿投影面的不同去对其能够获得所需要的参数进行选择，然后去对各GPS控制点其自身的投影变形情况进行确认，然后对于GPS控制点其自本身进行变形的区间去给予适当的设置，这样的一种情况能够使得这一区域里的工程坐标系可以获得适当的控制以及确认。

3.2.1 设置统一坐标带

国家统一3°带高斯正形投影工程主要是把当前的中央子午线L0=102°00′00″同时设置国家规定的3°带高斯正形投影的一种平面的直角的坐标系统，除此之外，有必要對每个GPS控制点的每公里高程进行标准化，以便高斯投影本身可以对投影本身的变形值进行相关统计和改进。

变形统计分析：中央子午线L0=102°00′00″全国统一3°坐标系与高斯正投影平面直角，每个当前GPS控制点均进行高程归一化和高斯每公里变形投影长度产生的值可以增加到-0.18m到-0.25m，间隔保持在0.05m。这种情况可以表明，高空归化变形值的当前高度超过高斯变形。该值及其过度归化和投影变形值不超过1/40000（不超出2.5cm/km）。

3.2.2 任意带高斯正形投影工程坐标系

其主要的目的是使得高程归化变形值得到抵消作为主要的发展目的，并且把中央子午线使其能够移动到101°07′00″之后去设置任意的带高斯正形投影平面直角的一种坐标系统，同时，还需要对多个GPS控制点进行每公里高程的定位，并改变高斯投影的长度，以便能够对投影本身的变形值进行有效统计。并对其变形进行统计分析：将其移动到中央子午线后，还需要设置一个带有高斯正交投影的平面直角坐标系，不同的GPS控制点每公里进行一次升高。归化和使用高斯投影长度允许投影本身具有-0.04m至0.05m的变形值并且将其间隔保持在0.09m。目前有一些控制点超出了归化和投影变形值，不超过1/40000。并且它在投影中的中央子午线也超出了调查区域所指定的3°高斯法线的投影范围。

3.2.3 高斯正投影工程坐标与高程补偿面

通过该计算，可以得到测量区域当前高程的高程面H=1848m，以便为补偿面和测量中心的中心和经度设置中央子午线的补偿坐标系L0=102°49′00″，还需要多个GPS控制点执行每公里高程的定位，同时改变高斯投影长度的投影变形值，给出相关的统计数据。分析变形统计后：使平均高程面H=1848m作为补偿面，中心经度L0=102°49′00″的测量区域使其能够设置补偿坐标系作为中心经络，不同的GPS控制点正在执行高程归一化和高斯每公里。投影长度可以使得投影变形值满足-0.023至0.022μm。它还使高程归一化和高斯投影变形值不超过1/40000规格。

4 结语

总体来说，工程测量抵偿坐标系作为基础数据，不仅要求其具有广泛的适用性，而且同时兼具服务性。前面几种选取适合的测量方法用不用方法进行从中分析：选取前面一个加后面一个实验方法表明比较实用。局限部分地区出现小部分问题。前面两个用途不同方法使得整个影平面达到目的角度进行优化调整不同角度布局、呈现角度独特形式多样的设计;前面三个取决于不同角度中央子位置午线、不同方法选取不同程度来决定是否继续维持，普遍不同程度清透、加上不同程度的优点，需要加强新坐标体系和国际坐标体系之间的差异;前四个阶段普遍用取决于之前投影面，同时还需与适当的去对投影设备上抵偿运行机制不同程度的进行修改和提升，前几种普遍存在问题不利于解决其自身出现的问题，在不同阶段进行研究改系之后新坐标和原本的国家规定坐标之间进行更改的幅度。在对具体工程展开实际测量的过程中，从体系的建立，到检验过程的完成，不仅提出了较为合理的体系建立方案，而且在满足工程区域适用性的基础上，针对抵偿坐标系的建立进行了正确的理论性验证，由此确保其生产服务性，并取得了良好的实践应用效果。

参考文献

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