城市地方坐標(biāo)系統(tǒng)改變投影面后的解決辦法

　    摘要：在某測繪工程中為保證測區(qū)內(nèi)投影長度變形值不大于2.5cm/km而選取了兩個投影面，所面臨的主要問題是如何不分割測區(qū)地形圖以方便工程設(shè)計，并能夠?qū)⑾嚓P(guān)圖件套合于原城市地形圖上。本文結(jié)合工程實(shí)際情況提供一種解決此問題的辦法，旨在提供一種思路。

　　關(guān)鍵詞：城市地方坐標(biāo)系統(tǒng)，投影面正常高，“假城市地方坐標(biāo)系統(tǒng)”

　　

　　一、工程概況

　　某高速公路工程位于某特大城市的西部山區(qū)，大致為東南至西北走向。工程長約30千米，最低處約150米，最高處約600米。

　　技術(shù)設(shè)計要求工程坐標(biāo)系統(tǒng)采用該城市地方坐標(biāo)系統(tǒng)，首級平面控制網(wǎng)為四等，高程控制網(wǎng)為三等。為保證測區(qū)內(nèi)投影長度變形值不大于2.5cm/km，選取投影面正常高分別為300米和500米。后經(jīng)高精度全站儀實(shí)測平距與坐標(biāo)反算距離比較滿足上述要求。

　　二、主要存在的問題

　　1．控制網(wǎng)坐標(biāo)系統(tǒng)的問題

　　城市地方坐標(biāo)系統(tǒng)的各項參數(shù)一般不易獲得，僅知該城市地方坐標(biāo)系統(tǒng)的參考橢球體為1954年北京坐標(biāo)系參考橢球，中央子午線為×××°××′。根據(jù)該市主要地形推斷其地方坐標(biāo)系統(tǒng)未選取投影面。根據(jù)某一C級GPS點(diǎn)成果（345423.076，490147.125）判斷其地方坐標(biāo)系統(tǒng)的原點(diǎn)與1954年北京坐標(biāo)系統(tǒng)原點(diǎn)不重合。

　　選取了投影面的工程坐標(biāo)系統(tǒng)與城市地方坐標(biāo)系統(tǒng)坐標(biāo)相差分別達(dá)到了17米和29米左右。

　　2．地形圖坐標(biāo)系統(tǒng)的問題

　　由于上述問題的存在使得測區(qū)地形圖成為不能自然拼接的兩個坐標(biāo)系統(tǒng)的地形圖，雖然可以通過提供投影分區(qū)附近兩套坐標(biāo)系統(tǒng)的地形圖來解決工程設(shè)計問題，但依然存在諸多不便的地方。

　　3．與原城市地形圖套合的問題

　　同樣由于選取了投影面的工程坐標(biāo)系統(tǒng)與城市地方坐標(biāo)系統(tǒng)坐標(biāo)相差很大，所測繪的地形圖不能與原城市地形圖套合，不符合城市規(guī)劃委員會的相關(guān)要求。

　　4．兩投影帶坐標(biāo)不一致的問題

　　不同投影面坐標(biāo)系統(tǒng)坐標(biāo)之間存在差異是必然的，可以通過提供投影分區(qū)附近控制點(diǎn)的兩套坐標(biāo)解決工程測量的相關(guān)問題，但常常令施工測量人員感到不解。

　　三、處理辦法

　　由于坐標(biāo)系統(tǒng)的不同使得上述問題比較復(fù)雜，從地形圖的測繪到高速公路的設(shè)計再到施工測量都非常不便。本工程通過以下幾個步驟有效的解決了此問題。

　　1．建立工程坐標(biāo)系統(tǒng)：1954年北京坐標(biāo)系參考橢球，中央子午線×××°××′，投影面高程300（500）米，其它參數(shù)不變。首先將高等級控制點(diǎn)成果分別轉(zhuǎn)換為投影面正常高為300米和500米的成果，中央子午線不變；然后分別在投影面正常高為300米和500米的工程坐標(biāo)系統(tǒng)中平差，得到兩套坐標(biāo)。

　�、艑⑼队懊嬲８邽�300米的坐標(biāo)整體平移使其中的一個高等級控制點(diǎn)（本工程為N131，見下圖。該點(diǎn)最好位于測區(qū)中部）與城市地方坐標(biāo)重合。本工程平移量為:X=-16.3016,Y=0.4650。

　　

　　

　　⑵本測區(qū)300米與500米分區(qū)大致處于IVY06處，因此將投影面正常高為500米的坐標(biāo)整體平移使得IVY06的坐標(biāo)與經(jīng)過上述平移后得到的IVY06的坐標(biāo)不變。

　　經(jīng)過以上兩次平移后得到了新的坐標(biāo)系統(tǒng)，可以稱之為“假城市地方坐標(biāo)系統(tǒng)”。經(jīng)計算，經(jīng)過兩次平移后高等級控制點(diǎn)N200的坐標(biāo)與原坐標(biāo)相差1.84米，高等級控制點(diǎn)0002的坐標(biāo)與原坐標(biāo)相差1.4米，由此推算位于線路終點(diǎn)附近的IVY12的坐標(biāo)差約為1.6米。依照《1：5001：10001:2000航測數(shù)字化測圖規(guī)范》和《公路勘測規(guī)范》中相關(guān)要求，山地地物點(diǎn)的平面位置中誤差在1:2000地形圖上不大于±1.6米，此精度可以接受。況且此精度是與原地形圖套合精度，不代表實(shí)際成圖精度。如果第一次平移的重合點(diǎn)位于測區(qū)中部其精度會有大幅提高。

　　2.在這種“假城市地方坐標(biāo)系統(tǒng)”下的地形圖可以形成整體，即使投影面不同，分區(qū)處的地形圖拼接誤差也遠(yuǎn)高于規(guī)范要求。在這種地形圖上進(jìn)行工程設(shè)計十分便利。這種地形圖與原城市地形圖可完全套合，符合城市規(guī)劃委員會的相關(guān)要求。

　　3.不必提供投影分區(qū)附近控制點(diǎn)的兩套坐標(biāo)，IVY06以前的控制點(diǎn)提供投影面正常高為300米的成果，IVY06以后的控制點(diǎn)提供投影面正常高為500米的成果，為將來的施工測量帶來了方便。

　　四、結(jié)論

　　本工程解決城市地方坐標(biāo)系統(tǒng)在改變投影面正常高后出現(xiàn)相關(guān)問題的方法，不一定適合所有測繪工程，僅作為一種思路供大家參考。在選取了投影面的同時改變了中央子午線（即采用投影于抵償高程面上的高斯正形投影任意帶平面直角坐標(biāo)系）另需積極研究。