浅谈独立坐标系建立.pdf

浅谈独立坐标系的建立 1 1 2 姚建卫 李冰 马国元 （1、河南省遥感测绘院 河南郑州 450000 2 、63883 部队 河南洛阳 450000 ） 摘要：根据工程测量中长度投影变形超过2.5cm/km 和施工放样时长度与计算一致以及大型工程测 量的要求应建立地方独立坐标系，讨论了独立坐标系建立的一般方法以及利用 GPS 技术建立独立坐标 系的方法。 关键词：独立坐标系，投影，参考椭球 1 引言 在我国的许多城市测量中，常因工程需要建立适合本地区的独立坐标系，在工程测量中，若测区 远离中央子午线或测区平均高程较大，则导致长度变形较大，难以满足工程实践的精度要求；特别是在 某些大型工程测量中，其控制成果不仅要满足测量的需要，还要满足工程放样的需要，施工放样时要求 由坐标反算的长度与实测的长度尽可能相符，这就需要建立地方独立坐标系，使投影变形控制在一个微 小的范围内，并使计算出来的长度在实际应用时不需要做任何的改算。另外，在某些工程测量中，因采 用国家坐标系很不方便，所以，基于方便实用、科学合理，也常常需要建立地方独立坐标系。 2 建立地方独立坐标系的因素 （1）最初在建立坐标系时，由于技术条件的限制，定向、定位精度有限，导致最终所定义的坐标 系与国家坐标系在坐标原点和坐标轴的指向上有差异。 （2 ）出于成果必威体育官网网址的原因，在按国家坐标系进行数据处理后，对新得的成果进行了一定的平移和 旋转，得出独立坐标系。 （3 ）为了减少投影变形，进行投影的中央子午线的变换，则需要变换中央子午线，抬高投影面， 以减少投影变形的影响。 为了满足工程的要求或工程放样而建立独立坐标系。 3 地方独立坐标系的建立 地方独立坐标系的建立分测区海拔高程较高和较低两种情况，通常当测区平均高程较大时，地方独 立坐标系应取平均高程面作为投影面，椭球可选用地方参考椭球，当测区的平均高程较小时，地方独立 坐标系仍可取参考椭球面作为投影面，椭球可选用国家参考椭球。 （1）椭球为国家参考椭球，投影面为参考椭球面，以测区某一固定点为坐标原点，通过该点的子 午线作为中央子午线，以中央子午线的投影为纵坐标轴，以经过该点的纬线的投影为横坐标轴建立地方 独立坐标系，地方独立坐标对应的大地坐标为相应参考椭球的国家大地坐标。 如图１，北方某城市地方独立坐标系是以O （4 114 7##.### ，20 442 2##.### ）点为坐标原点，以经 过O 点的子午线（经度为：116°2# ′##.#### ″）为中央子午线，y 坐标加500km 建立北京地方独立坐 标系。椭球采用克拉索夫斯基椭球，那么地方独立坐标对应的大地坐标为1954 年北京坐标系坐标。 图1 北方某城市地方独立坐标系的建立示意图 （2 ）椭球为国家参考椭球，投影面为参考椭球面，以通过当地中心的子午线为中央子午线，并以 中央子午线和赤道的交点O 为坐标原点，以中央子午线的投影为纵坐标轴，以赤道的投影为横坐标轴 建立地方独立坐标系，地方独立坐标对应的大地坐标为相应参考椭球的国家大地坐标。 （3 ）椭球为国家参考椭球，投影面为平均高程水准面，以通过当地中心的子午线为中央子午线， 并以中央子午线和赤道的交点 O 为坐标原点，以中央子午线的投影为纵坐标轴，以赤道的投影为横坐 标轴建立地方独立坐标系，地方独立坐标对应的大地坐标为相应参考椭球的国家大地坐标。 如图2 所示，中原某城市独立坐标系是以测区中心子午线（经度为：112°## ′）为中央子午线， 并以中央午线和赤道的交点为坐标原点，中央子午线的投影为纵坐标轴，赤道的投影为横坐标轴，y 坐 标加 50km，并以当地平均高程水准面（H=17 ＃. ＃m ）为投影面建立洛阳地方独立坐标系。椭球采用 1980 年西安坐标系椭球，那么，中原某城市独立坐标对应的大地坐标为1980 年西安坐标系坐标。 图2 中原某城市独立坐标系示意图 （4 ）当椭球为地方参考椭球E1 时，除椭球长半径有一增量∆a ，为地方参考椭球E2 时，除坐标 原点有一平移量(∆X , ∆Y, ∆Z ) 外，中央子午线、坐标原点、x 坐标轴加常数、y 坐标轴加常数