具有抵償高程面的任意帶坐標系設計原理與方法03392

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1、具有抵償高程面的任意帶坐標系設計原理與方法03392具有抵償高程面的任意帶坐標系設計原理與方法.txt吃吧吃吧不是罪，再胖的人也有權利去增肥！苗條背后其實是憔悴，愛你的人不會在乎你的腰圍！嘗嘗闊別已久美食的滋味，就算撐死也是一種美！減肥最可怕的不是饑餓，而是你明明不餓但總覺得非得吃點什么才踏實。具有抵償高程面的任意帶坐標系設計原理與方法(2009-08-1216:28:10)標簽：坐標系參考面橢球面大地高高斯山嶺地區(qū)教育分類：測繪摘要：高速鐵路對邊長投影變形提出了2.5cm/km（1/40000）的控制要求，長期以來

2、一直采用的3o帶高斯正形投影平面直角坐標系，已難以滿足鐵路建設的精度要求。對投影變形問題進行了分析，闡述了具有抵償高程面的任意帶坐標系設計原理，并結合某鐵路客運專線的實例，介紹了該形式坐標系的設計方法。具有抵償高程面的任意帶坐標系，克服了3o帶坐標系的局限性，能有效地實現(xiàn)兩種長度變形的相互抵償，從而達到控制投影變形的目的。關鍵詞：抵償高程面任意帶坐標系投影變形我國的鐵路工程建設，長期以來一直采用國家統(tǒng)一3o帶高斯正形投影平面直角坐標系（以下簡稱3o帶坐標系）作為鐵路線路工程的施工坐標系。隨著我國鐵路建設主要技術標準的

3、顯著提高和勘測工藝的變革，3o帶坐標系已難以適應鐵路工程建設的需要，特別是高速鐵路（含200km/h客運專線），對邊長投影變形提出了2.5cm/km（1/40000）的控制要求。因此，在高速鐵路可行性研究階段，結合項目特點，設計選定合理的施工坐標系，有效控制投影變形對工程建設的影響，是保證定測、設計、施工的順利實施和工程質(zhì)量的重要前提。具有抵償高程面的任意帶高斯正形投影平面直角坐標系（以下簡稱抵償高程面任意帶坐標系），是一種能夠靈活解決投影變形對工程建設的影響且相對復雜的坐標系形式。以下結合對投影變形問題的分析，對具

4、有抵償高程面任意帶坐標系的設計原理及方法進行討論。1設計原理1.1投影變形及其主要特征分析由于定義國家大地坐標系的橢球面是一個凸起的、不可展平的曲面，當采用高斯正形投影將這個曲面上的元素投影到平面上時，投影后就會發(fā)生長度變形問題。這種變形主要由測距長度歸算到參考橢球面上的變形ΔD1和將參考橢球面上邊長歸算到高斯投影面上的變形ΔD2兩方面因素引起的，可由下式求得ΔD1=-D·HmRA（1）ΔD2=y2m2Rm+Δy224R2()m·D1（2）二者的變形之和ΔD為ΔD=ΔD1+ΔD2&y2m2R2m-HmR()A·D（3

5、）式（1）、（2）、（3）中：Hm———測距兩端相對于參考橢球面的平均高程/m；D———測距兩端點平均高程面的水平距離/m；———歸算邊方向參考橢球法截弧的曲率半徑/m；ym———測距邊兩端點橫坐標平均值/m；Rm———測距邊中點的平均曲率半徑/m；D1———投影到參考橢球面上的歸算邊長度/m，D1=D+ΔD1；Δy———測距邊兩端點近似橫坐標的增量/m。當取Rm&RA=6371000m時，根據(jù)式（3）計算可得每公里投影變形隨ym和Hm變化的情況，（見表1）。由式（1）、（2）、（3）和表1，可以歸納投影變形的主要特

6、征如下：①地面實測長度歸算至參考橢球體面上，總是縮短的，地面點與參考橢球面的高差越大、變形越大。②橢球面上長度歸算至高斯面上，總是增大的，離中央子午線愈遠變形愈大。③由于高程歸化投影變形與高斯投影變形符號相反，所以在一定的區(qū)域內(nèi)，兩種變形可以相互抵償。1.2設計原理鐵路是典型的線性工程，穿行于狹長的帶狀區(qū)域，沿途地形、地貌千變?nèi)f化，特別是在山嶺地區(qū)或線路橫跨多個國家統(tǒng)一3o帶時，邊長投影變形很難滿足2.5cm/km的要求。因此，需要通過人為的方法，將中央子午線進行移動并重新選擇高程參考面，以達到使兩項變形良好抵償?shù)哪?/p>

7、的，通過這種方法所設計的坐標系，即為抵償高程面任意帶坐標系。設重新選定高程參考面的大地高為H，測距邊相對于新的高程參考面的高程為ΔH，測距邊兩端點相對于重新選定中央子午線的橫坐標平均值為y，則滿足高速鐵路對投影變形要求的條件式可近似表示為y22R2m-ΔHRA≤140000（4）式（4）展開后得+y22Rm(-RA)40000≤ΔH≤y22Rm(+RA)40000（5）式中RA———歸算邊方向參考橢球法截弧的曲率半徑/m；Rm———測距邊中點的平均曲率半徑/m。依據(jù)式（5）的約束條件，即可進行抵償高程面任意帶坐標系的

8、設計。2設計程序和方法高速鐵路可行性研究結束后和定測階段開始前，應依據(jù)基本穩(wěn)定的線路平、縱斷面，進行施工坐標系設計。以下結合某鐵路客運專線的工程實例，對抵償高程面任意帶坐標系的設計程序和方法進行介紹。2.1數(shù)據(jù)采集及變形檢算采集線路平、縱斷面數(shù)據(jù)的主要目的，是為了計算分析全線投影情況。采集數(shù)據(jù)的內(nèi)容包括采樣點的中線里程及其對應的坐標、路肩設計高