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《露天礦區(qū)獨立坐標系統(tǒng)建立》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在工程資料-天天文庫。
1、http://www.paper.edu.cn露天礦區(qū)獨立坐標系統(tǒng)的建立員鴻燕宋海萍郭嬌嬌太原理工大學測繪科學與技術系,山西太原（030024）E-mail：yhy_2088@sina.com摘要：在露天礦區(qū)實際的工程應用中，實測距離與圖上距離往往差異較大，如何建立一個適合當?shù)氐莫毩⒆鴺讼到y(tǒng)一直是與礦區(qū)安全生產密切相關的問題。本文從長度變形入手，對這一問題進行分析和研究，對比了多種投影高度和中央子午線的組合方案，確定了一組最優(yōu)組合，建立了一個統(tǒng)一、先進、適合礦區(qū)發(fā)展的礦區(qū)獨立坐標系統(tǒng)。關鍵詞：露天礦區(qū)獨立坐標系統(tǒng)長度變形中圖分類號：P2261.引言我國測繪行業(yè)采用的坐標系統(tǒng)主要有1
2、954年北京坐標系、1980西安坐標系和2000國家大地坐標系[1]。其中54系是從前蘇聯(lián)引測傳算得到，到目前山西某礦區(qū)向國家上報資料和礦區(qū)整體規(guī)劃時所使用的仍然是該坐標系統(tǒng)。80坐標系是我國經過天文大地網平差后建立的國家坐標系統(tǒng)。為適應新世紀的發(fā)展和建設的需要國務院批準自2008年7月1日啟用我國的地心坐標系——2000國家大地坐標系。由于該礦區(qū)所在的經度大約為112°10′-112°34′,當直接使用3°帶國家坐標系統(tǒng)時，正好跨第37和38帶。且由于位于投影帶邊緣會產生較大的變形，為了滿足礦區(qū)的生產應用，需要建立適合本區(qū)情況的平面和高程坐標系。本文以長度投影變形為依據(jù)，選擇和對
3、比多種投影高度和中央子午線的組合方案，建立了一個符合國家規(guī)范要求并與該礦區(qū)生產發(fā)展相適應、統(tǒng)一、先進的礦區(qū)獨立坐標系統(tǒng)。2.礦區(qū)概況該露天煤礦區(qū)位于山西省北部，地理范圍為：東經112°10′～113°30′，北緯39°23′～39°37′，礦區(qū)東、西、北部三面均以煤層露頭線為界，南以擔水溝斷層為界，南北長21km，東西寬22km，面積380km2。區(qū)內最高點位于北部的石峰，海拔高度1537.99m，最低點位于本區(qū)南部薛高登村正西的馬關河，海拔高度1213.8m，最大相對高差324.19m。露天采礦一方面是剝離礦藏上的巖石、土壤，形成對原地貌的挖掘過程；另一方面將剝離的巖石、土壤進行
4、堆置，即人工堆墊地貌的建造過程，大型排土場是大型露天礦山特有的人造地貌，其相對高差一般為100～150m，可稱為人造丘陵，其平臺與邊坡相間，好像黃土高原丘陵山地的層層梯田。另外，礦區(qū)除了露天開采外還有井工開采，隨著先進管理技術和采煤方法的引進，開采范圍在迅速擴張，整個礦區(qū)的地面、礦坑、井下的高程起伏較大。從而使得邊長的長度變形超出了城市測量規(guī)范的精度要求，需要建立適合礦區(qū)發(fā)展要求的新的坐標系。3.建立礦區(qū)新坐標系統(tǒng)3.1建立礦區(qū)適用坐標系必須遵循的原則（1）與國家坐標系建立解析聯(lián)系；（2）一個礦區(qū)最好采用統(tǒng)一的坐標系統(tǒng)；http://www.paper.edu.cn（3）兩項投影改
5、正產生的長度變形比符合規(guī)范要求。3.2長度投影變形長度投影變形是指地面水平邊長投影到參考橢球面或某一基準面上的變形，參考橢球面邊長投影到高斯平面的變形。在重要的工程中必須考慮這種變形，即兩項改正的問題[2][3]。1）地面實測距離到基準面誤差地面實測的距離歸算到參考橢球面或者某一基準面上，會有一個變形量。（1）式中，為歸算邊高出基準面的平均高程，；為地面水平邊長；為橢球體的平均曲率半徑，=6370km。地面實測邊長的相對變形由（1）可得（2）由此可得每公里不同投影高度的長度變形量，如表1所示。表1每公里不同投影高度的長度變形量Tab1lengthdeformationofthedi
6、fferentprojectionheightatpermile/m10030050070010001500/mm15.747.178.5109.9157.0235.5由表1可得，當邊長一定時，長度變形量與投影面高度成正比。同理，當投影面高度不變時，長度變形量與邊長成正比。因此長度變形量隨著投影高度和邊長的增大而變大。2）橢球面距離到高斯平面誤差橢球面距離投影到高斯平面上，有另一個變形。（3）式中，為歸算邊端點的平均橫坐標；為橢球面距離；為橢球體的平均曲率半徑，=6370km。相對投影變形由（3）得http://www.paper.edu.cn（4）因此，地面邊長兩項投影改正的相對
7、變形為（5）（6）式中，1/f為精度要求。3.3精度要求為了礦區(qū)工程測量工作的順利進行,要求通過坐標反算的邊長與實地量得的邊長相等,按照城市測量規(guī)范的要求，由兩項改正而帶來的長度變形之和應小于1/40000～1/10000,即每千米的長度改正數(shù)應小于等于2.5～10cm。該礦區(qū)目前已有一套礦區(qū)獨立坐標系統(tǒng)，采用的坐標系是克拉索夫斯基橢球，投影方法是高斯投影，中央子午線為112°30′，投影面是橢球面。礦區(qū)內最邊緣與中央子午線相差20′，而差1′距中央子午線的距離是18
