地方独立坐标系的建立

・２００・　第３７卷第４期　２　０　１　１年２月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ　ＶｏＩ．３７　Ｎｏ．４　Ｆｅｂ．　２０１１　・测量・　文章编号：１００９—６８２５（２０１　１）０４—０２００—０２　ＧＰＳ网建立地方独立坐标系的方法研究　闫志刚　摘要：通过实例，介绍了由平差坐标经高斯投影变换建立地方独立坐标的方法，并分析说明建立的独立坐标系网中各　边长尺度的精度，从而完全满足在小区域布设工程控制网建设的需要。　关键词：ｗＧｓ一８４平差坐标，地方独立坐标系，高斯投影　中图分类号：ＴＵ１９８　文献标识码：Ａ　１　ＧＰＳ网ＷＧＳ一８４平差坐标建立地方独立坐标系　１．１　ＧＰＳ网在ｗＧｓ一８４坐标系中的平差　以所有独立基线构成同步异步环图形，以三维基线向量及其　相应的方差协方差阵作为观测信息，进行ＧＰＳ网的三维无约束平　差，求得ＧＰＳ网点在ＷＧｓ一８４坐标系中的大地坐标或空问直角　坐标。同时，通过ＧＰＳ网的三维无约束平差，以独立闭合环闭合　差考察ＧＰＳ网本身的内符合精度以及基线向量之间有无明显的　系统误差和粗差…。　１．２　ＷＧＳ一８４平差坐标的高斯投影　ｗＧｓ～８４坐标系采用的椭球为ｗＧｓ一８４椭球，根据ｗＧｓ一　８４椭球基准参数，选取测区适当的大地经度作为中央子午线，将　ｗＧｓ一８４平差坐标进行高斯投影，转换成平面上的控制网坐标。　在此过程中，参考椭球面上边长归算到高斯平面上会产生一定的　变形。其变形值△ｓ计算式为：　ＡＳ＝　２　／ｚ　２　（１）　其中，ｓ为参考椭球面上的边长；Ｙ　为归算边两端点的平均　值；　为测取参考椭球面的平均曲率半径。　由变形公式可知，当高斯投影选择在测取的中央，投影时带　来的变形几乎为零。由于ＷＧＳ一８４平差坐标到高斯投影转换未　涉及我国的参心坐标系，也没有和国家控制网联测，因而不会受　到转换参数求定误差影响和国家控制网内约束平差的影响　。　所以保持了ＧＰＳ相对差分定位的高精度特点。　１．３投影面及独立参考椭球面的确定　在ｗＧｓ一８４平差坐标经高斯投影得到平面坐标的过程中，　需要确定新的独立椭球体及合适的投影面，以保证将海拔高度带　来的投影变形减小到误差要求范围内（如《工程测量规范》《城市　测量规范》为２．５　ｃｍ／ｋｍ）。因此，选用地方独立椭球面必须与测　区平均高程面或抵偿高程面相接近，才能保持ＧＰＳ网在高斯平面　上的边长与地面实测边长的一致性。而测取的平均高程可根据　ｗＧｓ一８４三维平差坐标的大地高求得　。。大地高Ｈ的计算式为：　Ｈ＝ｈ　＋Ⅳ　（２）　其中，ｈ　为正常高；Ⅳ为大地水准面差距　２实例研究　本文以南昌某镇公路改建项目为例，布设了ＧＰＳ　Ｅ级控制　网。全网采用５台北极星９６００型单频接收机观测，应用南方测绘　仪器公司ＧＰＳ后处理程序基线解算软件Ｇｐｓａｄｊ对原始数据进行　基线向量解算。网图按边连式布设，共由１１个点组成。　设地面实量边长归算到参考椭球面上的长度变形值为△　，则：　ＡＤ　一　（３）　其中，ＪＶ　为归算边高出参考椭球面的平均高程；，Ｊ，为归算边　的长度；月为归算边方向参考椭球的法截线的衄率半径。本测区　平均高程为２０　ｍ左右，长度变形值每千米约３　ｍｍ（为负值）。　设将参考椭球面上的边长归算到高斯投影面上的变形影响　为ＡＤ，，则有：　，Ｖ２　Ａ　，ｇ４　ＡＤ２＝Ｄ２　蔫　羲　最）　（４）　其中，，Ｊ　为参考椭球面上的边长；ｙｍ为归算边两端点横坐标　平均值；　为测区参考椭球面平均曲率半径。该测区平均纬度　Ｂ：２８。２２　，Ｒ　Ｒ＝６　３７１　ｋｍ，Ｙ　＝１３０　ｋｍ，每千米变形值△Ｄ２：　＋２０８　ｍｎｌ。　以上两项投影变形值合起来为ＡＤ。＋ＡＤ　＝＋２０５　ｍｍ，即每　千米变形值为＋２０．５　ｅｍ，超过允许值（２．５　ｃｍ／ｋｍ）。因此不能采　用国家坐标系，只能选择独立坐标系　。为确保建立较高的工程　控制网，采用以下方法建立本测区独立坐标系。　１）在ｗＧｓ一８４坐标系中进行三维无约束平差，得到各控制　点ｗＧｓ一８４的大地坐标Ｂ，Ｌ，Ｈ（如表１所示）。同时以独立闭合　环闭合差检验ＧＰＳ　的内部符合精度，根据平差结果，同步环坐　标分量相对闭合差最小为０．１　ｐｐｍ，最大为２．４　ｐｐｍ，异步环坐标　分量相对闭合差最小为０．３　ｐｐｍ，最大为５．１　ｐｐｍ。网中最弱点点　位误差小于０．５　ｃｍ。小于Ｅ级ＧＰ５控制网（≤１５　ｐｐｍ）的要求，充　分说明观测数据质量良好，可作为该测区的平面首级控制网。　表１　ＧＰＳ控制网ｗＧＳ一８４平差坐标及地方独立系平面坐标　点名　Ｂ／（。）　／１（。）　Ｈ，ｍ　ｘ，ｍ　ｌ，／ｍ　Ｈ，ｍ　Ｇ００１　２８　２５２　３Ｏ９　３８８　ｌｌ５．３７２　２３５　０５２　１８．６０７　３　１４５　３３５　０１４　５ｌ２　０３８．７０ｏ　ｌＯ．０００　ｃｏ０２　２８　２５２　３】９　５０２　ｌｌ５．３７１　８３９　ｌ８７　】８．１０７　３】４５　３３８　Ｏｌ８　５ｌ１　９３０．９６Ｏ　９．５０８　Ｇ００３　２８．２４５　３３７　８４８　１１５　３７３　８２Ｏｌ０３　１７．３２５　３　１４４　４２０．６７ｌ　５１２　４７１．Ｏ４３　８．７２１　ＧＯ０４　２８．２４２　９９９　１４４　Ｉ】５．３７５　３７９　３９２　１８．１８４　３　ｌ４３　７０１　１５５　５ｌ２　８９６．２２９　９．５９０　（×）Ｏ５　２８．２４ｏ　７５５　９２２　ｌ１５　３８２　５３７　４ｌ６　２２．７７３　３１４３　Ｏｌ１　５４８　５ｌ３　７５６．６１９　１４．１７９　（；０ｏ６　２８．２＝Ｉ４　３０４　２６３　ｌ１５．３９Ｏ　００１　４７０　２３．２０３　３　１４２　２５７．９４１　５１４　７００．４９８　１４．６３０　（；００７　２８．２３３　６８６　７２０　１１５．３９２　７１７　２３５　２３．２０９　３　ｌ４２　０６８．７７４　５１５　４４０．ｏ４５　ｌ４．６５０　（　．１　２８．２２３　５０５　６５９　ｌ１５．３９２　３９７　３９７　１６．７５８　３　１４０１６５．８２２　５ｌ５　３５５　４４９　８．１４３　ａ）ｏ８　２８．２２２　７７７　５０６　Ｉｌ５．３９ｌ　７８６　６５６　１７．０７７　３　１３９　９４１．４４６　５ｌ５１８９．４４９　８．４勰　Ｇ０ｏ９　２８．２２０　９１０　５７ｌ　１１５．３８４　３０４　６７ｌ　１７．８６ｏ　３　１３９　３６５．５３ｌ　５１４　２４２．０７４　９．１７０　（　１０　２８．２１３　８３３　２５９　ｌ１５．３８３　４３９　７２６　１７．７１４　３　１３８　４１７．９０３　５１４　０ｏ７．６８０　８．９８０　２）根据ＧＰＳ控制网三维无约束平差得到的各点的ｗＧＳ一８４　的大地经纬度和ｗＧｓ一８４椭球的有关参数，取中央子午线经度　为１１５。３０　，投影面为ｗＧＳ一８４椭球。这样，将ｗＧＳ—８４椭球面　上的工程控制网以高斯正形投影的方法投影到高斯平面上，变为　收稿日期：２０１０—１０．２３　作者简介：闫志刚（１９７６一），男，工程师，中铁十二局集团第二工程有限公司，山西太原

长沙独立坐标系基准点 -回复

长沙独立坐标系基准点的建立和意义

长沙是湖南省的省会城市，位于中国中部地区。作为一个大都市，长沙市规模庞大，人口众多，城市建设发展迅速。为了更好地进行城市规划、土地利用以及工程建设等方面的需要，长沙市建立了独立的坐标系基准点。

那么，什么是坐标系基准点？为什么长沙市决定建立独立的坐标系基准点呢？这一系列问题将在本文中逐一解答。

首先，我们来了解一下什么是坐标系基准点。在地理信息系统（GIS）中，坐标系是用来描述地球上任意位置的一套数学定义和测量方法。通过坐标系，我们可以准确地表示地理位置，并进行地图绘制和测量分析等工作。而基准点则是确定坐标系原点和坐标轴方向的参考点。在一个地区范围内，基准点的选择至关重要，它直接影响到各种地理信息数据的准确性和一致性。

长沙作为一个快速发展的城市，人口过多，城市建设迅速扩张。传统上，长沙市的坐标系使用的是中国1980大地坐标系和西安80坐标系。然而，随着城市建设的不断发展，这些坐标系逐渐显现出一些不足之处。如对高层建筑、大型设施和地下系统的测量存在一定的误差，对地理信息的数据处理和分析具有一定的局限性。因此，为了更好地满足长沙城市建设的需要，长沙市决定建立独立的坐标系基准点。

长沙独立坐标系基准点的建立，经历了一系列的探索和研究。首先，需要对长沙市范围内的地理空间数据进行收集和整理。包括测量长沙市境内的地理位置和高程数据等。其次，需要进行坐标系的转换和校正。通过对已有的坐标系数据进行处理，以及参考国内外的地理信息技术标准和规范，确定长沙市独立坐标系的原点和坐标轴方向。最后，需要进行坐标系的应用和测试。在长沙市的实际建设和工程项目中，使用独立坐标系进行测量、定位和分析，并与现有的坐标系进行对比和验证，确保数据的准确性和一致性。

长沙独立坐标系基准点的建立对长沙市的发展具有重要意义。首先，它能够提高城市规划和土地利用的准确性。通过独立坐标系，可以更加准确地测量和定位土地资源，合理规划城市建设和土地利用，避免浪费和重复建设。其次，它能够改善工程建设和设施管理的效率。独立坐标系的建立可以提供更准确的空间数据，为工程建设提供可靠的参考和决策依据，提高工程建设和设施管理的效率和质量。第三，它能够促进地理信息技术的发展和应用。独立坐标系的建立将进一步推动地理信息技术的应用，促进相关行业的发展和创新。

长沙独立坐标系基准点 -回复

什么是长沙独立坐标系基准点？长沙独立坐标系基准点是指在地理测量和测绘工作中，用以确定长沙市地理位置的固定点。它是建立在长沙市地理坐标系统中的基准点，具有确定和测量其他地理要素位置的重要作用。

首先，我们需要了解什么是地理坐标系统。地理坐标系统是由纬度、经度和高程组成的一种坐标系统，它可以精确地表示地球上每一个点的三维位置。地理位置的确定有助于各项工程的设计与实施，也为地理信息系统（GIS）的开发与应用提供了基础数据。

长沙市独立坐标系基准点的建立和确定需要经过以下步骤：

第一步，建立控制网。控制网是指在一定范围内布设的一组永久性点，用以确立长沙市地理坐标系统的基准。在控制网上设置的点称为控制点，其坐标会被精确测量和记录下来。这些控制点通常位于长沙市各个地区的显著地物旁，如知名建筑物、桥梁、山峰等。通过控制网的建立，可以为长沙市地理测量和测绘工作提供基础。

第二步，进行大地测量。大地测量是指通过测量地球表面上的点的经纬度等参数，建立起长沙市独立坐标系的基准。在大地测量中，测量员会使用专业的测量仪器，如全站仪、GPS等设备，对控制网上的控制点进行测量。这些测量数据会经过一系列计算和处理，得出最终的控制点坐标。长沙市独立坐标系的基准点坐标也将在此步骤中确定下来。

第三步，建立基准面。基准面是指一个具有无序分布的理论上的曲面，由地球地心引力场的等势面确定。基准面的选择需要根据长沙市的实际情况进行，一般会以长沙附近的大地水准点为基础。测绘部门会通过对这些水准点的测量，计算出长沙市独立坐标系的基准面。

第四步，进行坐标转换。坐标转换是将测绘工程实际坐标与长沙市独立坐标系基准点坐标进行对应的过程。通过对控制点和其他地理要素位置的测量，可以将其转换为相应的长沙市独立坐标系坐标。坐标转换可以帮助我们对长沙市进行精确的地理定位，便于各项工程建设和地理分析的实施。

在实际应用中，长沙市独立坐标系基准点的建立和使用对于城市规划、土地管理、交通运输、环境保护等方面都具有重要意义。通过独立的坐标系统，可以实现不同测绘数据的互通与整合，提高地理信息的存储与管理效率。同时，基准点的稳定性也保证了测绘工作的准确性和一致性，有效避免了位置信息的混乱和误差传递。

长沙独立坐标系基准点

长沙独立坐标系基准点是指在地理空间中确定的一个点，作为测量、方位和导航的参考点。长沙独立坐标系基准点的选择对于地理信息系统、测绘和土地管理等方面具有重要意义。

长沙市位于中国湖南省中部偏东，是湖南省的省会城市。在长沙，我们需要一个准确、稳定的基准点来建立独立的坐标系统，用于测量和定位。这个基准点必须具备以下特点：首先，它应该是一个稳定的地理地点，不受自然地质变化的影响，比如地震、地表沉降等；其次，它应该是一个易于辨认和测量的地点，以保证测量的准确性；最后，它应该具有公信力和权威性，能够被广泛认可和接受。

在长沙市，我们选定岳麓山作为长沙独立坐标系的基准点。岳麓山位于长沙市岳麓区，是长沙市的著名地标和旅游景点，也是湖南大学的所在地。之所以选择岳麓山作为基准点，主要有以下几个原因：首先，岳麓山地势较高，是长沙市的最高点之一，测量起来相对容易；其次，岳麓山地区地质稳定，基本不受地震和地表沉降等因素的影响；最后，岳麓山作为长沙市的地标和旅游景点，具有公信力和权威性，能够被广泛接受和认可。

为了确保岳麓山能够成为长沙独立坐标系的基准点，我们进行了一系列的测量和验证工作。首先，我们利用全球定位系统（GPS）对岳麓山进行了定位测量，以确定其准确的地理位置。同时，我们还对岳麓山周围的地理环境进行了详细的调查和研究，以了解周边地区的地质情况和地表变化。通过数据分析和对比，我们确认岳麓山的稳定性和准确性。

在建立长沙独立坐标系过程中，我们还参考了国内外的相关标准和经验。我们研究了国家测绘局制定的地理空间信息基准的相关规定和要求，并与其他地区的坐标系统进行了比较和对照。同时，我们还参考了国际上一些先进的测绘和地理信息系统技术，以确保长沙独立坐标系的科学性和先进性。

长沙独立坐标系基准点的建立，对于长沙市的发展和管理具有重要意义。首先，它为地理信息系统和测绘工作提供了准确的基准，使得地理数据的收集、整理和分析更加科学和可靠。其次，它为城市规划、土地管理和交通导航等提供了准确的地理定位和方位，为城市的发展和管理提供了重要的参考和支持。最后，它还为长沙市的旅游业和文化产业提供了重要的资源和支持，促进了城市的经济发展和文化交流。