浅谈地方坐标系统的建立及其实现

浅谈地方坐标系统的建立及其实现摘要：通过简要要阐述目前建建立地方坐标标系统方法的的一些弊端及及不足，阐述述了建立地方方坐标系统的的新方法及其其与国家坐标标系统的相互互转换。关键词：地方坐坐标系统；国国家坐标系统统1、引言在城市测量或工工程测量中，要要求投影长度度变形不大于于一定的值(如《工程测测量规范》、《城城市测量规范范》为2.5cmm/km)。然而，采采用国家坐标标系统在许多多情况(高海拔地区区、离中央子子午线较远地地方等)不能满足这这一要求，这这就要求建立立地方独立坐坐标系。目前建立地方独独立坐标系的的常规方法是是以一个国家家大地控制点点和一条边的的方位角作为为起算数据，将将观测边长投投影到某特定定面(测区平均高高程面、抵偿偿面)上。这一方法明明显存在以下下弊端：1)起算点坐坐标从国家坐坐标的参考椭椭球高斯成果果直接搬至地地方独立坐标标系的投影面面，这在理论论上不严密，同同时因起算点点不同，整个个网平差成果果不同；2)与国家大大地控制点不不能严格转换换，不利于资资源共享；3)不能充分分利用国家大大地控制点提提高网的精度度，对于带状状控制网(公路、输电电线路等)尤为突出。由此，应该建立立一种既与国国家坐标系有有严密换算公公式，又能保保证投影变形形在规定范围围的地方独立立坐标系统。2、地方坐标系系统的建立2.1控制长长度综合变形形的方法为了使长度综合合变形不超过过2.5cmm/km,比较常用的的方法有以下下三种：1）移动中央子子午线，将通通过测区中心心的子午线作作为中央子午午线；2）将测区平均均高程面作为为投影面，采采用抵偿于高高程面上的高高斯正形投影影统一3度带平面直直角坐标系；；3）将将上述两种方方法综合使用用，即采用投投影于抵偿面面上的任意带带高斯正形投投影平面直角角坐标系。上述第一种方法法只是简单移移动中央子午午线，由此可可知其还是使使用的国家坐坐标系统椭球球，在使用国国家大地成果果时只需简单单换带就行了了。第二和第第三种方法由由于改变了投投影面，这样样在使用国家家大地成果时时还要进行投投影面的归算算，这给运用用现代大地测测量技术建立立地方坐标系系统带来不便便，比如运用用GPS技术进行地地方控制网改改造时，不但但要把国家大大地成果换带带还要归算到到地方平均高高程面上，而而后才能进行行约束平差。这这样不但损失失了国家大地地控制点精度度也削弱了GPS网内部高附附合刚度，其其转换理论也也是不严密的的。因此，应应确定地方坐坐标系统椭球球参数，以便便建立地方坐坐标系统与国国家及各种坐坐标系统的严严密转换模型型。2.2地方坐坐标系统参考考椭球元素的的确定我们可以认为地地方椭球是在在国家坐标系系的参考椭球球上扩大形成成的,由椭球的定定位原理可知知它的扁率应应与国家坐标标系参考椭球球的扁率相等等，且定位与与定向也是与与国家坐标系系参考椭球相相一致的。设设国家坐标系系的椭球为E（长半径为为，扁率为，第一偏心心率为，第二偏心心率为方椭椭球为E新（长半径为为，扁率为，第一偏心心率为新，第二偏心率率为新那么两椭椭球之间应有有如下关系：：新=新=投常程ζ准γ方椭球是国家家椭球上膨胀胀得到的，影影面的大地高高直接表现为为对椭球长半半径的变化量量。那么可知知：地方坐标系参考考椭球其余参参数可参照国国家椭球计算算公式求得。当当然，对于∆∆a的变化量不不同文献有不不同观点，但但原理都是一一样的。3、地方坐标系系统与国家坐坐标系统的转转换国椭椭球E长半轴变化化地椭椭球为家地方椭球球上将产生微微小变化量。由由椭球定位原原理可知这种种变化量只表表现在纬度上上，而经度是是不变的。那那么根据莫洛洛金斯基公式式可得：=B+acH=L控地家椭球子午圈圈和卯酉圈曲曲率半径。有有了根据地方方坐标系椭球球参数按高斯斯投影正算公公式得到地方方高斯平面坐坐标。同理，可可将地方独立立坐标转换为为国家坐标。4、结束语建立地方独立坐坐标系统在控控制测量工作作中是一件很很平常的事情情。然而常规规的方法存在在文中所分析析的弊端，迫迫切需要建立立一个国家坐坐标系统与地地方独立坐标标系统有严密密换算关系的的数学模型，如如本文仅考虑虑纬度差值及及新旧椭球长长半轴的不同同，方便地将将地方独立坐坐标与国家坐坐标相互转换换，公式严密密、转换方便便。利用本方方法求出的独独立坐标系成成果，具有与与国家坐标相相同坐标方位位角的特点，充充分反映出高高斯投影等角角变换的特性性。相信该办办法给测绘同同仁在建立地地方独立坐标标系统时有益益的帮助和启启迪。参考文献[1]北京市市测绘设计研研究院.CJJ88299.城市测量规规范[S].北京:中国建筑工工业出版社,19999