论文部分内容阅读
一、引言
大型厂矿测量具有其本身的特殊性，第一，区域面积具有局限性和独立性；第二，地形相对高差不大；第三，建设中对构造物的测量精度的要求较高。而《工程测量规范》对平面控制网坐标系的确定作了如下规定：
平面控制网的坐标系统，应在满足测区内投影长度变形不大于 2．5cm／km 的要求下，作下列选择：
1 、采用统一的高斯投影 3°带平面直角坐标系统。
2、采用高斯投影 3°带，投影面为测区抵偿高程面或测区平均高程面的平面直角坐标系统；或任意带，投影面为 1985 国家高程基准面的平面直角坐标系统。
3、小测区或有特殊精度要求的控制网，可采用独立坐标系统。
4、在已有平面控制网的地区，可沿用原有的坐标系统。
5、厂区内可采用建筑坐标系统。
二、坐标系的选择方法
上述对大型厂矿测量坐标系选择的规定是否满足建设中对构造物的测量的测量需要呢？答案是肯定的。但如何选择，非测量专业人员是很难选择测量坐标系统。
我们知道测量的水平距离投影长度变形有两部分组成：
1、 归算到测区平均高程面上的测量边改正，其每公里改正值为：
△D1≈（Hm—HP ）*105/ R(cm)
式中Hm为测量边的平均高度，HP为投影面的高程，R为地球半径，单位均为公里。
2、 投影到参考椭球面上的改正，其每公里改正值为：
△D2≈Y2*105/2R2 (cm)
式中Y为测量边平均横坐标，单位为公里。
在高差变化较小的地区通过选择适当的投影面，欲使总的改正值小于2.5cm/km，所选择坐标系东西方向的跨度可以达到150公里到190公里左右，在一般情况下，可以满足要求。若其他相对精度较高的构建筑超越东西方向跨度大于190公里时，可以通过分带的方法解决。
在高差变化較大的地区，如果不考虑投影变形的影响，只考虑归算改正，欲使其改正值小于2.5cm/km，测区最高点与最底点高差必须小于320米，如果超过320米，那么就要重新选择一个投影面，这样一来，在山区特别在高山区，当高底起伏频繁或高差较大时，势必要选择很多投影面，给测量计算特别是勘测设计及施工放样带来很大的不便甚至混乱，因此在高差变化较大的地区，规范规定的坐标系的选择原则很难满足实际需要，尽管规定了“二级和二级以下建设中对构造物的测量、独立桥梁、隧道等，可采用假定坐标系”，但采用假定坐标系，测量成果没有进行有效的计算检核，势必留下很大的隐患。
三、坐标系的作用
对于国家平面控制网而言，坐标系的主要任务和作用是满足我国各行各业基本建设和军事用途的需要，为了对我国所有版图进行有效的测量和控制，全国必须布设一个统一的坐标系，以保证全国版图内坐标的统一，便于测绘资料的统一管理和利用，便于图纸的拼接。
对于一个具体的工程来讲，选择一个坐标系其作用是能够对所有的控制测量数据进行计算。在一个坐标系统内，将所有的长度测量值投影归算到同一个平面上，并通过联测国家控制点进行平差计算，以检查测量数据的正确性和可靠性，最后得到一个统一精度的坐标，由此可见工程测量坐标系尽管可以使我们获得同一个坐标系的坐标，但另一个更重要的作用是可以进行平差计算，并检查并保证测量成果的正确性和可靠性，从而保证大型厂矿的施工测量的准确性。
四、山区大型厂矿测量坐标系的选择
诚然，我们在选择坐标系时力争做到与国家坐标系的统一，但是大型厂矿测量坐标系必须首先满足建设中对构造物的测量测设的需要，要满足建设中对构造物的测量测设的需求，笔者认为首先应满足以下两点需要：
1、 首先必须保证全部测量成果的正确性，为此必须选择一个适当的坐标系和投影面进行计算；
2、 使得测区投影长度变形值不大于2.5cm/km，满足建设中对构造物的测量建设的各个阶段对测量精度的要求，保证施工建设的质量；
以前我们选择一个坐标系，使得测区投影长度变形值不大于2.5cm/km，当然，其计算的最终坐标也是该坐标系的坐标，这是一种自然的选择，也是一种最恰当的选择。但是如前所述，当地形高底起伏频繁或高差较大时，要保证投影长度变形值不大于2.5cm/km，就要选择较多的投影面，反之，如选择较少的投影面，那就很难保证投影长度变形值不大于2.5cm/km，为此，笔者根据上述分析并借鉴以往底等级建设中对构造物的测量的测设办法，提出与现阶段建设中对构造物的测量工程中坐标系选择理念完全不同的方法，即在一个合适的坐标系中进行计算并平差，而最终成果采用无约束自由网推求坐标，所使用的边长长度不进行投影变形改正但却加入平差该正，角度也加入平差改正，在此斗胆提出，与各位同仁商榷，具体方法下如：
1、 首先选择一个合适的投影面，如测区平均高程面、起点高程面、终点高程面或其它重点构造物高程面，选择一个合适的中央子午线，组成一个任意带直角坐标系，在此坐标系中，不一定要满足测区投影长度变形值不大于2.5cm/km的要求；
2、 将施测的边长进行两项改正，并将联测的国家坐标系中的坐标改算到所选择的坐标系中；
3、 在所选择的坐标系中对全测区控制网进行整网平差，得到每一条边和每一个角度的平差改正数；
4、 将每一条实测的边长平距加入平差该正值，得到平差后边长值，将每一个实测角度加入角度改正得到平差后的角度值；
5、 假定控制网中某一点作为起点，过起点某一边的方向为起始方向，利用第4步中计算的边长值和角度值推算出测区所有点的坐标。
通过以上方法进行计算，第一满足了建设中对构造物的测量工程关于测区投影长度变形值不大于2.5cm/km的要求，事实上，通过该方法计算出的坐标和边长，其投影变形值几乎等于零，因为参加计算的边长就是实测边长；第二，通过第3步的计算，有效地对全部测量数据进行了检核，通过第4步的计算，对所有的测量观测值实现了平差改正，消除了观测误差。
这一方法在使用时，应充分利用计算机进行计算，应将这种方法体现到平差软件的设计中去，以避免数据抄录中出现的错误。使用这一方法给坐标转化带来了不便，但笔者认为坐标转化在建设中对构造物的测量勘测中毕竟是一个次要方面。
【参考文献】
1、《工程测量规范》中华人民共和国建设部与中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局联合发布。GB50026-2007。中国计划出版社出版。
大型厂矿测量具有其本身的特殊性，第一，区域面积具有局限性和独立性；第二，地形相对高差不大；第三，建设中对构造物的测量精度的要求较高。而《工程测量规范》对平面控制网坐标系的确定作了如下规定：
平面控制网的坐标系统，应在满足测区内投影长度变形不大于 2．5cm／km 的要求下，作下列选择：
1 、采用统一的高斯投影 3°带平面直角坐标系统。
2、采用高斯投影 3°带，投影面为测区抵偿高程面或测区平均高程面的平面直角坐标系统；或任意带，投影面为 1985 国家高程基准面的平面直角坐标系统。
3、小测区或有特殊精度要求的控制网，可采用独立坐标系统。
4、在已有平面控制网的地区，可沿用原有的坐标系统。
5、厂区内可采用建筑坐标系统。
二、坐标系的选择方法
上述对大型厂矿测量坐标系选择的规定是否满足建设中对构造物的测量的测量需要呢？答案是肯定的。但如何选择，非测量专业人员是很难选择测量坐标系统。
我们知道测量的水平距离投影长度变形有两部分组成：
1、 归算到测区平均高程面上的测量边改正，其每公里改正值为：
△D1≈（Hm—HP ）*105/ R(cm)
式中Hm为测量边的平均高度，HP为投影面的高程，R为地球半径，单位均为公里。
2、 投影到参考椭球面上的改正，其每公里改正值为：
△D2≈Y2*105/2R2 (cm)
式中Y为测量边平均横坐标，单位为公里。
在高差变化较小的地区通过选择适当的投影面，欲使总的改正值小于2.5cm/km，所选择坐标系东西方向的跨度可以达到150公里到190公里左右，在一般情况下，可以满足要求。若其他相对精度较高的构建筑超越东西方向跨度大于190公里时，可以通过分带的方法解决。
在高差变化較大的地区，如果不考虑投影变形的影响，只考虑归算改正，欲使其改正值小于2.5cm/km，测区最高点与最底点高差必须小于320米，如果超过320米，那么就要重新选择一个投影面，这样一来，在山区特别在高山区，当高底起伏频繁或高差较大时，势必要选择很多投影面，给测量计算特别是勘测设计及施工放样带来很大的不便甚至混乱，因此在高差变化较大的地区，规范规定的坐标系的选择原则很难满足实际需要，尽管规定了“二级和二级以下建设中对构造物的测量、独立桥梁、隧道等，可采用假定坐标系”，但采用假定坐标系，测量成果没有进行有效的计算检核，势必留下很大的隐患。
三、坐标系的作用
对于国家平面控制网而言，坐标系的主要任务和作用是满足我国各行各业基本建设和军事用途的需要，为了对我国所有版图进行有效的测量和控制，全国必须布设一个统一的坐标系，以保证全国版图内坐标的统一，便于测绘资料的统一管理和利用，便于图纸的拼接。
对于一个具体的工程来讲，选择一个坐标系其作用是能够对所有的控制测量数据进行计算。在一个坐标系统内，将所有的长度测量值投影归算到同一个平面上，并通过联测国家控制点进行平差计算，以检查测量数据的正确性和可靠性，最后得到一个统一精度的坐标，由此可见工程测量坐标系尽管可以使我们获得同一个坐标系的坐标，但另一个更重要的作用是可以进行平差计算，并检查并保证测量成果的正确性和可靠性，从而保证大型厂矿的施工测量的准确性。
四、山区大型厂矿测量坐标系的选择
诚然，我们在选择坐标系时力争做到与国家坐标系的统一，但是大型厂矿测量坐标系必须首先满足建设中对构造物的测量测设的需要，要满足建设中对构造物的测量测设的需求，笔者认为首先应满足以下两点需要：
1、 首先必须保证全部测量成果的正确性，为此必须选择一个适当的坐标系和投影面进行计算；
2、 使得测区投影长度变形值不大于2.5cm/km，满足建设中对构造物的测量建设的各个阶段对测量精度的要求，保证施工建设的质量；
以前我们选择一个坐标系，使得测区投影长度变形值不大于2.5cm/km，当然，其计算的最终坐标也是该坐标系的坐标，这是一种自然的选择，也是一种最恰当的选择。但是如前所述，当地形高底起伏频繁或高差较大时，要保证投影长度变形值不大于2.5cm/km，就要选择较多的投影面，反之，如选择较少的投影面，那就很难保证投影长度变形值不大于2.5cm/km，为此，笔者根据上述分析并借鉴以往底等级建设中对构造物的测量的测设办法，提出与现阶段建设中对构造物的测量工程中坐标系选择理念完全不同的方法，即在一个合适的坐标系中进行计算并平差，而最终成果采用无约束自由网推求坐标，所使用的边长长度不进行投影变形改正但却加入平差该正，角度也加入平差改正，在此斗胆提出，与各位同仁商榷，具体方法下如：
1、 首先选择一个合适的投影面，如测区平均高程面、起点高程面、终点高程面或其它重点构造物高程面，选择一个合适的中央子午线，组成一个任意带直角坐标系，在此坐标系中，不一定要满足测区投影长度变形值不大于2.5cm/km的要求；
2、 将施测的边长进行两项改正，并将联测的国家坐标系中的坐标改算到所选择的坐标系中；
3、 在所选择的坐标系中对全测区控制网进行整网平差，得到每一条边和每一个角度的平差改正数；
4、 将每一条实测的边长平距加入平差该正值，得到平差后边长值，将每一个实测角度加入角度改正得到平差后的角度值；
5、 假定控制网中某一点作为起点，过起点某一边的方向为起始方向，利用第4步中计算的边长值和角度值推算出测区所有点的坐标。
通过以上方法进行计算，第一满足了建设中对构造物的测量工程关于测区投影长度变形值不大于2.5cm/km的要求，事实上，通过该方法计算出的坐标和边长，其投影变形值几乎等于零，因为参加计算的边长就是实测边长；第二，通过第3步的计算，有效地对全部测量数据进行了检核，通过第4步的计算，对所有的测量观测值实现了平差改正，消除了观测误差。
这一方法在使用时，应充分利用计算机进行计算，应将这种方法体现到平差软件的设计中去，以避免数据抄录中出现的错误。使用这一方法给坐标转化带来了不便，但笔者认为坐标转化在建设中对构造物的测量勘测中毕竟是一个次要方面。
【参考文献】
1、《工程测量规范》中华人民共和国建设部与中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局联合发布。GB50026-2007。中国计划出版社出版。