分析抵償投影面坐標系的優勢及其在地質礦產勘察中的應用

■閔道勇 司志偉

（江西有色地質礦產勘查開發院 江西 南昌330001）

分析抵償投影面坐標系的優勢及其在地質礦產勘察中的應用

■閔道勇 司志偉

（江西有色地質礦產勘查開發院 江西 南昌330001）

抵償投影面坐標系在地質勘查中具有很大的優勢，目前其在大型工程項目中得到了廣泛的應用。本文將對抵償投影面坐標系的優勢和其在地質礦產勘察中的應用進行分析。

抵償投影面坐標系優勢地質礦產勘察坐標成果

在現代社會，科學技術發展的水平不斷的提高，國家統一的坐標系統在具體工程施工中已經出現了不足之處。如果具體工程的位置偏離國家標準的中央子午線較遠，就會給工程的施工帶來很大的影響，使工程施工的精度達不到相關的要求。在工程施工中把抵償投影面選擇為投影面，能夠對高斯平面的直角坐標進行準確的計算，避免出現投影變形的問題。

1 提高測量結果實用性的措施

在工程測量中，為提高測量結果的實用性，保證測量結果能夠被直接使用，我們可以通過三種措施對測量結果進行處理。（1）抵償投影面的高斯正形投影。這種方法是通過改變歸算邊高出參考橢球面的平均高程Hm的方式對高程參考面進行科學的選擇，從而對分帶投影變形進行抵償。（2）任意帶高斯正形投影。這種方式是通過改變歸算邊兩端點橫坐標平均值Ym，實現對中央子午線的適當移動，這種方式能夠對高程面的邊長歸算到參考球面上的投影變形進行抵償。（3）具有高程抵償面的任意到高斯正形投影。這種方式是通過改變高程參考面和移動中央子午線來對歸算改正變形進行共同的抵償。

2 工地長度綜合變形判斷

在地質礦產勘察中，判斷工地長度變形的措施主要是測量其投影的相對變形，如果相對變形小于2.5cm/km，則我們就可以認定測區的地形情況能夠滿足地質勘察和礦山施工的要求，我們應該把抵償投影面當做投影面計算出高斯平面的直角坐標。

3 抵償投影面坐標系的優勢

抵償投影面坐標系的主要工作思路是在測量中對中央子午線測區進行移動，移動的方向是測區范圍的中心。這樣就能夠把地面邊長值投影到這一地區的平均高面或比它稍低一些的高程面上。這個時候通過高斯正形投影的方法就能夠把其在平面直角坐標系的坐標計算出來。這種方式本身包含有國家標準3度帶的高斯正形投影平面直角坐標系和任意高斯正形投影平面坐標系兩種坐標系的優勢，用這種方案建設的坐標系能夠很好的抵償兩種投影引起的長度變形。同時，抵償投影面坐標系的優勢主要是可以與國家標準坐標系統通過坐標換帶進行相互換算。通過抵償投影面坐標系能夠把獨立的控制網和國家控制網聯系在一起。

4 抵償投影面的建立

4.1 選擇抵償投影面

在投影計算中一般會存在兩種問題，一種是把距離由較高的高程面換算成較低的橢球面，另一種是把橢球面距離換算成高斯平面。在第一種情況中，會出現長度減小的問題，在第二種情況會出現長度增加的情況。從這兩種情況中，我們可以看出，投影的過程會對長度的變形具有抵償的性質。如果在投影的過程中選擇適合的橢球半徑，就能夠把距離化算到橢球面上時減小的樹枝與橢球化算到高斯平面時增加的數值相等。這樣就能夠使實際的測量距離和高斯平面上的距離具有一致性。在測量中，抵償投影面的位置在平均高程下的，抵償面的投影面高程是Hd。

4.2 換算控制點坐標成果

在選擇好抵償面之后，我們可以在測區的中部選擇一個控制點?？刂泣c的坐標值要與國家統一的坐標值保持一致。在進行控制點坐標成果換算的時候，我們可以把其他控制點的坐標換算到抵償面的坐標系當中。

5 投影抵償面坐標系在地質礦產勘察中的應用

5.1 某地質勘察工程概況

某礦區具有較大的地形起伏，對礦區的勘察需要采用GNSS技術施測首級控制網。在這測量工程中，測區與國家標準中央子午線較遠，在測量的時候投影的變形會超過限制。在工程中，首級控制網包含13個D級點，每個D級點都具有兩個以上通視方向，抵償面投影坐標系：G01、G02、G03、G04、G05、G06、G07、G08、G09、G010、G011、G012、G013的X坐標分別為：*936.823、*438.51、*903.404、*465.993、*588.261、*752.841、*434.707、*895.930、*685.777、*532. 869、*301.984、*257.041、*919.089；Y坐標分別為：*392.370、*341. 932、*650.131、*499.188、*017.446、*430.503、*251.369、*301.752、*908.928、*124.964、*862.512、*641.391、*372.431。

5.2 數據處理

勘察中的數據處理主要包括對5個方面的數據處理。（1）首級GNSS網。在國家坐標系統中首級GNSS網的西安80坐標系3度帶坐標成果的得出方式是通過國家大地控制點進行二位約束平差的方式。在這個過程中，使用的國家大地控制點有3個。（2）通過計算得出投影長度變形比，這個數據遠遠超限。（3）計算抵償投影面。從數據上看，測區的平均高程Hm是1120m，抵償投影面Hd是430m。（4）在保證測區中部控制點G90坐標固定的情況下，換算控制點成果。（5）進行邊長比較。

5.3 精度分析

在礦區測量中，投影區變形的要求是小于2.5cm/km。從測量的結果中我們可以得出，國家坐標根本不能滿足投影去變形的要求。在這一礦區，投影區變形的平均值是-0.72cm/km，最大值是-1. 32cm/km。為了使測量滿足投影區變形的要求，我們應該使用抵償投影坐標系。

6 結語

在現階段的地質勘查中，國家坐標系統經常會出現長度變形過大等問題，對于測量的精度會產生很大的影響。為了提高工程測量的精度，確保工程的質量，我們應該對坐標系統進行科學的選擇。經過實踐證明，抵償投影面坐標能夠很好的彌補國家坐標系統的不足，對于提高測量的精度具有重要的意義。

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P62[文獻碼]B

1000-405X（2016）-12-272-1