獨(dú)立坐標(biāo)系
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簡介
獨(dú)立坐標(biāo)系是獨(dú)立設(shè)置的直角坐標(biāo)系。
進(jìn)行工程測量建立平面控制網(wǎng)時(shí),如局部地區(qū)沒有已知控制點(diǎn)可利用,則選擇網(wǎng)中某一點(diǎn)假定其坐標(biāo),選定某一邊假定其坐標(biāo)方位角,以此為起算數(shù)據(jù)推算網(wǎng)中各點(diǎn)的坐標(biāo)。
另外,在國家控制網(wǎng)未擴(kuò)展到的地區(qū),為了測繪地形圖而布設(shè)控制網(wǎng)時(shí),可在網(wǎng)中選一點(diǎn)觀測其天文經(jīng)緯度和至另一點(diǎn)的天文方位角,按統(tǒng)一投影帶的劃分,將該點(diǎn)的天文經(jīng)緯度換算為平面直角坐標(biāo),將天文方位角換算為坐標(biāo)方位角,以此為起算數(shù)據(jù),推算網(wǎng)中各點(diǎn)的坐標(biāo)。
主要元素
中央子午線
獨(dú)立坐標(biāo)系的中央子午線既可與國家坐標(biāo)系標(biāo)準(zhǔn)帶的中央子午線重合,也可與其不重合。但當(dāng)測區(qū)離標(biāo)準(zhǔn)帶中央子午線較遠(yuǎn)時(shí),可選取過測區(qū)中心點(diǎn)或過某點(diǎn)的經(jīng)線作為獨(dú)立坐標(biāo)的新中央子午線。
投影面
在實(shí)際工程中,若變換中央子午線還是不能有效解決投影變形的問題,就要考慮建立合適的投影面參數(shù)。一般情況下可選擇研究區(qū)的平均高程面或者抵償高程面作為獨(dú)立坐標(biāo)的投影面。
參考橢球
地方獨(dú)立坐標(biāo)系參考橢球相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置在原則上應(yīng)使得橢球面與投影面的擬合程度達(dá)到最好,投影長度的變形值降低到最小,同時(shí)也要滿足方便與我國國家坐標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行相互的坐標(biāo)換算。
建立方法
(1)把中央子午線移到測區(qū)中央,歸化高程面提高到該測區(qū)的平均高程面上,建立任意帶高斯正形投影平面直角坐標(biāo)系,這樣可以使測區(qū)的長度變形在測區(qū)中央幾乎為零。當(dāng)測區(qū)高差起伏在100m范圍內(nèi)時(shí)可以保證離中央子午線40km 以內(nèi)的地區(qū)其長度變形在每公里2.5cm以內(nèi)(可控制的東西寬度100km)。這種地方獨(dú)立坐標(biāo)系最適合工程建設(shè)地區(qū)的需要,因此,在工程建設(shè)區(qū)域面積不是太大、東西跨度在80km可以完全滿足需要。
(2)采用抵償高程面的方法建立獨(dú)立坐標(biāo)系,即中央子午線保持不變,選擇某一高程面作為歸化高程面,使高程歸化改正和高斯投影變形改正相互抵消,使測區(qū)中央的兩項(xiàng)投影變形接近于零。
(3)以上兩種方法建立獨(dú)立坐標(biāo)系都變動(dòng)了高程歸化面,這將產(chǎn)生一個(gè)新橢球,這不僅要計(jì)算出新橢球參數(shù),還要把本地區(qū)國家坐標(biāo)系控制點(diǎn)轉(zhuǎn)換到新產(chǎn)生的橢球面上作為獨(dú)立坐標(biāo)系的起算點(diǎn),計(jì)算較復(fù)雜。為了避免這些復(fù)雜的計(jì)算,可以采用不變動(dòng)高程歸化面(長度仍然歸化到國家坐標(biāo)系參考橢球面),只移動(dòng)l中央子午線的辦法來建立獨(dú)立坐標(biāo)系。
(4)利用GPS-RTK技術(shù)建立獨(dú)立坐標(biāo)系。近來,隨著測繪技術(shù)的發(fā)展,GPS相對(duì)定位技術(shù)已經(jīng)成為改造和建立城市坐標(biāo)系和控制網(wǎng)的主要技術(shù)手段。在常規(guī)測量中,這種獨(dú)立坐標(biāo)系只是一種高斯平面直角坐標(biāo)系,而在采用GPS—RTK采集數(shù)據(jù)時(shí),獨(dú)立坐標(biāo)系就是一種不同于國家坐標(biāo)系的參心坐標(biāo)系。
應(yīng)用意義
在實(shí)際測量作業(yè)中,我們通常依據(jù)不同的用途和工程項(xiàng)目,采用不同的坐標(biāo)系來滿足工程項(xiàng)目的需要。高斯一克呂格投影分帶有效的限制了長度變形,但是在投影帶的邊緣地區(qū),其長度變形仍然達(dá)到了很大的數(shù)值。
為了達(dá)到城市和工程建設(shè)的要求,我們就必須對(duì)長度變形加以限制,為此考慮建立獨(dú)立坐標(biāo)系, 目的是減小高程歸化與投影長度變形產(chǎn)生的影響,將它們控制在一個(gè)微小的范圍,使計(jì)算的長度在實(shí)際應(yīng)用時(shí)(如工程放樣時(shí))不需要做任何的改正。
獨(dú)立坐標(biāo)系是獨(dú)立設(shè)置的直角坐標(biāo)系。
進(jìn)行工程測量建立平面控制網(wǎng)時(shí),如局部地區(qū)沒有已知控制點(diǎn)可利用,則選擇網(wǎng)中某一點(diǎn)假定其坐標(biāo),選定某一邊假定其坐標(biāo)方位角,以此為起算數(shù)據(jù)推算網(wǎng)中各點(diǎn)的坐標(biāo)。
另外,在國家控制網(wǎng)未擴(kuò)展到的地區(qū),為了測繪地形圖而布設(shè)控制網(wǎng)時(shí),可在網(wǎng)中選一點(diǎn)觀測其天文經(jīng)緯度和至另一點(diǎn)的天文方位角,按統(tǒng)一投影帶的劃分,將該點(diǎn)的天文經(jīng)緯度換算為平面直角坐標(biāo),將天文方位角換算為坐標(biāo)方位角,以此為起算數(shù)據(jù),推算網(wǎng)中各點(diǎn)的坐標(biāo)。
主要元素
中央子午線
獨(dú)立坐標(biāo)系的中央子午線既可與國家坐標(biāo)系標(biāo)準(zhǔn)帶的中央子午線重合,也可與其不重合。但當(dāng)測區(qū)離標(biāo)準(zhǔn)帶中央子午線較遠(yuǎn)時(shí),可選取過測區(qū)中心點(diǎn)或過某點(diǎn)的經(jīng)線作為獨(dú)立坐標(biāo)的新中央子午線。
投影面
在實(shí)際工程中,若變換中央子午線還是不能有效解決投影變形的問題,就要考慮建立合適的投影面參數(shù)。一般情況下可選擇研究區(qū)的平均高程面或者抵償高程面作為獨(dú)立坐標(biāo)的投影面。
參考橢球
地方獨(dú)立坐標(biāo)系參考橢球相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置在原則上應(yīng)使得橢球面與投影面的擬合程度達(dá)到最好,投影長度的變形值降低到最小,同時(shí)也要滿足方便與我國國家坐標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行相互的坐標(biāo)換算。
建立方法
(1)把中央子午線移到測區(qū)中央,歸化高程面提高到該測區(qū)的平均高程面上,建立任意帶高斯正形投影平面直角坐標(biāo)系,這樣可以使測區(qū)的長度變形在測區(qū)中央幾乎為零。當(dāng)測區(qū)高差起伏在100m范圍內(nèi)時(shí)可以保證離中央子午線40km 以內(nèi)的地區(qū)其長度變形在每公里2.5cm以內(nèi)(可控制的東西寬度100km)。這種地方獨(dú)立坐標(biāo)系最適合工程建設(shè)地區(qū)的需要,因此,在工程建設(shè)區(qū)域面積不是太大、東西跨度在80km可以完全滿足需要。
(2)采用抵償高程面的方法建立獨(dú)立坐標(biāo)系,即中央子午線保持不變,選擇某一高程面作為歸化高程面,使高程歸化改正和高斯投影變形改正相互抵消,使測區(qū)中央的兩項(xiàng)投影變形接近于零。
(3)以上兩種方法建立獨(dú)立坐標(biāo)系都變動(dòng)了高程歸化面,這將產(chǎn)生一個(gè)新橢球,這不僅要計(jì)算出新橢球參數(shù),還要把本地區(qū)國家坐標(biāo)系控制點(diǎn)轉(zhuǎn)換到新產(chǎn)生的橢球面上作為獨(dú)立坐標(biāo)系的起算點(diǎn),計(jì)算較復(fù)雜。為了避免這些復(fù)雜的計(jì)算,可以采用不變動(dòng)高程歸化面(長度仍然歸化到國家坐標(biāo)系參考橢球面),只移動(dòng)l中央子午線的辦法來建立獨(dú)立坐標(biāo)系。
(4)利用GPS-RTK技術(shù)建立獨(dú)立坐標(biāo)系。近來,隨著測繪技術(shù)的發(fā)展,GPS相對(duì)定位技術(shù)已經(jīng)成為改造和建立城市坐標(biāo)系和控制網(wǎng)的主要技術(shù)手段。在常規(guī)測量中,這種獨(dú)立坐標(biāo)系只是一種高斯平面直角坐標(biāo)系,而在采用GPS—RTK采集數(shù)據(jù)時(shí),獨(dú)立坐標(biāo)系就是一種不同于國家坐標(biāo)系的參心坐標(biāo)系。
應(yīng)用意義
在實(shí)際測量作業(yè)中,我們通常依據(jù)不同的用途和工程項(xiàng)目,采用不同的坐標(biāo)系來滿足工程項(xiàng)目的需要。高斯一克呂格投影分帶有效的限制了長度變形,但是在投影帶的邊緣地區(qū),其長度變形仍然達(dá)到了很大的數(shù)值。
為了達(dá)到城市和工程建設(shè)的要求,我們就必須對(duì)長度變形加以限制,為此考慮建立獨(dú)立坐標(biāo)系, 目的是減小高程歸化與投影長度變形產(chǎn)生的影響,將它們控制在一個(gè)微小的范圍,使計(jì)算的長度在實(shí)際應(yīng)用時(shí)(如工程放樣時(shí))不需要做任何的改正。






