工程测量中不同坐标系转换与精度分析论文_闾世强1,吉程2

工程测量中不同坐标系转换与精度分析论文_闾世强1,吉程2

1中国建筑西南勘察设计研究院有限公司 四川成都 610000

2四川省川建勘察设计院 四川成都 610000

摘要:不同坐标系转换与精度分析是工程测量中一种常用的方法,目前主要应用到航天、地质等领域,对我国勘测与国防工作具有重要意义。但是由于不同坐标系转换与精度控制难度较大,所以必须及时对不同坐标系转换与精度在工程测量中的应用进行分析,并结合实际情况制定相应的解决措施,给我国各领域的发展提供参考依据,促进各项工作的开展。

关键词:工程测量;坐标系转换;精度分析

工程测量中包含几种坐标系,为了实现坐标的统一分析,要求将对各个坐标系进行转换,并将其转换为坐标体系,减少转换工作失误,提高我国工程测量的精确度。现阶段,我国工程测量已经形成了规模化的体系,而且发展空间较大,为了提高不同坐标系变换的精确度,必须加强测量技术研究。

一、工程控制测量

工程控制测量是各个工程的基础,随着科学技术的发展,传统的平面测量发生了巨大变化,RTK与CORS等已经应用到线路控制测量中,给工程控制测量提供了全新的技术,并逐渐替代了传统三角测量与导线测量等方式,促进了工程测量控制工作的开展。

随着全站仪的发展,工程测角与测距得到了显著提升,目前测角精度已经提升到0.5秒,测量距离提升到 ,而且自动化水平也得到发展。经过分析发现,自动全站仪的主要特点就是具有自动跟踪、识别等功能,简化了观测操作程序,并应成功应用工程测量中。现阶段,全站仪开展过程测量控制时,主要应用到高精度小范围加密控制测量、工程控制测量及地下工程测量等工程中,得到的效果较理想。

经过分析发现,几何水准测量是当前精度较高的方法,随着电子水准测量的产生,推动了几何水准测量的发展,简化了操作程序,并提高了测量精度。现阶段电子测距三角高程测量已经应用到很多发展快速的领域中,并替代了四等与五等几何水准测量。

现如今,我国很多省份已经建立了CORS,给测绘部门的工作奠定了基础,并可提供精度与档次不同的数据,已经广泛应用到各个行业中。

二、工程测量中不同坐标系的变化

(一)不同坐标系分析

目前主要有三种坐标系,具体分析如下。

第一,北京54坐标系。该坐标系主要以克拉索福斯基椭球为基础,可利用局部平差方式构建坐标系。该坐标系与前苏联1942坐标系可实现联测,借助相关计算得到了1954北京坐标系,可以将此坐标系理解为前苏联坐标系通过延伸得到,原点位于前苏联普尔科沃。相关参数如下:椭球参数: 短半径, m长半径,扁率是 。

第二,2000国家大地坐标系。国家大地坐标系具有四个参数意义,由地球椭圆、三个坐标轴尺度、指向及坐标系原点组成。2000大地坐标Z轴指向历元 的地球参考级,主要按照国际事件定义指向,地壳不参与全球转动,可保证时间演化。椭圆参数:扁率 ,长半轴 米,自转角速度 ,地心引力常数 。

第三,西安80坐标系。全球天文大地网平差研讨会于1978年在西安开展,并重新定位了我国坐标系。地理物理与第十六届大会与国家测量会将地球椭球作为会议参数,应用地球椭球体 。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆该坐标系原点在我国泾阳县永乐镇,距离西安约60公里,西安大力原点属于1980坐标系的另外名称。各项参数情况如下:长半轴 米,短半轴 米,扁率为 。

(二)分析坐标系转换方法

第一,北京54坐标系与西安80坐标系转换。北京54与西安80坐标系在同一个椭球,可根据两者共同点位置进行转换。然后将公共点位置添加到转换系统中,综合全面的实现二者转换。

第二,转换国家2000坐标系与西安80坐标系转换。西安80坐标系属于参心坐标系,国家2000坐标系属于地心坐标系,为了实现二者的转换,必须找出两者对应的坐标系关系,并进行参数求解运算,然后实现转换。

第三,北京54坐标系与国家2000坐标系转换。实际转换中要求选择好两个坐标系的重合点,并应用布尔莎七参数计算两个坐标系的参数,并在两者坐标系下开展相应的公式与原理计算,进而实现转换操作。

从上述分析可知,不同坐标系转换工作开展的本质相同,要求找到两个坐标系连接点,并计算相关参数,然后使用测绘设备及仪器进行转换计算。

三、了解不同坐标系转化的精确度

从转换准确性角度分析,只有在同一椭圆中开展转换,才能得到较严谨的结果,此外所开展的转换均会会影响其严谨性,主要原因是不同椭圆体系中所开展的转换结果只能看作先对准确。例如,北京54坐标系与国家2000坐标系转换所得的参数不精确,导致坐标系所得的点坐标也不精确。由于两个坐标系位于不同椭球中,所以得出的点坐标不精确,实际操作中只能根据公共点转换,此种方法并不能保证坐标系中各个位置的精确性,容易出现偏差较大的坐标点。

为了提高转换坐标精确度,要求必须在坐标系中找出很多公共点的坐标数据,并对各个位置的坐标数值进行计算,然后得到多个数据,利用数据平均值计算求解工作。此种操作方法方式不仅提高了不同坐标转化精度,而且忽略了细小误差。实际操作中,提高了不同坐标精确度,可给工程测量工作提供精确的参考,得到了理想的测量效果。目前随着科学技术的发展,很多新型的工程测量仪器与技术已经应用到细小变化中,可以给工程测量提供精确的数据,并能应用到复杂环境中。

结束语

本文主要对工程测量中不同坐标系变化与精度进行分析。工程测量是一项较复杂的工作,容易受到测量环境、测量工具等因素的影响,实际操作中必须根据工程情况合理分析,促进不同坐标系转换工作的开展。不同坐标系转化的主要特点是专业性较强、难度大,已经广泛应用到我国工程施工中。为了提高工程测量进度与精度,要求不断提升工程测量系统水平,并将新型技术应用到实际工作中,给工程测量技术的长久发展奠定基础。

参考文献:

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[5]董雪亮.浅谈工程测量中不同坐标系之间的相互关系[J].科技情报开发与经济,2015,(03).

论文作者:闾世强1,吉程2

论文发表刊物:《基层建设》2017年第7期

论文发表时间:2017/7/10

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