摘要：UTM投影在国外坐标系统中有着广泛应用，并且从实际应用情况来看取得了不错的效果。将UTM投影应用在测量中存在许多问题需要解决，因此需要加强对该方面内容的分析，确保应用的合理性。
关键词：UTM投影；测量；应用实践
随着我国工程施工技术的不断发展，我国涉及到的国际工程的数量越来越多。虽然，我国国内的许多工程测量多数都采用高斯投影，但是从国际情况来看，世界上许多国家在工程建设过程中都应用UTM投影，由于我国对UTM投影的应用较少，加强对该项内容的分析与探讨是必要的。
1 UTM投影变形及抵偿
UTM投影变形主要包括以下两项内容：（1）地面水平距离投影到参考椭圆球面长度变形。（2）长度变形和将要参考椭圆球面的变长投影到UTM投影面的长度变形。
在问题分析过程中，地面水平距离s投影到参考球面长度变形为Δs1，其计算方式见公式（1）
Δs1=-（Hm/R）•s（1）
在公式（1）中，Hm表示的为测距边高出参考椭球面的平均高程；R表示的则为测距边所在法截线的曲率半径。
参考椭球面上的边长s0投影到UTM投影面的长度变形Δs2，计算方式如公式（2）
Δs2=（-0.0004+y2m/1.9992R2m）s0（2）
在公式（2）中，ym表示的为归算边两端点横坐标平均值；Rm表示的则为参考椭球面平均曲率半径大小。
对以往的施工经验进行借鉴，对于独立UTM投影平面直角坐标系的实现，可以通过以下三种方法完成：（1）对Hm进行适当改变，通过合理的改变，最终选择一个合适的高程参考面，实现分带投影变形情况的有效抵偿，该方面也被称作抵偿投影面的UTM投影平面直角坐标系[1]。（2）改变ym，通过分析可以值，在利用UTM过程中，要想改变ym的值，可以适当的对中央子午线进行移动，通过该方式合理的抵偿，因为高程面变长归算到参考椭球面上的投影发生的变形现象。（3）同时使Hm和ym都发生改变，通过同时改变两者的方式，共同实现对2项归算改正变形的抵偿[2]。在两种方法中，比较常用的方法为对Hm进行改变。该方法在具体应用过程中，采用的为UTM投影，但是需要相关工作人员注意的是，投影高程不再是一个参考椭球面，而是依据补偿UTM投影的具体长度，最终选择一个高程参考面。
2 工程控制网分析
（1）工程是建设在地面上，并非建设在椭球面上，通过分析不难发现，从本质上来说，工程网应当在地表面上，因此对问题的探讨与分析应当在测区平均高程上进行，并非在椭球面上进行，而从实际情况来看，多数工程地表面高程与椭球面之间存在大差距很大。
（2）工程控制网需要考虑的内容主要分为以下两点：第一，要满足工程在具体设计和施工过程中安全要求。第二，在安全的基础下，考虑其它要求。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆工程设计要求有工程地形图上两区距离直接为实体量测的具体距离，在工程施工放样阶段，需要注意，地表反算获取的距离应当与地面测量的实际距离保持一致。
（3）工程控制网中最重要的一项内容就是精度，其次则需要确保外符合精度能够达到要求，外符合在具体应用过程中，主要作用是完成对工程的定位，以及确定工程测区内外，以及测区与当地其它各项内容之间的具体联系。
（4）工程控制网的执行相对来说比较灵活。在工程量测过程中，如果测区投影满足2.5cm/km，在具体分析过程中，工程控制网的执行，可以采用国家统一标准执行。也就是说，如果测区投影发生的变形情况超过了2.5cm/km，此时，工程控制网在执行上，可以不采用国家统一坐标系，而依据实际情况，选择其它符合工程具体情况的坐标系。由此可见，在工程量测过程中，采用的坐标系，只要长度变形在精度上能够满足2.5cm/km，就可以确保工程设计和建造的安全性。
综上所述，工程控制网在问题的思考上，应当从侧区平均工程面或施工面入手，并不需要在投影、椭球面上对问题进行思考，针对小于10km×10km的区域的侧区，并不需要进行投影计算，假定平均高层平面，在该平面上完成几何平差计算。
3 处理UTM投影变形超限的有效措施
在工程测量过程中，如果对UTM投影变形进行测量，如果在具体问题分析过程中，将侧区内部控制网构建在测区平均高程面或施工高程面上，能够使参考椭球面的投影长度变形得到有效消除[3]。在具体问题分析过程中，若假定测区平均高程面本身是一个平面，此时则不需要对测区平均高层面上进行UTM投影面的相应规化、计算，分析过程中，应当以测量观测数据作为基准，完成平面几何平差计算。通过该方式，可以消除投影面发生的变形情况，从而确保测量数据的准确性。在一些面积较小的工程，特别是工程规模小于10km×10km，在处理过程中，应当将局部地球表面平均高程假定为一个平面，该方式在实际操作中是可行。由此可见，满足以上两个假定，则可以将UTM投影长度变形全部消除。
UTM投影长度变形超限处理方法需要进行的工作内容如下：量测点的平差是是一项关键内容，该项内容会对UTM投影在测量中的应用质量产生直接影响，因此该项内容需要在国家网原则下进行，确保测量数据的准确性与合理性。在进行内部网平差时，选择的投影中心点，应当是一个与已知国家点联测的点，然后将改点坐标准确的投影到测区平均高程面上，同时应当将该点作为起算点，在测区内选择改点到另一个联测点方位角，最终将两者作为量测过程中的起算数据。
4 结束语
UTM投影在国外工程量测过程中应用十分广泛，但是其在具体应用过程中也会存在各种各样的问题，如果处理不当，将会导致控制测量和地形图测量出现较大误差，影响工程施工质量，因此需要加强对该项内容的重视。
参考文献：
[1]邢海全.国外工程测量中UTM投影变形的计算与分析[J].内蒙古水利，2014，（05）：92-93.
[2]李建委，王家文.港口工程测量中一种解决UTM投影变形的独立坐标系建立方法[J].现代测绘，2015，38（01）：11-14.
[3]王宏宇.对国外工程测量中控制测量的探析[J].全球定位系统，2014，39（04）：87-90.
[4]高春林，孙浩玉.UTM投影坐标系下厂站工程坐标系统设计[J].电力勘测设计，2017，（02）：7-10+14.
论文作者:姜相东
论文发表刊物:《基层建设》2017年第29期
论文发表时间:2018/1/12
标签：工程论文; 椭球论文; 高程论文; 测量论文; 过程中论文; 坐标系论文; 面上论文; 《基层建设》2017年第29期论文;