投影变形的数据处理方法技术

本发明专利技术投影变形的数据处理方法涉及一种用于处理数据投影变形时的数据处理方法。其目的是为了提供一种针对投影变形的处理方法，能够有效减小误差，使误差控制在有效数据范围之内。本发明专利技术投影变形的数据处理方法包括以下步骤：1)将实地测量的边长长度换算到参考椭球面上产生的变形，即高程归化值△S1，得到△S1与S的关系；2)参考椭球面上的长度投影至高斯平面，即高斯改化值△S2，得到△S2与S1的关系；3)取S＝S1，综合上两式可得，综合长度变形△S与S的关系；4)抵偿高程面；5)抵偿高程适用的抵偿地带。

Data processing method for projective deformation

The invention discloses a data processing method for projection deformation, relating to a data processing method for processing data projection deformation. The purpose is to provide a processing method aiming at projective deformation, which can effectively reduce errors and keep the error within the range of valid data. The data processing method of the invention comprises the following steps: projection deformation 1) deformation of side length of conversion to the reference ellipsoid will be on field measurements, including elevation normalized value Delta S1, Delta S1 and S relationship; 2) the length of projection to the Gauss plane on the surface of reference ellipsoid, Gauss changed the value of delta S2, get the relationship between Delta S2 and S1; 3) S = S1, two type can be integrated, comprehensive relationship between S and S in the length of the deformation; 4) compensating surface; 5) suitable for counter elevation zone.

【技术实现步骤摘要】
投影变形的数据处理方法
本专利技术涉及一种数据处理方法，特别是涉及一种用于处理数据投影变形时的数据处理方法。
技术介绍
在大型工程开工前对控制点进行校核工作中，往往存在实测距离与坐标反算距离超出规范要求的问题，这都是由投影变形引起的。以地理坐标：121°29′12＂E，36°47′40＂N，现为国家一级群众渔港的位置为例。若在此处修建长度为250m的码头，预先设置有施工平面控制点，如表1所示，之后选择三个测量控制点，如表2所示，为了将控制点与设计图纸坐标对应起来，使用转换软件对控制点坐标进行了换带转换，结果如表3所示。最后在开工前，对控制点进行校核工作，校核工作使用3台GPS，对三个控制点进行60分钟的静态测量。控制点基线经处理后结果如表4所示，由表4可知，控制点坐标反算距离与静态测量基线距离差距过大，分析原因有如下三种情况：(1)坐标换带计算错误；(2)静态数据误差大，数据不合格；(3)换带计算和静态数据都准确，此误差有其它原因引起。而根据相关规范资料《水运工程测量规范》JTJ131－2012，得知此差值是由于长度投影变形引起的。规范规定：一个测区应采用同一坐标系，对港口工程测量和比例尺不小于1:1000的疏浚及航道测量，其长度投影变形不应大于1/40000，即投影长度变形值不得大于2.5cm/km。长度投影变形是怎么产生的呢？我国的国家80坐标系、54坐标系都是通过高斯正形投影得出，那么实际测量的边长S要经过换算才能得到高斯正投影下的距离S0，由高斯投影的原理可知S必然不等于S0，距中央子午线距离愈大，其投影误差则愈大，当大到超过测图、施工精度时则不允许。为此，要将变形限制在一定的测图精度允许范围内。表1陆域控制点坐标控制点X(m)Y(m)A104074123.115364884.744A114074298.803365062.6031980西安坐标系；1985国家高程基准；中央子午线：123°00'00"。表2控制点坐标1980西安坐标系；1985国家高程基准；中央子午线：120°00'00"。表3换带转换后控制点坐标1980西安坐标系；1985国家高程基准；中央子午线：123°00'00"。表4坐标反算与静态测量基线距离对比表点名坐标反算平距(m)GPS静态基线平距(m)差值(m)误差比例RD51～RD526412.1146410.7881.3261/4835RD51～RD565031.6665030.6601.0061/5000RD52～RD566719.9656718.5441.4211/4728
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种针对投影变形的处理方法，能够有效减小误差，使误差控制在有效数据范围之内。本专利技术投影变形的数据处理方法，包括以下步骤：1)将实地测量的边长长度换算到参考椭球面上产生的变形，即高程归化值△S1；得改正数误差方程式为：式中RA-地球曲率半径(6371Km)；Hm-长度所在高程面对于椭球面的平均高程；Nm-测距边所在地区大地水准面差距；S-测距边在平均高程面上的水平投影长度；2)参考椭球面上的长度投影至高斯平面，即高斯改化值△S2；得改正数误差方程式为：式中RA-地球曲率半径；Ym-测距的两端点横坐标平均值；S1-归算到椭球面上的长度；3)取S＝S1，综合上两式可得，综合长度变形△S为：4)抵偿高程面将地面点到参考椭球面的高程Hm改为到抵偿高程面的高程H，从而抵消因距离子中央子午线的距离产生的变形值。抵偿高程面到参考椭球面的高度为HA＝H-Hm；5)抵偿高程适用的抵偿地带综合改正公式里的两项是相互可以抵消的，但实际情况下完全抵消是没有的，根据公式(3)及变形限差值得出高程(抵偿高程)与横坐标的关系：H：抵偿高程。本专利技术投影变形的数据处理方法与现有技术不同之处在于本专利技术投影变形的数据处理方法采用将投影于抵偿高程面上的高斯-克吕格投影统一3°带平面直角坐标系的方法，有效的减小了长度投影变形对测量数据的影响，使测量得到的数据经过处理后满足施工精度，降低了工程开工前期的工作量，有效提高了工作效率。具体实施方式本专利技术投影变形的数据处理方法：第一项、实地测量的边长长度换算到参考椭球面上产生的变形，即高程归化值△S1；改正数误差方程式为：式中RA-地球曲率半径(6371Km)；Hm-长度所在高程面对于椭球面的平均高程；Nm-测距边所在地区大地水准面差距；S-测距边在平均高程面上的水平投影长度。第二项、参考椭球面上的长度投影至高斯平面，即高斯改化值△S2；改正数误差方程式为：式中RA-地球曲率半径；Ym-测距的两端点横坐标平均值；S1-归算到椭球面上的长度。在不影响推证严密性的前提下取，S＝S1，综合上两式可得，综合长度变形△S为：由式(1)、式(2)、式(3)可以归纳投影变形的主要特征如下:(1)地面上实量长度归算至参考椭球面上总是缩短的，且|△S1|与Hm成正比，地面高程愈高，长度变形愈大。(2)参考椭球面上长度投影到高斯投影面上，其长度总是增大的，且△S2增值与Ym2成正比，离中央子午线愈远，长度变形愈大。(3)高程归化投影变形与高斯投影变形符号相反，所以在一定的区域内，两种变形可以相互抵偿。利用综合改正公式(3)现以RD51～RD52边长为例，现做以下验证：根据公式(3)得：通过计算改正后得出表5数据，从计算结果可以看出将地面上测量的边长经过归化改正后就能满足测量规范要求，从而也验证了改正公式的正确性。表5坐标反算与测量基线改正后对比点名坐标反算平距(m)GPS静态基线平距改正后(m)差值(m)RD51～RD526412.1146412.119(6410.788+1.331)0.005三角网中的测距边、导线网和边角组合网中的观测边长S规划到参考椭球面上，其长度将缩短△S1，根据公式设RA＝6371Km，Hm＝50～2000m时，△S1/S的数值表如下：表6△S1/S与Hm的关系Hm(m)5010016030050010002000△S1/S1/1270001/640001/400001/210001/127001/64001/3200参考椭球面上的边长S1投影到高斯平面，其长度将增长△S2，根据公式设Y为10～150km时，△S2/S1的数值关系如下表：表7△S2/S1与横坐标位置的关系Ym(Km)1020304550100150△S2/S11/8100001/2000001/900001/400001/320001/81001/3600从表(6)和表(7)的数据可以看出，城市地区高程若大于160m或其平面位置离开统一3°带的中央子午线的东西方向距离若大于45Km，其长度变形都超过规范规定的1/40000。因此本专利技术采用将投影于抵偿高程面上的高斯-克吕格投影统一3°带平面直角坐标系。第一步：抵偿高程面将地面点到参考椭球面的高程Hm改为到抵偿高程面的高程H，从而抵消因距离子中央子午线的距离产生的变形值。抵偿高程面到参考椭球面的高度为HA＝H-Hm。第二步：抵偿高程适用的抵偿地带综合改正公式里的两项是相互可以抵消的，但实际情况下完全抵消是没有的，根据公式(3)及变形限差值得出高程(抵偿高程)与横坐标的关系：H：抵偿高程由公式(4)可以得到下表：表8抵偿投影面与相应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种投影变形的数据处理方法，其特征在于：包括以下步骤：1)将实地测量的边长长度换算到参考椭球面上产生的变形，即高程归化值△S1；得改正数误差方程式为：

【技术特征摘要】
1.一种投影变形的数据处理方法，其特征在于：包括以下步骤：1)将实地测量的边长长度换算到参考椭球面上产生的变形，即高程归化值△S1；得改正数误差方程式为：式中RA-地球曲率半径(6371Km)；Hm-长度所在高程面对于椭球面的平均高程；Nm-测距边所在地区大地水准面差距；S-测距边在平均高程面上的水平投影长度；2)参考椭球面上的长度投影至高斯平面，即高斯改化值△S2；得改正数误差方程式为：式中RA-地球曲...

【专利技术属性】
技术研发人员：周灼炎，徐鹏远，侯力杰，
申请(专利权)人：中交烟台环保疏浚有限公司，中交天津航道局有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37