論如何建立施工控制網(wǎng)

■郭彥明 劉朋俊

（黃河勘測規(guī)劃設(shè)計(jì)公司 河南 鄭州450045）

論如何建立施工控制網(wǎng)

■郭彥明 劉朋俊

（黃河勘測規(guī)劃設(shè)計(jì)公司 河南 鄭州450045）

論述投影變形的產(chǎn)生以及規(guī)范對變形的要求，如何利用變換子央子午線和轉(zhuǎn)換參數(shù)來消除投影變形，還有根據(jù)平均高程面高程求取變換系數(shù)和選擇歸化基點(diǎn)，通過計(jì)算公式來消除高程投影面投影變形影響。

施工控制網(wǎng)高斯投影高程投影面中央子午線高程抵償面

一項(xiàng)工程建設(shè)往往需要建立自已的工程坐標(biāo)系，在此基礎(chǔ)上建立施工控制網(wǎng)來保證測量精度，確保工程施工順利實(shí)施，實(shí)現(xiàn)建設(shè)目標(biāo)。根據(jù)國家工程測量規(guī)范（GB50026-2007）中的規(guī)定，平面控制網(wǎng)的坐標(biāo)系統(tǒng)，應(yīng)滿足測區(qū)內(nèi)投影長度變形不大于2.5cm/Km要求。也就是坐標(biāo)反算距離和兩點(diǎn)實(shí)際距離之差與實(shí)際距離之比不能超過1/40000。

國家現(xiàn)用的兩種坐標(biāo)系即Beijing1954和西安80坐標(biāo)系都是在標(biāo)準(zhǔn)橢球面進(jìn)行投影，而實(shí)際工程施工是在不同的大地高程面上，而不是在標(biāo)準(zhǔn)橢球面上。大地坐標(biāo)相同的兩個點(diǎn)在不同的橢球面上的距離不同的，和標(biāo)準(zhǔn)橢球相比可以用公式：⊿ S2= 來表示，⊿S2為投影高程面長度變形率，H為投影高程面高程，R為地球半徑。當(dāng)H=160m 時，⊿ S≈2.5cm/Km。

如果兩種變形值一樣的話，也就是高斯投影變形剛好抵償高程面變形，那么就可以直接使用國家投影坐標(biāo)，不用進(jìn)行坐標(biāo)換算。但是往往兩者不能相互抵償，需要做一些變換和計(jì)算。

下面就針對不工程的不同情況，討論如何建立一個工程坐標(biāo)系，進(jìn)而布設(shè)滿足需要的施工控制網(wǎng)，建立施工控制網(wǎng)一般要滿足兩個條件，(1)應(yīng)滿足測區(qū)內(nèi)投影長度變形不大于2.5cm/Km要求。也就是坐標(biāo)反算距離和兩點(diǎn)實(shí)際距離之差與實(shí)際距離之比不能超過1/40000。(2)施工控制網(wǎng)的坐標(biāo)應(yīng)盡量和國家坐標(biāo)一致，目的是可以方便利用原來測量資料，也容易和別的測量成果相兼容。現(xiàn)在一般用靜態(tài)GPS的方法施測施工控制網(wǎng)，分三種情況介紹如何建立GPS施工控制網(wǎng)。

1 只考慮消除高斯投影變形的影響

高斯投影變形主要是受橫坐標(biāo)的影響，只考慮東西向即可，如測區(qū)東端點(diǎn) A1：BA1=35?54’13"，LA1=103?09’48"、A2：BA2=36? 03’43"，LA2=103?29’44"，中間點(diǎn) A0：BA0=35?58’58"，LA0=103? 19’46"、取二點(diǎn)的中間點(diǎn)A0經(jīng)度的平均值L=103?19’46"（為了方便，A0值可以保留整分或整秒）作為中央子午線，重新投影計(jì)算。為了和原坐標(biāo)保持一致，還要有三個參數(shù)，北平移量、東平移量和旋轉(zhuǎn)角度。按三度分帶，三個點(diǎn)位于中央子午線105度的35帶。分別求出三個點(diǎn)在中央子午線為105度和103?19’46"的兩個坐標(biāo)系統(tǒng)的坐標(biāo)，A0點(diǎn)在兩個坐標(biāo)系統(tǒng)的縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)差值即分別為北平移量、東平移量兩個平移參數(shù)。A1和A2在兩個坐標(biāo)系統(tǒng)的方位角差異即為旋轉(zhuǎn)參數(shù)。這樣就可以通過改變中央子午的線并加上所求的三個轉(zhuǎn)換參數(shù)的方法就可以建立一個消除高斯投影變形的影響。

2 只考慮消除高程面投影變形的影響

3 同時考慮高斯投影變形和高程面投影變形的影響

綜上所述，為了消除投影變形，可以通過變換中央子午線、平均高程面投影變換系數(shù)、以及二者聯(lián)合應(yīng)用和抵償高程面的方法來實(shí)現(xiàn)。在采用上述方法一定注意以下幾點(diǎn)：1、無論采用哪種方法，基點(diǎn)選擇一定要慎重，不能隨心所欲，一般選擇施工區(qū)的中心，如果是線性工程，如道路、水渠、輸水遂洞等，要選線路的中間部位。2、投影面的高程一般選施工區(qū)的平均高程面，地下開挖工程，要以開挖面作高程投影面，地下遂洞要以貫通面作為高程投影面。工作中碰上多個例子，就是因?yàn)樵诳睖y規(guī)劃時沒有考慮投影變形，或者選擇的基點(diǎn)不當(dāng)，給以后施工造成很大困惑，甚至造成一定的損失。

[1]田林亞，工程控制測量》，武漢大學(xué)出版社，2011年

P62[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-12-257-1

郭彥明（1972～），男，工程師，研究方向?yàn)楣こ虦y量及施工管理。