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GPS RTK应用于线路测量存在主要问题及解决措施 【摘要】GPS RTK坐标法定测放线时，存在投影变形的问题，本文针对投影变形提出了解决措施。 【关键词】 GPS RTK投影变形解决措施 【中图分类号】【文献标识码】A【文章编号】 Abstract： While being measured and laying off by GPS RTK coordinate method;it happens projection distortion. This text proposes solutions for the projection distortion. Key words：GPS RTK; projection distortion; solutions 中图分类号：TN913.1文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012） 1存在的主要问题 线路定测，是把经过鉴定的纸上线路中线，通过测量的手段测设到地面上去。传统线路测量常用方法是拨角穿线法，即将线路测量起点从控制点(导线点)引出，线路里程通过地面上实测距离连续累计推算。在一定区段后，由于上述投影变形的问题，使得地面实际里程与坐标推算的理论里程有一差值，这个差值在传统测量中是通过投影断链的形式来处理。 而GPS RTK线路测量实质上是应用坐标法的原理进行定位测量，但是当坐标系选择时，如果没有对投影变形强制约束，定位结果必然因为投影变形的影响，使得理论距离和实际距离产生较大差异，但这个差异在用GPS RTK技术进行作业时，是无法显现出来的。在 3°投影带的边缘长度变形可达几千分之一以上，测量中要求长度变形量不超过1/40000，致使中线桩由国家坐标反算的放样长度与实地测量长度不一致，这样从不同测站放样同一点，实地点位不落在同一位置 (假设无测量误差 )，无法满足放样要求。从而成为GPS RTK坐标法定测放线的障碍，限制了这一方法在定测中的应用。因此，要想应用GPS RTK进行线路测量，必须事先对投影变形采取一定的约束措施，使其变形量在所规定的范围内。 2解决措施 2.1 消弱投影变形 距离观测值从地面投影到高斯平面总的长度变形为 (2-1) 式中： S ——地面测量长度； ——高出参考椭球面的平均高程； ——地面边方向参考椭球面法截弧曲率半径 ，取近似值 ； ——地面边两端点近似横坐标平均值； ——参考椭球面在地面边中点的平均曲率半径，近似取≈6371km。 由式(2-1)知，长度变形与测区地理位置和高程有关。 由 (2-1)式可以看出，高程归化改正值始终为负值，而高斯投影改正值恒为正值，这就可以通过选择合适的中央子午线来改变测区离开中央子午线的远近 (横坐标 )和改变高程归化面的方式来减小长度变形，即采用建立独立坐标系的措施削弱测区长度变形，独立坐标系的建立一般有以下几种方法。 2.1.1投影于国家参考椭球面上的高斯正形投影3°带平面直角坐标系 当测区距离中央子午线较近，地区平均高程较低时，即投影长度变形值不大于2.5 时，不考虑变形问题，此时有 =0。一般认为 , 时，可以直接采用高斯正形投影的3°带平面直角坐标系。 2.1.2 投影于国家参考椭球面上的高斯正形投影任意带平面直角坐标系 该坐标系不变动高程归化面 (长度仍然归算到国家参考椭球面 )而移动中央子午线。根据测区平均高程 按下式算出使测区中央长度变形为零的中央子午线位置： 式(2-1)中令 =0， 即有 (2-2) 由式(4-4)有 (2-3) 根据 ( )反算出经度差，则选择的任意投影带的中央子午线经度为 (2-4) 在同一测区，高程高低有变化，而东西方向也存在一定的宽度，完全抵偿是不可能的，总存在一个残余变形，其相对长度变形值为 (2-5) 在一定长度变形范围内 (给出的允许值 ),该坐标系控制的最大距离为 (2-6) 即该坐标系能使测区中央东、西两侧 ( )范围内的长度变形满足要求，也就是说，该坐标系的最大抵偿范围为 (2-7) 由此可见，对一定的高程只存在一定的抵偿范围，而且随高程的增加，抵偿范围越来越窄。经计算，在要求变形1/40000的范围内，高程从 0变化到 2000m，抵偿范围从 45 km变化到 7 km。 2.1.3 高程抵偿面上的高斯正形投影 3°带平面直角坐标系 该坐标系采用国家统一 3°带的投影方法，人为选择某一高程抵偿归化面，使高程归化改正与高斯投影的长度改化相抵消，重新选择一高程参考面。 由式(2-2)得， (2-8)