论如何建立施工控制网

■郭彦明 刘朋俊

（黄河勘测规划设计公司 河南 郑州450045）

论如何建立施工控制网

■郭彦明 刘朋俊

（黄河勘测规划设计公司 河南 郑州450045）

论述投影变形的产生以及规范对变形的要求，如何利用变换子央子午线和转换参数来消除投影变形，还有根据平均高程面高程求取变换系数和选择归化基点，通过计算公式来消除高程投影面投影变形影响。

施工控制网高斯投影高程投影面中央子午线高程抵偿面

一项工程建设往往需要建立自已的工程坐标系，在此基础上建立施工控制网来保证测量精度，确保工程施工顺利实施，实现建设目标。根据国家工程测量规范（GB50026-2007）中的规定，平面控制网的坐标系统，应满足测区内投影长度变形不大于2.5cm/Km要求。也就是坐标反算距离和两点实际距离之差与实际距离之比不能超过1/40000。

国家现用的两种坐标系即Beijing1954和西安80坐标系都是在标准椭球面进行投影，而实际工程施工是在不同的大地高程面上，而不是在标准椭球面上。大地坐标相同的两个点在不同的椭球面上的距离不同的，和标准椭球相比可以用公式：⊿ S2= 来表示，⊿S2为投影高程面长度变形率，H为投影高程面高程，R为地球半径。当H=160m 时，⊿ S≈2.5cm/Km。

如果两种变形值一样的话，也就是高斯投影变形刚好抵偿高程面变形，那么就可以直接使用国家投影坐标，不用进行坐标换算。但是往往两者不能相互抵偿，需要做一些变换和计算。

下面就针对不工程的不同情况，讨论如何建立一个工程坐标系，进而布设满足需要的施工控制网，建立施工控制网一般要满足两个条件，(1)应满足测区内投影长度变形不大于2.5cm/Km要求。也就是坐标反算距离和两点实际距离之差与实际距离之比不能超过1/40000。(2)施工控制网的坐标应尽量和国家坐标一致，目的是可以方便利用原来测量资料，也容易和别的测量成果相兼容。现在一般用静态GPS的方法施测施工控制网，分三种情况介绍如何建立GPS施工控制网。

1 只考虑消除高斯投影变形的影响

高斯投影变形主要是受横坐标的影响，只考虑东西向即可，如测区东端点 A1：BA1=35?54’13"，LA1=103?09’48"、A2：BA2=36? 03’43"，LA2=103?29’44"，中间点 A0：BA0=35?58’58"，LA0=103? 19’46"、取二点的中间点A0经度的平均值L=103?19’46"（为了方便，A0值可以保留整分或整秒）作为中央子午线，重新投影计算。为了和原坐标保持一致，还要有三个参数，北平移量、东平移量和旋转角度。按三度分带，三个点位于中央子午线105度的35带。分别求出三个点在中央子午线为105度和103?19’46"的两个坐标系统的坐标，A0点在两个坐标系统的纵坐标和横坐标差值即分别为北平移量、东平移量两个平移参数。A1和A2在两个坐标系统的方位角差异即为旋转参数。这样就可以通过改变中央子午的线并加上所求的三个转换参数的方法就可以建立一个消除高斯投影变形的影响。

2 只考虑消除高程面投影变形的影响

3 同时考虑高斯投影变形和高程面投影变形的影响

综上所述，为了消除投影变形，可以通过变换中央子午线、平均高程面投影变换系数、以及二者联合应用和抵偿高程面的方法来实现。在采用上述方法一定注意以下几点：1、无论采用哪种方法，基点选择一定要慎重，不能随心所欲，一般选择施工区的中心，如果是线性工程，如道路、水渠、输水遂洞等，要选线路的中间部位。2、投影面的高程一般选施工区的平均高程面，地下开挖工程，要以开挖面作高程投影面，地下遂洞要以贯通面作为高程投影面。工作中碰上多个例子，就是因为在勘测规划时没有考虑投影变形，或者选择的基点不当，给以后施工造成很大困惑，甚至造成一定的损失。

[1]田林亚，工程控制测量》，武汉大学出版社，2011年

P62[文献码]B

1000-405X（2016）-12-257-1

郭彦明（1972～），男，工程师，研究方向为工程测量及施工管理。