分析抵偿投影面坐标系的优势及其在地质矿产勘察中的应用

■闵道勇 司志伟

（江西有色地质矿产勘查开发院 江西 南昌330001）

分析抵偿投影面坐标系的优势及其在地质矿产勘察中的应用

■闵道勇 司志伟

（江西有色地质矿产勘查开发院 江西 南昌330001）

抵偿投影面坐标系在地质勘查中具有很大的优势，目前其在大型工程项目中得到了广泛的应用。本文将对抵偿投影面坐标系的优势和其在地质矿产勘察中的应用进行分析。

抵偿投影面坐标系优势地质矿产勘察坐标成果

在现代社会，科学技术发展的水平不断的提高，国家统一的坐标系统在具体工程施工中已经出现了不足之处。如果具体工程的位置偏离国家标准的中央子午线较远，就会给工程的施工带来很大的影响，使工程施工的精度达不到相关的要求。在工程施工中把抵偿投影面选择为投影面，能够对高斯平面的直角坐标进行准确的计算，避免出现投影变形的问题。

1 提高测量结果实用性的措施

在工程测量中，为提高测量结果的实用性，保证测量结果能够被直接使用，我们可以通过三种措施对测量结果进行处理。（1）抵偿投影面的高斯正形投影。这种方法是通过改变归算边高出参考椭球面的平均高程Hm的方式对高程参考面进行科学的选择，从而对分带投影变形进行抵偿。（2）任意带高斯正形投影。这种方式是通过改变归算边两端点横坐标平均值Ym，实现对中央子午线的适当移动，这种方式能够对高程面的边长归算到参考球面上的投影变形进行抵偿。（3）具有高程抵偿面的任意到高斯正形投影。这种方式是通过改变高程参考面和移动中央子午线来对归算改正变形进行共同的抵偿。

2 工地长度综合变形判断

在地质矿产勘察中，判断工地长度变形的措施主要是测量其投影的相对变形，如果相对变形小于2.5cm/km，则我们就可以认定测区的地形情况能够满足地质勘察和矿山施工的要求，我们应该把抵偿投影面当做投影面计算出高斯平面的直角坐标。

3 抵偿投影面坐标系的优势

抵偿投影面坐标系的主要工作思路是在测量中对中央子午线测区进行移动，移动的方向是测区范围的中心。这样就能够把地面边长值投影到这一地区的平均高面或比它稍低一些的高程面上。这个时候通过高斯正形投影的方法就能够把其在平面直角坐标系的坐标计算出来。这种方式本身包含有国家标准3度带的高斯正形投影平面直角坐标系和任意高斯正形投影平面坐标系两种坐标系的优势，用这种方案建设的坐标系能够很好的抵偿两种投影引起的长度变形。同时，抵偿投影面坐标系的优势主要是可以与国家标准坐标系统通过坐标换带进行相互换算。通过抵偿投影面坐标系能够把独立的控制网和国家控制网联系在一起。

4 抵偿投影面的建立

4.1 选择抵偿投影面

在投影计算中一般会存在两种问题，一种是把距离由较高的高程面换算成较低的椭球面，另一种是把椭球面距离换算成高斯平面。在第一种情况中，会出现长度减小的问题，在第二种情况会出现长度增加的情况。从这两种情况中，我们可以看出，投影的过程会对长度的变形具有抵偿的性质。如果在投影的过程中选择适合的椭球半径，就能够把距离化算到椭球面上时减小的树枝与椭球化算到高斯平面时增加的数值相等。这样就能够使实际的测量距离和高斯平面上的距离具有一致性。在测量中，抵偿投影面的位置在平均高程下的，抵偿面的投影面高程是Hd。

4.2 换算控制点坐标成果

在选择好抵偿面之后，我们可以在测区的中部选择一个控制点。控制点的坐标值要与国家统一的坐标值保持一致。在进行控制点坐标成果换算的时候，我们可以把其他控制点的坐标换算到抵偿面的坐标系当中。

5 投影抵偿面坐标系在地质矿产勘察中的应用

5.1 某地质勘察工程概况

某矿区具有较大的地形起伏，对矿区的勘察需要采用GNSS技术施测首级控制网。在这测量工程中，测区与国家标准中央子午线较远，在测量的时候投影的变形会超过限制。在工程中，首级控制网包含13个D级点，每个D级点都具有两个以上通视方向，抵偿面投影坐标系：G01、G02、G03、G04、G05、G06、G07、G08、G09、G010、G011、G012、G013的X坐标分别为：*936.823、*438.51、*903.404、*465.993、*588.261、*752.841、*434.707、*895.930、*685.777、*532. 869、*301.984、*257.041、*919.089；Y坐标分别为：*392.370、*341. 932、*650.131、*499.188、*017.446、*430.503、*251.369、*301.752、*908.928、*124.964、*862.512、*641.391、*372.431。

5.2 数据处理

勘察中的数据处理主要包括对5个方面的数据处理。（1）首级GNSS网。在国家坐标系统中首级GNSS网的西安80坐标系3度带坐标成果的得出方式是通过国家大地控制点进行二位约束平差的方式。在这个过程中，使用的国家大地控制点有3个。（2）通过计算得出投影长度变形比，这个数据远远超限。（3）计算抵偿投影面。从数据上看，测区的平均高程Hm是1120m，抵偿投影面Hd是430m。（4）在保证测区中部控制点G90坐标固定的情况下，换算控制点成果。（5）进行边长比较。

5.3 精度分析

在矿区测量中，投影区变形的要求是小于2.5cm/km。从测量的结果中我们可以得出，国家坐标根本不能满足投影去变形的要求。在这一矿区，投影区变形的平均值是-0.72cm/km，最大值是-1. 32cm/km。为了使测量满足投影区变形的要求，我们应该使用抵偿投影坐标系。

6 结语

在现阶段的地质勘查中，国家坐标系统经常会出现长度变形过大等问题，对于测量的精度会产生很大的影响。为了提高工程测量的精度，确保工程的质量，我们应该对坐标系统进行科学的选择。经过实践证明，抵偿投影面坐标能够很好的弥补国家坐标系统的不足，对于提高测量的精度具有重要的意义。

[1]付兆祥,李梅玉,唐红涛,等.抵偿投影面坐标系在地质矿产勘查中的应用 [J].北京测绘, 2015(3):144-146.

[2]陈俭.抵偿高程投影面坐标换算在轨交工程中的应用 [J].北京测绘,2015(1):131-133.

[3]张宏,方向平.高海拔地区抵偿坐标系投影面的选择及应用 [J].西部探矿工程,2005,17 (3):93-95.

P62[文献码]B

1000-405X（2016）-12-272-1