奎屯河三級水電站工程控制網(wǎng)的投影變形抵償

劉丙德

【摘要】本文結(jié)合奎屯河三級水電站工程，應(yīng)用TrimbleGPS全球定位系統(tǒng)施測GPS工程測量網(wǎng)，采用平差軟件包CosaGPS進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并就工程控制網(wǎng)的投影變形問題、抵償計(jì)算和解決方案進(jìn)行了討論。

【關(guān)鍵詞】GPS 投影變形；高程抵償

【Abstract】In this paper， three Kuitun River Hydropower Project， application TrimbleGPS Surveying GPS global positioning system engineering measurement network， using CosaGPS adjustment package for data processing， and to control network projection distortion engineering problems， compensation calculations and solutions are discussed.

【Key words】GPS projection deformation；Height compensation

1. 工程概況

為進(jìn)行奎屯河三級水電站的前期勘測設(shè)計(jì)、中期施工以及后期監(jiān)測工作，需建立GPS控制測量網(wǎng)。奎屯農(nóng)七師勘測設(shè)計(jì)研究院受委托承擔(dān)次工作。測區(qū)跨度：自東經(jīng)84°44′、北緯44°07′至東經(jīng)84°47′、北緯44°14′，自奎屯河上游水文站至三級水電站，全長約13公里。 觀測儀器采用Trimble 5700雙頻GPS接收機(jī)。平差軟件：武漢大學(xué)研制的GPS工程測量網(wǎng)通用平差軟件包CosaGPS；Trimble的隨機(jī)軟件Trimble Geomatics Office Software。

2. 作業(yè)依據(jù)

作業(yè)依據(jù)：1、《全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范》，（GB/T 18314-2001）；2、《水利水電工程測量規(guī)范》（規(guī)劃設(shè)計(jì)階段），（SL 197-97）；2、《水利水電工程測量規(guī)范》（規(guī)劃設(shè)計(jì)階段），SL 197-97，水利部、電力工業(yè)部。

根據(jù)規(guī)范的要求，投影變形允許值為5cm/Km，但因?yàn)橐瑫r滿足測圖及淹沒界樁放樣的要求，所以我們控制投影變形允許值為2.5cm/Km。

3. 投影原理及變形量計(jì)算

參考橢球面變形通常可以抵消一部分長度變形，將地面實(shí)測邊長S歸算到參考橢球面上，邊長變化計(jì)算公式：

將參考橢球面上的邊長S0歸算到高斯投影面上，邊長變形影響計(jì)算公式：

△s2=（Ym/Rm） 2/2 （2）

式中： S0——投影歸算邊長；

Ym——?dú)w算邊兩端點(diǎn)橫坐標(biāo)平均值；

Rm——參考橢球面平均曲率半徑。

變形補(bǔ)償計(jì)算：

欲使兩種變形抵消，即要（1）+（2）=△s1+△s2=0mm，則 y2m2R2-ΔHR×S=0，即： y2m2R2= ΔHR。根據(jù)工程需要，當(dāng)△s1+△s2剩余的變形量大于2.5cm/Km時，應(yīng)當(dāng)考慮采用高斯正形投影任意帶平面直角坐標(biāo)系統(tǒng)，或建立獨(dú)立坐標(biāo)系統(tǒng)。

由表1～表3看出，當(dāng)測區(qū)高程估算為975米時，總變形量為-10.7cm/Km超出規(guī)范的2.5cm/Km，所以必須進(jìn)行抵償改正。

4. 抵償計(jì)算

投影抵償計(jì)算見表4。

由表4看出，由測區(qū)投影高（實(shí)際高程與測區(qū)平均高程的差值約6米）引起的變形量為-0.94毫米，由投影帶變形引起的變形量為+0.1毫米，累積總變形量為-0.84毫米/Km，小于規(guī)范的2.5cm/Km，完全滿足設(shè)計(jì)要求。

5. 抵償方案

根據(jù)以上的數(shù)據(jù)，我們確定，將投影中央子午線定義到測區(qū)中心即86°46′，投影帶變形約0.94毫米，再加上歸算到測區(qū)平均高程面投影（975米）的改正，就可滿足規(guī)范要求的每千米小于2.5cm的要求，抵償后變形量殘差為小于0.84毫米/Km，符合規(guī)范要求。

6. 結(jié)束語

進(jìn)行投影計(jì)算后，結(jié)果與全站儀邊長比較，非常吻合，證明上述計(jì)算無誤，達(dá)到預(yù)期目的，同時解決了投影變形的問題，提高了控制網(wǎng)精度，并方便了用常規(guī)儀器進(jìn)測量放線。

參考文獻(xiàn)

[1]葉達(dá)忠.控制測量中的正形投影變形及其計(jì)算.廣西水利水電.2005.03.

[2]也祥元、郭標(biāo)明、劉宗泉. 大地測量學(xué)基礎(chǔ). 武漢大學(xué)出版社.2006.01.