本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)處理方法，特別是涉及一種用于處理數(shù)據(jù)投影變形時(shí)的數(shù)據(jù)處理方法。
背景技術(shù)：
：在大型工程開(kāi)工前對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行校核工作中，往往存在實(shí)測(cè)距離與坐標(biāo)反算距離超出規(guī)范要求的問(wèn)題，這都是由投影變形引起的。以地理坐標(biāo)：121°29′12＂e，36°47′40＂n，現(xiàn)為國(guó)家一級(jí)群眾漁港的位置為例。若在此處修建長(zhǎng)度為250m的碼頭，預(yù)先設(shè)置有施工平面控制點(diǎn)，如表1所示，之后選擇三個(gè)測(cè)量控制點(diǎn)，如表2所示，為了將控制點(diǎn)與設(shè)計(jì)圖紙坐標(biāo)對(duì)應(yīng)起來(lái)，使用轉(zhuǎn)換軟件對(duì)控制點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行了換帶轉(zhuǎn)換，結(jié)果如表3所示。最后在開(kāi)工前，對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行校核工作，校核工作使用3臺(tái)gps，對(duì)三個(gè)控制點(diǎn)進(jìn)行60分鐘的靜態(tài)測(cè)量?？刂泣c(diǎn)基線經(jīng)處理后結(jié)果如表4所示，由表4可知，控制點(diǎn)坐標(biāo)反算距離與靜態(tài)測(cè)量基線距離差距過(guò)大，分析原因有如下三種情況：(1)坐標(biāo)換帶計(jì)算錯(cuò)誤；(2)靜態(tài)數(shù)據(jù)誤差大，數(shù)據(jù)不合格；(3)換帶計(jì)算和靜態(tài)數(shù)據(jù)都準(zhǔn)確，此誤差有其它原因引起。而根據(jù)相關(guān)規(guī)范資料《水運(yùn)工程測(cè)量規(guī)范》jtj131－2012，得知此差值是由于長(zhǎng)度投影變形引起的。規(guī)范規(guī)定：一個(gè)測(cè)區(qū)應(yīng)采用同一坐標(biāo)系，對(duì)港口工程測(cè)量和比例尺不小于1:1000的疏浚及航道測(cè)量，其長(zhǎng)度投影變形不應(yīng)大于1/40000，即投影長(zhǎng)度變形值不得大于2.5cm/km。長(zhǎng)度投影變形是怎么產(chǎn)生的呢？我國(guó)的國(guó)家80坐標(biāo)系、54坐標(biāo)系都是通過(guò)高斯正形投影得出，那么實(shí)際測(cè)量的邊長(zhǎng)s要經(jīng)過(guò)換算才能得到高斯正投影下的距離s0，由高斯投影的原理可知s必然不等于s0，距中央子午線距離愈大，其投影誤差則愈大，當(dāng)大到超過(guò)測(cè)圖、施工精度時(shí)則不允許。為此，要將變形限制在一定的測(cè)圖精度允許范圍內(nèi)。表1陸域控制點(diǎn)坐標(biāo)控制點(diǎn)x(m)y(m)a104074123.115364884.744a114074298.803365062.6031980西安坐標(biāo)系；1985國(guó)家高程基準(zhǔn)；中央子午線：123°00'00"。表2控制點(diǎn)坐標(biāo)1980西安坐標(biāo)系；1985國(guó)家高程基準(zhǔn)；中央子午線：120°00'00"。表3換帶轉(zhuǎn)換后控制點(diǎn)坐標(biāo)1980西安坐標(biāo)系；1985國(guó)家高程基準(zhǔn)；中央子午線：123°00'00"。表4坐標(biāo)反算與靜態(tài)測(cè)量基線距離對(duì)比表點(diǎn)名坐標(biāo)反算平距(m)gps靜態(tài)基線平距(m)差值(m)誤差比例rd51～rd526412.1146410.7881.3261/4835rd51～rd565031.6665030.6601.0061/5000rd52～rd566719.9656718.5441.4211/4728技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種針對(duì)投影變形的處理方法，能夠有效減小誤差，使誤差控制在有效數(shù)據(jù)范圍之內(nèi)。本發(fā)明投影變形的數(shù)據(jù)處理方法，包括以下步驟：1)將實(shí)地測(cè)量的邊長(zhǎng)長(zhǎng)度換算到參考橢球面上產(chǎn)生的變形，即高程歸化值△s1；得改正數(shù)誤差方程式為：式中ra-地球曲率半徑(6371km)；hm-長(zhǎng)度所在高程面對(duì)于橢球面的平均高程；nm-測(cè)距邊所在地區(qū)大地水準(zhǔn)面差距；s-測(cè)距邊在平均高程面上的水平投影長(zhǎng)度；2)參考橢球面上的長(zhǎng)度投影至高斯平面，即高斯改化值△s2；得改正數(shù)誤差方程式為：式中ra-地球曲率半徑；ym-測(cè)距的兩端點(diǎn)橫坐標(biāo)平均值；s1-歸算到橢球面上的長(zhǎng)度；3)取s＝s1，綜合上兩式可得，綜合長(zhǎng)度變形△s為：4)抵償高程面將地面點(diǎn)到參考橢球面的高程hm改為到抵償高程面的高程h，從而抵消因距離子中央子午線的距離產(chǎn)生的變形值。抵償高程面到參考橢球面的高度為ha＝h-hm；5)抵償高程適用的抵償?shù)貛ЬC合改正公式里的兩項(xiàng)是相互可以抵消的，但實(shí)際情況下完全抵消是沒(méi)有的，根據(jù)公式(3)及變形限差值得出高程(抵償高程)與橫坐標(biāo)的關(guān)系：h：抵償高程。本發(fā)明投影變形的數(shù)據(jù)處理方法與現(xiàn)有技術(shù)不同之處在于本發(fā)明投影變形的數(shù)據(jù)處理方法采用將投影于抵償高程面上的高斯-克呂格投影統(tǒng)一3°帶平面直角坐標(biāo)系的方法，有效的減小了長(zhǎng)度投影變形對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的影響，使測(cè)量得到的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)處理后滿足施工精度，降低了工程開(kāi)工前期的工作量，有效提高了工作效率。具體實(shí)施方式本發(fā)明投影變形的數(shù)據(jù)處理方法：第一項(xiàng)、實(shí)地測(cè)量的邊長(zhǎng)長(zhǎng)度換算到參考橢球面上產(chǎn)生的變形，即高程歸化值△s1；改正數(shù)誤差方程式為：式中ra-地球曲率半徑(6371km)；hm-長(zhǎng)度所在高程面對(duì)于橢球面的平均高程；nm-測(cè)距邊所在地區(qū)大地水準(zhǔn)面差距；s-測(cè)距邊在平均高程面上的水平投影長(zhǎng)度。第二項(xiàng)、參考橢球面上的長(zhǎng)度投影至高斯平面，即高斯改化值△s2；改正數(shù)誤差方程式為：式中ra-地球曲率半徑；ym-測(cè)距的兩端點(diǎn)橫坐標(biāo)平均值；s1-歸算到橢球面上的長(zhǎng)度。在不影響推證嚴(yán)密性的前提下取，s＝s1，綜合上兩式可得，綜合長(zhǎng)度變形△s為：由式(1)、式(2)、式(3)可以歸納投影變形的主要特征如下:(1)地面上實(shí)量長(zhǎng)度歸算至參考橢球面上總是縮短的，且|△s1|與hm成正比，地面高程愈高，長(zhǎng)度變形愈大。(2)參考橢球面上長(zhǎng)度投影到高斯投影面上，其長(zhǎng)度總是增大的，且△s2增值與ym2成正比，離中央子午線愈遠(yuǎn)，長(zhǎng)度變形愈大。(3)高程歸化投影變形與高斯投影變形符號(hào)相反，所以在一定的區(qū)域內(nèi)，兩種變形可以相互抵償。利用綜合改正公式(3)現(xiàn)以rd51～rd52邊長(zhǎng)為例，現(xiàn)做以下驗(yàn)證：根據(jù)公式(3)得：通過(guò)計(jì)算改正后得出表5數(shù)據(jù)，從計(jì)算結(jié)果可以看出將地面上測(cè)量的邊長(zhǎng)經(jīng)過(guò)歸化改正后就能滿足測(cè)量規(guī)范要求，從而也驗(yàn)證了改正公式的正確性。表5坐標(biāo)反算與測(cè)量基線改正后對(duì)比點(diǎn)名坐標(biāo)反算平距(m)gps靜態(tài)基線平距改正后(m)差值(m)rd51～rd526412.1146412.119(6410.788+1.331)0.005三角網(wǎng)中的測(cè)距邊、導(dǎo)線網(wǎng)和邊角組合網(wǎng)中的觀測(cè)邊長(zhǎng)s規(guī)劃到參考橢球面上，其長(zhǎng)度將縮短△s1，根據(jù)公式設(shè)ra＝6371km，hm＝50～2000m時(shí)，△s1/s的數(shù)值表如下：表6△s1/s與hm的關(guān)系hm(m)5010016030050010002000△s1/s1/1270001/640001/400001/210001/127001/64001/3200參考橢球面上的邊長(zhǎng)s1投影到高斯平面，其長(zhǎng)度將增長(zhǎng)△s2，根據(jù)公式設(shè)y為10～150km時(shí)，△s2/s1的數(shù)值關(guān)系如下表：表7△s2/s1與橫坐標(biāo)位置的關(guān)系ym(km)1020304550100150△s2/s11/8100001/2000001/900001/400001/320001/81001/3600從表(6)和表(7)的數(shù)據(jù)可以看出，城市地區(qū)高程若大于160m或其平面位置離開(kāi)統(tǒng)一3°帶的中央子午線的東西方向距離若大于45km，其長(zhǎng)度變形都超過(guò)規(guī)范規(guī)定的1/40000。因此本發(fā)明采用將投影于抵償高程面上的高斯-克呂格投影統(tǒng)一3°帶平面直角坐標(biāo)系。第一步：抵償高程面將地面點(diǎn)到參考橢球面的高程hm改為到抵償高程面的高程h，從而抵消因距離子中央子午線的距離產(chǎn)生的變形值。抵償高程面到參考橢球面的高度為ha＝h-hm。第二步：抵償高程適用的抵償?shù)貛ЬC合改正公式里的兩項(xiàng)是相互可以抵消的，但實(shí)際情況下完全抵消是沒(méi)有的，根據(jù)公式(3)及變形限差值得出高程(抵償高程)與橫坐標(biāo)的關(guān)系：h：抵償高程由公式(4)可以得到下表：表8抵償投影面與相應(yīng)的橫坐標(biāo)區(qū)間關(guān)系表由表可見(jiàn)對(duì)于一定的高程只存在一定的抵償?shù)貛?，?dāng)?shù)謨斆娓叱虨?59m時(shí)抵償范圍最大，東西寬度達(dá)128km。以控制點(diǎn)rd51～rd52為例計(jì)算，公式(1)和公式(2)完全抵消得到：ra＝6371km求得：h＝1349m抵償高程面到參考橢球面的高度h＝1349-26＝1323m，即要將基準(zhǔn)面降低到當(dāng)?shù)厮疁?zhǔn)面下1349m。由公式(4)得：在抵償高程為1394m時(shí)ym坐標(biāo)范圍為：121.7km～137.km之間，由控制點(diǎn)坐標(biāo)可知ym坐標(biāo)范圍為：127.9km～134.2km之間，因此可以使用抵償高程面做為當(dāng)?shù)厮疁?zhǔn)面。所以本工程應(yīng)采用高程為-1323m抵償高程面上的高斯正投影中央子午線為123°的3°帶的1980西安坐標(biāo)系。以上所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書(shū)確定的保護(hù)范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)12