城市地方坐標系統(tǒng)改變投影面后的解決辦法
關鍵詞：城市地方坐標系統(tǒng)，投影面正常高，“假城市地方坐標系統(tǒng)”
一、工程概況
某高速公路工程位于某特大城市的西部山區(qū)，大致為東南至西北走向。工程長約30千米，最低處約150米，最高處約600米。
技術設計要求工程坐標系統(tǒng)采用該城市地方坐標系統(tǒng)，首級平面控制網為四等，高程控制網為三等。為保證測區(qū)內投影長度變形值不大于2.5cm/km，選取投影面正常高分別為300米和500米。后經高精度全站儀實測平距與坐標反算距離比較滿足上述要求。
二、主要存在的問題
1．控制網坐標系統(tǒng)的問題
城市地方坐標系統(tǒng)的各項參數(shù)一般不易獲得，僅知該城市地方坐標系統(tǒng)的參考橢球體為1954年北京坐標系參考橢球，中央子午線為×××°××′。根據(jù)該市主要地形推斷其地方坐標系統(tǒng)未選取投影面。根據(jù)某一C級GPS點成果（345423.076，490147.125）判斷其地方坐標系統(tǒng)的原點與1954年北京坐標系統(tǒng)原點不重合。
選取了投影面的工程坐標系統(tǒng)與城市地方坐標系統(tǒng)坐標相差分別達到了17米和29米左右。
2．地形圖坐標系統(tǒng)的問題
由于上述問題的存在使得測區(qū)地形圖成為不能自然拼接的兩個坐標系統(tǒng)的地形圖，雖然可以通過提供投影分區(qū)附近兩套坐標系統(tǒng)的地形圖來解決工程設計問題，但依然存在諸多不便的地方。
3．與原城市地形圖套合的問題
同樣由于選取了投影面的工程坐標系統(tǒng)與城市地方坐標系統(tǒng)坐標相差很大，所測繪的地形圖不能與原城市地形圖套合，不符合城市規(guī)劃委員會的相關要求。
4．兩投影帶坐標不一致的問題
不同投影面坐標系統(tǒng)坐標之間存在差異是必然的，可以通過提供投影分區(qū)附近控制點的兩套坐標解決工程測量的相關問題，但常常令施工測量人員感到不解。
三、處理辦法
由于坐標系統(tǒng)的不同使得上述問題比較復雜，從地形圖的測繪到高速公路的設計再到施工測量都非常不便。本工程通過以下幾個步驟有效的解決了此問題。
1．建立工程坐標系統(tǒng)：1954年北京坐標系參考橢球，中央子午線×××°××′，投影面高程300（500）米，其它參數(shù)不變。首先將高等級控制點成果分別轉換為投影面正常高為300米和500米的成果，中央子午線不變；然后分別在投影面正常高為300米和500米的工程坐標系統(tǒng)中平差，得到兩套坐標。
⑴將投影面正常高為300米的坐標整體平移使其中的一個高等級控制點（本工程為N131，見下圖。該點最好位于測區(qū)中部）與城市地方坐標重合。本工程平移量為:X=-16.3016,Y=0.4650。
�、票緶y區(qū)300米與500米分區(qū)大致處于IVY06處，因此將投影面正常高為500米的坐標整體平移使得IVY06的坐標與經過上述平移后得到的IVY06的坐標不變。
經過以上兩次平移后得到了新的坐標系統(tǒng)，可以稱之為“假城市地方坐標系統(tǒng)”。經計算，經過兩次平移后高等級控制點N200的坐標與原坐標相差1.84米，高等級控制點0002的坐標與原坐標相差1.4米，由此推算位于線路終點附近的IVY12的坐標差約為1.6米。依照《1：5001：10001:2000航測數(shù)字化測圖規(guī)范》和《公路勘測規(guī)范》中相關要求，山地地物點的平面位置中誤差在1:2000地形圖上不大于±1.6米，此精度可以接受。況且此精度是與原地形圖套合精度，不代表實際成圖精度。如果第一次平移的重合點位于測區(qū)中部其精度會有大幅提高。
2.在這種“假城市地方坐標系統(tǒng)”下的地形圖可以形成整體，即使投影面不同，分區(qū)處的地形圖拼接誤差也遠高于規(guī)范要求。在這種地形圖上進行工程設計十分便利。這種地形圖與原城市地形圖可完全套合，符合城市規(guī)劃委員會的相關要求。
3.不必提供投影分區(qū)附近控制點的兩套坐標，IVY06以前的控制點提供投影面正常高為300米的成果，IVY06以后的控制點提供投影面正常高為500米的成果，為將來的施工測量帶來了方便。
四、結論
本工程解決城市地方坐標系統(tǒng)在改變投影面正常高后出現(xiàn)相關問題的方法，不一定適合所有測繪工程，僅作為一種思路供大家參考。在選取了投影面的同時改變了中央子午線（即采用投影于抵償高程面上的高斯正形投影任意帶平面直角坐標系）另需積極研究。
