斜軸墨卡托投影在高鐵控制網(wǎng)中的應(yīng)用研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、高速鐵路作為我國基礎(chǔ)建設(shè)發(fā)展的核心戰(zhàn)略，在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起到了巨大的作用，為了確保高速鐵路能夠安全的運(yùn)行，需要在修建高速鐵路時保證高速鐵路控制網(wǎng)的精度。高速鐵路控制網(wǎng)的精度與地圖投影有著密切關(guān)系，目前我國大部分鐵路建設(shè)項目都是基于高斯投影的控制網(wǎng)，它的優(yōu)勢在于能夠有效的控制投影變形，即使在有多數(shù)分帶的情況下還是可以滿足高速鐵路工程測量規(guī)范的要求。但是對于東西跨度比較大（比如滬昆高鐵）的線性工程就需要劃分多個投影帶，建立多個獨(dú)立的坐標(biāo)系來

2、滿足施工當(dāng)中坐標(biāo)銜接的需要，且鄰帶重疊區(qū)域之間的換算也比較麻煩，給實(shí)際的施工帶來許多不便。因此針對東西走向的高速鐵路，本文采用可以最大化減少投影分帶并有效控制長度投影變形的斜軸墨卡托投影，并與高斯投影方法進(jìn)行對比分析，從而驗(yàn)證斜軸墨卡托投影在東西走向鐵路應(yīng)用中的實(shí)際價值。對于高速鐵路控制網(wǎng)而言，目前使用的《高速鐵路工程測量規(guī)范》TB10601-2009中明確指出：高速鐵路線路軌面設(shè)計高程面上各點(diǎn)投影長度變形值不能大于10mm/Km[1]

3、，并且工程平面的坐標(biāo)必須采用在工程獨(dú)立坐標(biāo)系統(tǒng)下。采用高斯投影的投影變形主要有兩個方面的誤差：一是長度的高程歸化改正；二是投影變形改正。本文在考慮兩方面誤差的綜合影響下，通過運(yùn)用實(shí)際高速鐵路 GPS控制網(wǎng)的數(shù)據(jù)來分析斜軸墨卡托投影的理論，并且和高斯投影的結(jié)果對比分析，來證明斜軸墨卡托投影方法的可行性，并通過設(shè)計基于斜軸墨卡托投影的計算軟件能夠快速、便捷的計算出結(jié)果。
　　本文的主要內(nèi)容有：（1）講述了高斯投影基本理論和高斯投影長度

4、變形；（2）介紹斜軸墨卡托投影的理論過程—首先建立區(qū)域性橢球、其次將橢球面元素轉(zhuǎn)換到球面上、再次利用球面極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為斜軸球面大地坐標(biāo)，最后轉(zhuǎn)換為斜軸墨卡托投影平面坐標(biāo)；（3）在利用球面極坐標(biāo)時運(yùn)用設(shè)計的 MATLAB程序確定最佳的新極點(diǎn)和投影中線；（4）以工程實(shí)例數(shù)據(jù)為例分析，采用斜軸墨卡托投影方法計算并分析結(jié)果，與目前采用廣泛的高斯投影方法得到的結(jié)果進(jìn)行對比分析；（5）以斜軸墨卡托投影方法為基礎(chǔ)，利用MATLAB確定的最佳新極點(diǎn)和投影