本發明涉及一種數據處理方法，特別是涉及一種用于處理數據投影變形時的數據處理方法。
背景技術：
：在大型工程開工前對控制點進行校核工作中，往往存在實測距離與坐標反算距離超出規范要求的問題，這都是由投影變形引起的。以地理坐標：121°29′12＂e，36°47′40＂n，現為國家一級群眾漁港的位置為例。若在此處修建長度為250m的碼頭，預先設置有施工平面控制點，如表1所示，之后選擇三個測量控制點，如表2所示，為了將控制點與設計圖紙坐標對應起來，使用轉換軟件對控制點坐標進行了換帶轉換，結果如表3所示。最后在開工前，對控制點進行校核工作，校核工作使用3臺gps，對三個控制點進行60分鐘的靜態測量。控制點基線經處理后結果如表4所示，由表4可知，控制點坐標反算距離與靜態測量基線距離差距過大，分析原因有如下三種情況：(1)坐標換帶計算錯誤；(2)靜態數據誤差大，數據不合格；(3)換帶計算和靜態數據都準確，此誤差有其它原因引起。而根據相關規范資料《水運工程測量規范》jtj131－2012，得知此差值是由于長度投影變形引起的。規范規定：一個測區應采用同一坐標系，對港口工程測量和比例尺不小于1:1000的疏浚及航道測量，其長度投影變形不應大于1/40000，即投影長度變形值不得大于2.5cm/km。長度投影變形是怎么產生的呢？我國的國家80坐標系、54坐標系都是通過高斯正形投影得出，那么實際測量的邊長s要經過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，當大到超過測圖、施工精度時則不允許。為此，要將變形限制在一定的測圖精度允許范圍內。表1陸域控制點坐標控制點x(m)y(m)a104074123.115364884.744a114074298.803365062.6031980西安坐標系；1985國家高程基準；中央子午線：123°00'00"。表2控制點坐標1980西安坐標系；1985國家高程基準；中央子午線：120°00'00"。表3換帶轉換后控制點坐標1980西安坐標系；1985國家高程基準；中央子午線：123°00'00"。表4坐標反算與靜態測量基線距離對比表點名坐標反算平距(m)gps靜態基線平距(m)差值(m)誤差比例rd51～rd526412.1146410.7881.3261/4835rd51～rd565031.6665030.6601.0061/5000rd52～rd566719.9656718.5441.4211/4728技術實現要素：本發明要解決的技術問題是提供一種針對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據范圍之內。本發明投影變形的數據處理方法，包括以下步驟：1)將實地測量的邊長長度換算到參考橢球面上產生的變形，即高程歸化值△s1；得改正數誤差方程式為：式中ra-地球曲率半徑(6371km)；hm-長度所在高程面對于橢球面的平均高程；nm-測距邊所在地區大地水準面差距；s-測距邊在平均高程面上的水平投影長度；2)參考橢球面上的長度投影至高斯平面，即高斯改化值△s2；得改正數誤差方程式為：式中ra-地球曲率半徑；ym-測距的兩端點橫坐標平均值；s1-歸算到橢球面上的長度；3)取s＝s1，綜合上兩式可得，綜合長度變形△s為：4)抵償高程面將地面點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地帶綜合改正公式里的兩項是相互可以抵消的，但實際情況下完全抵消是沒有的，根據公式(3)及變形限差值得出高程(抵償高程)與橫坐標的關系：h：抵償高程。本發明投影變形的數據處理方法與現有技術不同之處在于本發明投影變形的數據處理方法采用將投影于抵償高程面上的高斯-克呂格投影統一3°帶平面直角坐標系的方法，有效的減小了長度投影變形對測量數據的影響，使測量得到的數據經過處理后滿足施工精度，降低了工程開工前期的工作量，有效提高了工作效率。具體實施方式本發明投影變形的數據處理方法：第一項、實地測量的邊長長度換算到參考橢球面上產生的變形，即高程歸化值△s1；改正數誤差方程式為：式中ra-地球曲率半徑(6371km)；hm-長度所在高程面對于橢球面的平均高程；nm-測距邊所在地區大地水準面差距；s-測距邊在平均高程面上的水平投影長度。第二項、參考橢球面上的長度投影至高斯平面，即高斯改化值△s2；改正數誤差方程式為：式中ra-地球曲率半徑；ym-測距的兩端點橫坐標平均值；s1-歸算到橢球面上的長度。在不影響推證嚴密性的前提下取，s＝s1，綜合上兩式可得，綜合長度變形△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)地面上實量長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，長度變形愈大。(2)參考橢球面上長度投影到高斯投影面上，其長度總是增大的，且△s2增值與ym2成正比，離中央子午線愈遠，長度變形愈大。(3)高程歸化投影變形與高斯投影變形符號相反，所以在一定的區域內，兩種變形可以相互抵償。利用綜合改正公式(3)現以rd51～rd52邊長為例，現做以下驗證：根據公式(3)得：通過計算改正后得出表5數據，從計算結果可以看出將地面上測量的邊長經過歸化改正后就能滿足測量規范要求，從而也驗證了改正公式的正確性。表5坐標反算與測量基線改正后對比點名坐標反算平距(m)gps靜態基線平距改正后(m)差值(m)rd51～rd526412.1146412.119(6410.788+1.331)0.005三角網中的測距邊、導線網和邊角組合網中的觀測邊長s規劃到參考橢球面上，其長度將縮短△s1，根據公式設ra＝6371km，hm＝50～2000m時，△s1/s的數值表如下：表6△s1/s與hm的關系hm(m)5010016030050010002000△s1/s1/1270001/640001/400001/210001/127001/64001/3200參考橢球面上的邊長s1投影到高斯平面，其長度將增長△s2，根據公式設y為10～150km時，△s2/s1的數值關系如下表：表7△s2/s1與橫坐標位置的關系ym(km)1020304550100150△s2/s11/8100001/2000001/900001/400001/320001/81001/3600從表(6)和表(7)的數據可以看出，城市地區高程若大于160m或其平面位置離開統一3°帶的中央子午線的東西方向距離若大于45km，其長度變形都超過規范規定的1/40000。因此本發明采用將投影于抵償高程面上的高斯-克呂格投影統一3°帶平面直角坐標系。第一步：抵償高程面將地面點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地帶綜合改正公式里的兩項是相互可以抵消的，但實際情況下完全抵消是沒有的，根據公式(3)及變形限差值得出高程(抵償高程)與橫坐標的關系：h：抵償高程由公式(4)可以得到下表：表8抵償投影面與相應的橫坐標區間關系表由表可見對于一定的高程只存在一定的抵償地帶，當抵償面高程為159m時抵償范圍最大，東西寬度達128km。以控制點rd51～rd52為例計算，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，即要將基準面降低到當地水準面下1349m。由公式(4)得：在抵償高程為1394m時ym坐標范圍為：121.7km～137.km之間，由控制點坐標可知ym坐標范圍為：127.9km～134.2km之間，因此可以使用抵償高程面做為當地水準面。所以本工程應采用高程為-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西安坐標系。以上所述的實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，并非對本發明的范圍進行限定，在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本發明的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本發明權利要求書確定的保護范圍內。當前第1頁12