1問題的提出

長輸送管道是長途輸送水、石油、天然氣等介質的輸送管道，由線路和車站兩部分組成。長輸送管道工程測量中建立的地球橢球面與地圖平面之間的轉換關系，不可避免地存在投影變形，這種變形引起的誤差，不采取措施會給管道測量帶來嚴重的偏差和錯誤。因此，長輸管道工程測量中分析投影變形的影響狀況，采取適當?shù)拇胧┫�除，成為測量工作不可或缺的內容。

2長輸送管道工程測量中的投影變形分析

長輸送管道工程通常從幾百公里到幾千公里不等，由于其地區(qū)跨度大，投影方式一般采用與國家基本比例尺地形圖一致的投影方式，我國通常采用高斯6°帶或3°帶的帶投影。高斯投影是分帶等角橫切橢圓柱投影，根據(jù)其變形規(guī)律，中央子午線沒有長度變形，離開中央子午線越遠變形越快。管道工程中的長度變形是兩種變形的總和。一是將現(xiàn)場觀測邊長計算為參考橢圓球體面時產生的變形，即高度歸化，二是將橢圓球面的邊長投影到高斯面時的變形，即距離變化。

(1)高度歸化。實地觀測邊長Sm歸化為參考橢球體面，其長度縮短△SH，歸化高度為Hm，地球平均曲率半徑為RA，取其主要項目為△SH/Sm=Hm/RA。(2)高斯正形投影的距離變化。參考橢圓球體面上的邊長s投影到高斯平面，其長度放置長△Sy，設置該邊緣兩端點的平均橫坐標為ym，密切球體半徑為Rm，取其主要項目為△Sy/S=y2m/2R2m。(3)長度綜合變形。長度綜合變形是前兩種和，在不影響嚴密性的前提下取出RA=Rm、Sm=S，綜合上述兩種類型可以得到綜合變形△S=(y2m/2R2m-Hm/Rm)S。

3問題的解決方法

3.1線路測量中投影變形的應對管道設計和施工中采用基于網(wǎng)格坐標的線性參考系統(tǒng)，材料計算和施工中不考慮投影變形會導致系統(tǒng)錯誤。特別是采用航拍測量與正規(guī)工程測量相結合的方法進行作業(yè)時，由于兩種方法遵循的作業(yè)原則不同，最后的結果會產生一定的差異。為了保證兩套成果的一致性，有效消除投影過程中的長度變形，通常以GPS初級控制測量為基礎，采用GPS-RTK的方法測量線路角樁，控制線路，消除測量儀測量時長度變形的誤差累積和傳遞，角樁間隔在1千米以下

這種方式也可以很好地控制長度變形，簡化施工放樣的計算。3.2站場測量中投影變形的應對處理測量規(guī)范規(guī)定，在選擇油氣田平面控制網(wǎng)的坐標系統(tǒng)時，高度歸化和距離變化的綜合長度投影變形△S不得超過1/40000，即|y2m/2R2m-Hm/Rm|≤1/40000。因此，國家統(tǒng)一坐標系統(tǒng)有一定的適用范圍，不影響嚴密性，取Rm=6371km，Hm=7.848×10-8y2m±159式Hm和ym為米計。由此可知，國家統(tǒng)一坐標系統(tǒng)的適用區(qū)域如下圖所示，測量區(qū)域遠離中央子午線或測量區(qū)域高度時，投影變形誤差超過允許范圍。因此，工程中通常采用局部坐標系統(tǒng)的方法來限制投影變形。選擇局部坐標系統(tǒng)的方法如下:

(1)補償投影面的高斯坐標系統(tǒng)。該坐標系仍采用國家3°帶高度投影，但投影高度面不參考橢圓球面，而是為了補償高度投影長度變形而選擇的高度投影面，在該高度投影面上，長度變形為零，即y2m/2R2m-△H/Rm=0式中:△H=Hm-H，即測量區(qū)平均高度Hm高于高度H(2)任意帶高斯坐標系。以橢球體面為投影面，但投影的中央子午線不是標準的3°帶中央子午線，而是為了補償高度投影變形而選擇的某個子午線作為中央子午線投影。即固定Hm選擇ym，ym=2RmHm。

(3)具有高度補償和帶寬限制的任意帶高斯坐標系統(tǒng)。選擇通過測量區(qū)中央的子午線作為投影中央子午線，高度賠償面選擇在測量區(qū)平均高度方面，通過雙重補償擴大測量區(qū)允許的高差和帶寬限制。一條長線設計1處山嶺隧道，長3576m，平均海拔1322m，管道全線采用6°帶高斯投影，隧道位置距中央子午線185km。該隧道該隧道長度綜合變形值達0.767m，遠遠超過限值要求。為減小投影變形對隧道設計和施工的影響，測量中以通過測區(qū)中央的子午線作為投影中央子午線，以測區(qū)平均高程面為投影面建立了隧道穿越區(qū)任意帶高斯坐標系，并與線路測量坐標系建立明確的換算關系。通過以上抵償坐標系的選擇，有效的消除了投影變形的影響，保證了隧道工程的順利貫通。

4結語

為了減少輸送管道工程測量中長度投影變形的影響，可以根據(jù)工程的具體情況選擇合適的坐標系統(tǒng)。在選擇坐標系統(tǒng)時，應考慮以滿足工程精度要求為基礎，確保長度投影變形不超過允許值。與國家坐標建立明確的聯(lián)系，便于空間數(shù)據(jù)交流和共享。處理方法簡單易行，避免復雜的計算。

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