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斜轴墨卡托投影在高铁控制网中的应用研究与实现
| 论文题名： | 斜轴墨卡托投影在高铁控制网中的应用研究与实现 |
| 关键词： | 斜轴墨卡托投影;高速铁路;控制网;投影变形 |
| 摘要： | 高速铁路作为我国基础建设发展的核心战略，在我国经济发展中起到了巨大的作用，为了确保高速铁路能够安全的运行，需要在修建高速铁路时保证高速铁路控制网的精度。高速铁路控制网的精度与地图投影有着密切关系，目前我国大部分铁路建设项目都是基于高斯投影的控制网，它的优势在于能够有效的控制投影变形，即使在有多数分带的情况下还是可以满足高速铁路工程测量规范的要求。但是对于东西跨度比较大（比如沪昆高铁）的线性工程就需要划分多个投影带，建立多个独立的坐标系来满足施工当中坐标衔接的需要，且邻带重叠区域之间的换算也比较麻烦，给实际的施工带来许多不便。因此针对东西走向的高速铁路，本文采用可以最大化减少投影分带并有效控制长度投影变形的斜轴墨卡托投影，并与高斯投影方法进行对比分析，从而验证斜轴墨卡托投影在东西走向铁路应用中的实际价值。对于高速铁路控制网而言，目前使用的《高速铁路工程测量规范》TB10601-2009中明确指出：高速铁路线路轨面设计高程面上各点投影长度变形值不能大于10mm/Km[1]，并且工程平面的坐标必须采用在工程独立坐标系统下。采用高斯投影的投影变形主要有两个方面的误差：一是长度的高程归化改正；二是投影变形改正。本文在考虑两方面误差的综合影响下，通过运用实际高速铁路 GPS控制网的数据来分析斜轴墨卡托投影的理论，并且和高斯投影的结果对比分析，来证明斜轴墨卡托投影方法的可行性，并通过设计基于斜轴墨卡托投影的计算软件能够快速、便捷的计算出结果。 本文的主要内容有：（1）讲述了高斯投影基本理论和高斯投影长度变形；（2）介绍斜轴墨卡托投影的理论过程—首先建立区域性椭球、其次将椭球面元素转换到球面上、再次利用球面极坐标转换为斜轴球面大地坐标，最后转换为斜轴墨卡托投影平面坐标；（3）在利用球面极坐标时运用设计的 MATLAB程序确定最佳的新极点和投影中线；（4）以工程实例数据为例分析，采用斜轴墨卡托投影方法计算并分析结果，与目前采用广泛的高斯投影方法得到的结果进行对比分析；（5）以斜轴墨卡托投影方法为基础，利用MATLAB确定的最佳新极点和投影中线，以Visual C＃为开发平台，编写了基于高斯投影和斜轴墨卡托投影的高铁控制网数据处理软件，并用三个实例证明采用优化后的斜轴墨卡托投影精度更稳定。 |
| 作者： | 章重阳 |
| 专业： | 测绘工程 |
| 导师： | 邹自力;胡水平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东华理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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