塔拉，楊園園，阿拉坦巴特爾

（1.內(nèi)蒙古電力勘測設(shè)計院,呼和浩特010020；2.包鋼勘察測繪研究院，內(nèi)蒙古包頭014010）

工程選址中GPS手持機參數(shù)設(shè)定的解析

塔拉1，楊園園1，阿拉坦巴特爾2

（1.內(nèi)蒙古電力勘測設(shè)計院,呼和浩特010020；2.包鋼勘察測繪研究院，內(nèi)蒙古包頭014010）

介紹GPS手持機的參數(shù)設(shè)定，通過理論與實際應(yīng)用的分析，總結(jié)出我國中央子午線及其所屬經(jīng)度區(qū)、相應(yīng)帶號、變化規(guī)律等諸多工程實際應(yīng)用數(shù)據(jù)，并提供對工程坐標(biāo)數(shù)據(jù)的類別分析、正確性校核等經(jīng)驗方法。

GPS手持機；中央子午線；三度帶；六度帶

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.09.002

1 引言

GPS手持機是總圖運輸專業(yè)及相關(guān)專業(yè)人員在工程選址工作中的主要輔助工具之一。對于工程選址工作來說它的主要作用在于現(xiàn)場路線及工程位置的定位。參數(shù)設(shè)定是使用GPS手持機前的主要準(zhǔn)備工作。有關(guān)GPS理論介紹的文章較多，但GPS手持機參數(shù)設(shè)定的詳細(xì)分析較少，為了補充這一個空缺，讓工程人員更準(zhǔn)確快速地使用GPS手持機，論文圍繞GPS手持機的主要參數(shù)設(shè)定來解析相關(guān)數(shù)據(jù)、論述相關(guān)知識。

2 GPS系統(tǒng)及GPS手持機主要參數(shù)概述

GPS系統(tǒng)是“衛(wèi)星測時測距導(dǎo)航/全球定位系統(tǒng)”，簡稱GPS系統(tǒng)。GPS手持機需設(shè)置的參數(shù)主要有“坐標(biāo)格式”（也叫“位置格式”）和“坐標(biāo)系統(tǒng)”（也叫“地圖基準(zhǔn)”）2種，通常這2種參數(shù)設(shè)置均在“單位設(shè)置”選項中。進行“位置格式”設(shè)置時選擇“自定義坐標(biāo)格式（或User）”，其下有“中央子午線”“投影比例”“東西偏差”“南北偏差”等4種參數(shù)需要設(shè)置；進行“地圖基準(zhǔn)”設(shè)置時選擇“自定義坐標(biāo)系統(tǒng)（或User）”，其下有DX、DY、DZ、DA、DF等5種參數(shù)需要設(shè)置。

3 “位置格式”設(shè)置

“位置格式”設(shè)置涉及“中央子午線”“投影比例”“東西偏差”“南北偏差”等4種參數(shù)。其中“投影比例”設(shè)置為“1”，即實際物體按1∶1的比例投影[1]。下面主要介紹“中央子午線”“東西偏差”和“南北偏差”的設(shè)置。

3.1 中央子午線概述

地球是一個球體，球面上的位置以經(jīng)緯度來表示，我們把它稱為“球面坐標(biāo)系統(tǒng)”或“地理坐標(biāo)系統(tǒng)”。在球面上計算角度和距離較為復(fù)雜，而且地圖是印刷在平面紙張上，要將球面上的物體畫到紙上，就必須展平，這種將球面轉(zhuǎn)化為平面的過程，稱為“投影”。我們可以想象成將一個圓柱體橫 躺，套在地球外面，再將地表投影到這個圓柱上，然后將圓柱體展開成平面。圓柱與地球沿南北經(jīng)線方向相切，我們將這條切線稱為“中央經(jīng)線”，即中央子午線。

3.2 三度帶和六度帶概述

在中央經(jīng)線上，投影面與地球完全密合，因此，圖形沒有變形。由中央經(jīng)線往東西兩側(cè)延伸，地表圖形會被逐漸放大，變形也會越來越嚴(yán)重。需要注意的是在GPS手持機中帶號不作為具體的數(shù)據(jù)顯示，GPS手持機中的坐標(biāo)值為不加帶號的數(shù)據(jù)，帶號值只分別作為三度帶和六度帶的坐標(biāo)值出現(xiàn)在圖紙坐標(biāo)標(biāo)注中，比如我國六度帶坐標(biāo)帶號范圍為13～23號帶、三度帶坐標(biāo)帶號范圍為24～45號帶，如圖1所示，水平線上側(cè)為六度分帶，下側(cè)為三度分帶。

圖1 六度帶和三度帶分帶示意圖

3.3 我國三度帶和六度帶重疊區(qū)

所有六度帶中央子午線同時均為三度帶中央子午線，只是在三度帶和六度帶中對應(yīng)的帶號不同。比如，東經(jīng)111°有可能是三度帶的中央子午線，也有可能是六度帶的中央子午線，但作為三度帶中央子午線時對應(yīng)的帶號為37，作為六度帶中央子午線時對應(yīng)的帶號為19。比如，東經(jīng)111°兩側(cè)的三度帶范圍，即109°30＇～112°30＇之間的三度帶和六度帶坐標(biāo)值是相同的。

3.4 “南北偏差”和“東西偏差”的設(shè)置

地球半徑約為6371km，從而得出中央子午線上的X坐標(biāo)（縱軸）及赤道上的Y坐標(biāo)（橫軸）每1°對應(yīng)的平面距離，即1°經(jīng)度差和1°緯度差約為111.14km。隨著經(jīng)緯度的變化每個地區(qū)的1°經(jīng)緯度差是有變化的，如果我們假設(shè)地球是完美的球體的話，緯度為B的地區(qū)：緯度變化1°，球面南北方向距離變化為πR/180，約111.14km，我們可以認(rèn)為南北方向距離不受緯度變化的影響；經(jīng)度變化1°，球面東西方向距離變化=πR/ 180×cosB=111.14km×cosB，結(jié)合“南北偏差”和“東西偏差”規(guī)定，我們可以確定每帶坐標(biāo)值大致范圍。比如，呼和浩特市緯度約為40°50＇，cos40°50＇≈0.76，經(jīng)度變化1°，則東西方向距離變化84.47km。所以處于呼和浩特市緯度線區(qū)域的地方的X坐標(biāo)（縱軸）值約為4530000m；Y坐標(biāo)（橫軸），六度帶區(qū)值約240000（-84.47km×3+500km）m～760000（84.47km×3+500km）m之間，三度帶區(qū)值約370 000（-84.47km×1.5+500km）m～630 000（84.47km×1.5+500km）m之間。這種對某地區(qū)大致的坐標(biāo)值范圍的計算，為校核坐標(biāo)值的正確性、識別三度帶坐標(biāo)與六度帶坐標(biāo)工作中提供了很大的便利。需要注意的是這種計算結(jié)果只能作為一個參考，實際的坐標(biāo)值計算時涉及到相關(guān)參數(shù)和公式，不是按上述方法直接計算的，所以實際坐標(biāo)值與上述計算結(jié)果是有一定差距的。

3.5 中央子午線的設(shè)置

某工程建設(shè)方提供工程預(yù)選范圍4點坐標(biāo)值：①X=4474452、Y=405222，②X=4474439、Y=406692，③X=4475790、Y=406 703，④X=4475803、Y=405234，并告知工程地點位于內(nèi)蒙古巴彥諾爾市磴口縣巴彥高勒鎮(zhèn)附近，但未明確所采用的坐標(biāo)是三度還是六度帶，Y坐標(biāo)（橫軸）值也未標(biāo)帶號數(shù)據(jù)。這種情況下我們首先確定坐標(biāo)的三度帶和六度帶分類才能進一步確定其中央子午線。從國家地圖上可看出內(nèi)蒙古自治區(qū)巴彥諾爾市磴口縣巴彥高勒鎮(zhèn)地理坐標(biāo)約東經(jīng)107°、北緯40°05＇，工程所在地三度帶中央子午線為108°、六度帶中央子午線為105°。若該工程坐標(biāo)采用的是三度帶時，Y坐標(biāo)（橫軸）約為420 000m、六度帶時Y坐標(biāo)（橫軸）約為660000m，從而可以確定該工程采用的是三度帶坐標(biāo)，中央子午線可設(shè)置為108°[2]。

4 結(jié)語

綜合上述，圍繞GPS手持機參數(shù)及相關(guān)知識，通過理論與實際應(yīng)用的互動分析，總結(jié)出GPS手持機參數(shù)取值的依據(jù)、方法、相關(guān)數(shù)據(jù)及注意事項，為總圖運輸專業(yè)及相關(guān)專業(yè)人員的工程選址工作提供了便利，特別是對剛剛接觸工程選址的工作人員提供了指導(dǎo)與幫助。

【1】鐘孝順，聶讓.測量學(xué)[M].北京：人民交通出版社，1997.

【2】張政路.工程測量學(xué)[M].武漢：武漢大學(xué)出版社，2005.

Analysis on GPS Handset Parameter Setting in the Project Location

Tara1,YANG Yuan-yuan1,Altan Battle2
(1.InnerMongoliaPowerSurvey＆DesignInstitute,Hohhot 010020,China; 2.BaotouSteelInstituteofSurvey&Investigation,Baotou 014010,China)

The article introduces the parameter setting of the GPS handset.Through the analysis of theory and practical application,it summarizes data for engineering application such as central meridian and its subordinate longitude zone,corresponding number,change law, and provides experience and method for category analysisand correctness checking to engineering coordinate data.

GPS handset;central meridian;three degree zone;six degree zone

P228.4

A

1007-9467（2016）09-0003-02

2016-08-20

塔拉（1982～），男，內(nèi)蒙古呼和浩特人，工程師，從事電力設(shè)計研究。