[00127585]超长高速铁路的法截面子午线椭球高斯投影

1.课题来源与背景： 本课题是为了满足铁路行业规范对投影变形的限制,解决长大线路工程坐标系统的投影长度变形、开展工程独立坐标系设计等进行研究的。 2.技术原理及性能指标： 构建一个新椭球,使中央子午线方向与线路延伸方向基本一致,即中央子午线由南北向子午圈上转到非南非北向的任意法截线上,长条形状的测区纵向集中在中央子午线附近,沿线路中线延伸方向的投影变形接近于零,而距法截线最远的点其垂直线路方向横向距离亦不很大,按照高斯投影理论,可以有效地控制高斯投影变形,而且在相当长的纵向范围内,可避免频繁换带。其理论性、实用性、创新性较强。 3.技术的创造性与先进性： 首次深入研究了膨胀法、变形法与平移法平面坐标、大地高变化量主要影响因素及量值分析,比较了膨胀法和变形法与平移法的异同点,将膨胀法、变形法与平移法三种方法统一为一个广义的椭球面族。 运用解析几何理论不变量解特征方程（特征值,特征向量）,证明法截线为椭圆,可命名为“法截面椭圆”或“法截弧椭圆”,并给出了椭圆几何要素的计算公式。以椭圆中心为椭球中心、以椭圆长半径为长半轴构建旋转椭球面,可命名为 “法截面子午线椭球”。在此基础上提出一种新的建立工程独立坐标系统的方法,可命名为“法截面子午线椭球高斯投影”方法。 首次提出 “五步法”数学模型,实现了从基础椭球的参心空间直角坐标“正向”、“逆向”转换到所定义的“法截面子午线椭球”参心空间直角坐标,转换方法简便,数据计算正确。 4.技术的成熟程度适用范围和安全性： 研究成果目前达到试用阶段,已在几个项目上进行过验证。适合东西向、非南非北向的长大线路工程建立工程独立坐标系,控制长度投影变形,减少投影分带的数量。 5.应用情况及存在的问题： 研究成果在库格线、银西线等实际工程中得到了验证,效果良好。 6.历年获奖情况： 2011年获中铁第一勘察设计院集团有限公司科学技术奖一等奖; 2012年获2011年度中国铁道建筑总公司科学技术奖二等奖。