工程投影变形控制方法及装置与流程

所属的技术人员能够理解，本发明的各个方面可以实现为系统、方法或程序产品。因此，本发明的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施例、完全的软件实施例（包括固件、微代码等），或硬件和软件方面结合的实施例，这里可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。下面参照图5来描述根据本发明的这种实施例的电子设备500。图5所示的电子设备500仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。如图5所示，电子设备500以通用计算设备的形式表现。电子设备400的组件可以包括但不限于：上述至少一个处理单元510、上述至少一个存储单元520、连接不同系统组件（包括存储单元520和处理单元510）的总线530、显示单元540。其中，所述存储单元存储有程序代码，所述程序代码可以被所述处理单元510执行，使得所述处理单元510执行本发明上述“示例性方法”部分中描述的根据本发明各种示例性实施例的步骤。例如，所述处理单元510可以执行如图1中所示的s101：根据工程关键区域已知坐标，计算工程关键区域由于高差引起的每公里长度变形函数在第一方向上的变化率，以及由于远离高斯投影带中央子午线引起的每公里长度变形函数在第一方向上的变化率；s102：基于所述工程关键区域由于高差引起的每公里长度变形函数在第一方向上的变化率和所述工程关键区域由于远离高斯投影带中央子午线引起的每公里长度变形函数的变化率，求解工程关键区域中心所处经线与新中央子午线的距离；s103：基于所述工程关键区域中心所处经线与新中央子午线的距离，求解抵偿投影面高程；s104：根据所述抵偿投影面高程进行综合投影变形抵偿，以实现工程投影变形控制。存储单元520可以包括易失性存储单元形式的可读介质，例如随机存取存储单元（ram）521和/或高速缓存存储单元522，还可以进一步包括只读存储单元（rom）523。存储单元520还可以包括具有一组（至少一个）程序模块525的程序/实用工具524，这样的程序模块525包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据。总线530可以为表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储单元总线或者存储单元控制器、外围总线、图形加速端口、处理单元或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。电子设备500也可以与一个或多个外部设备570（例如键盘、指向设备等）通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备500交互的设备通信，和/或与使得该电子设备500能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备（例如路由器、调制解调器等等）通信。这种通信可以通过输入/输出（i/o）接口550进行。并且，电子设备500还可以通过网络适配器560与一个或者多个网络（例如物理隔离的局域网（lan），广域网（wan）和/或公共网络）通信。如图所示，网络适配器560通过总线530与电子设备500的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合电子设备500使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、raid系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。通过以上的实施例的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施例可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本发明实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质（可以是cd-rom，u盘，移动硬盘等）中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备（可以是个人计算机、服务器、终端装置等）执行根据本发明实施例的方法。在本发明的示例性实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有能够实现本发明上述方法的程序产品。在一些可能的实施例中，本发明的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当所述程序产品在终端设备上运行时，所述程序代码用于使所述终端设备执行本发明上述“示例性方法”部分中描述的根据本发明各种示例性实施例的步骤。参考图6所示，描述了根据本发明的实施例的用于实现上述工程投影变形控制方法的程序产品600，其可以采用便携式紧凑盘只读存储器（cd-rom）并包括程序代码，并可以在终端设备，例如个人电脑上运行。然而，本发明的程序产品不限于此，在本发明中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。所述程序产品可以采用一个或多个可读存储介质的任意组合。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子（非穷举的列表）包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器（ram）、只读存储器（rom）、可擦式可编程只读存储器（eprom或闪存）、光纤、便携式紧凑盘只读存储器（cd-rom）、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明操作的程序代码，所述程序设计语言包括但不限于java、c++、“c”语言或python等程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网（lan）或广域网（wan），连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备（例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接）。此外，上述附图仅是根据本发明示例性实施例的方法所包括的处理的示意性说明，而不是限制目的。易于理解，上述附图所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。另外，也易于理解，这些处理可以是例如在多个模块中同步或异步执行的。通过以上的实施例的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施例可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本发明实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质（可以是cd-rom，u盘，移动硬盘等）中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备（可以是个人计算机、服务器、触控终端、或者网络设备等）执行根据本发明实施例的方法。本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施例。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由权利要求指出。应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

背景技术：

1、精密工程测量作为衡量一个组织技术实力的关键指标，其水平的高低直接关系到工程项目的成功与否。在这一领域，测量成果的投影变形控制是一个长期以来困扰精密工程测量界的复杂问题，它不仅影响测量数据的精确性，还对大型乃至超大型工程项目的施工进度与质量构成重大挑战。

2、按照国家和行业制定的标准，工程测量中由地图投影引起的变形误差必须控制在极小范围内，不得超出各施工阶段设定的精度阈值。然而，现实情况往往更为复杂。不同地形地貌以及工程本身的分布特性，使得投影变形在实际测量作业中成为一个不可忽视的因素，尤其在地形高差显著的区域，比如山区或大型桥梁、水电工程、抽水蓄能电站工程、隧道等超大高差工程项目，传统的投影变形控制方法难以在同一归算基准下有效应对，无法确保全区域测量数据的一致性和准确性。

3、因此，开发出一种能够在同一归算基准下有效抑制大高差精密工程测量投影变形的新技术方法，成为了当前工程测量领域亟待突破的技术瓶颈。

技术实现思路

1、为克服相关技术中存在的问题，本发明提供了工程投影变形控制方法及装置。

2、根据本发明实施例的第一方面，提供一种工程投影变形控制方法，包括：

3、根据工程关键区域已知坐标，计算工程关键区域由于高差引起的每公里长度变形函数在第一方向上的变化率，以及由于远离高斯投影带中央子午线引起的每公里长度变形函数在第一方向上的变化率；

4、基于所述工程关键区域由于高差引起的每公里长度变形函数在第一方向上的变化率和所述工程关键区域由于远离高斯投影带中央子午线引起的每公里长度变形函数在第一方向上的变化率，求解工程关键区域中心所处经线与新中央子午线的距离；

5、基于所述工程关键区域中心所处经线与新中央子午线的距离，求解抵偿投影面高程；

6、根据所述抵偿投影面高程和所述工程关键区域中心所处经线与新中央子午线的距离进行综合投影变形抵偿，以实现工程投影变形控制。

7、在本发明的一些示例实施例中，基于前述方案，根据工程关键区域已知坐标，计算工程关键区域由于高差引起的每公里长度变形函数在第一方向上的变化率包括：

8、根据所述工程关键区域已知坐标，计算边长所在高程面高出边长归算投影面的高程；

9、根据所述边长所在高程面高出边长归算投影面的高程，计算工程关键区域已知点由于高差引起的每公里变形量；

10、根据所述工程关键区域已知点由于高差引起的每公里变形量，计算工程关键区域由于高差引起的每公里长度变形函数在第一方向上的变化率。

11、在本发明的一些示例实施例中，基于前述方案，根据所述边长所在高程面高出边长归算投影面的高程，计算工程关键区域已知点由于高差引起的每公里变形量包括：

12、由于高差引起的每公里变形量与所述边长所在高程面高出边长归算投影面的高程成正比。

13、在本发明的一些示例实施例中，基于前述方案，根据所述工程关键区域已知点由于高差引起的每公里变形量，计算工程关键区域由于高差引起的每公里长度变形函数在第一方向上的变化率包括：

14、；

15、其中，为工程关键区域由于高差引起的每公里长度变形函数在第一方向上的变化率；δ d1与δ d2分别为工程关键区域在第一方向上的两端由于高差引起的每公里长度变形；为工程关键区域在第一方向上两个端点之间的距离，和分别为工程关键区域在第一方向上的第一端横坐标和第二端横坐标。

16、在本发明的一些示例实施例中，基于前述方案，根据工程关键区域已知坐标，计算工程关键区域由于远离高斯投影带中央子午线引起的每公里长度变形函数在第一方向上的变化率包括：

17、根据所述工程关键区域已知坐标，计算由于远离高斯投影带中央子午线引起的每公里变形量；

18、根据所述工程关键区域已知点由于远离高斯投影带中央子午线引起的每公里变形量，利用最小二乘法，计算工程关键区域由于远离高斯投影带中央子午线引起的每公里长度变形函数在第一方向上的变化率。

19、在本发明的一些示例实施例中，基于前述方案，基于所述工程关键区域由于高差引起的每公里长度变形函数在第一方向上的变化率和所述工程关键区域由于远离高斯投影带中央子午线引起的每公里长度变形函数在第一方向上的变化率，求解工程关键区域中心所处经线与新中央子午线的距离包括：

20、控制所述工程关键区域由于高差引起的每公里长度变形函数在第一方向上的变化率与工程关键区域由于远离高斯投影带中央子午线引起的每公里长度变形函数的变化率相等，得到工程关键区域中心所处经线与新中央子午线的距离函数；

21、根据所述工程关键区域由于高差引起的每公里长度变形函数在第一方向上的变化率，利用所述工程关键区域中心所处经线与新中央子午线的距离函数，计算所述工程关键区域中心所处经线与新中央子午线的距离。

22、在本发明的一些示例实施例中，基于前述方案，所述工程关键区域中心所处经线与新中央子午线的距离函数为：

23、；

24、其中，为工程关键区域中心所处经线与新中央子午线的距离，为地球平均曲率半径；为工程关键区域由于高差引起的每公里长度变形函数在第一方向上的变化率。

25、在本发明的一些示例实施例中，基于前述方案，根据所述抵偿投影面高程和所述工程关键区域中心所处经线与新中央子午线的距离进行综合投影变形抵偿，以实现工程投影变形控制包括：

26、对所述抵偿投影面高程进行修正操作，得到修正后的抵偿投影面高程；

27、基于所述抵偿投影面高程或所述修正后的抵偿投影面高程，结合所述工程关键区域中心所处经线与新中央子午线的距离，进行综合投影变形抵偿，以实现工程投影变形控制。

28、在本发明的一些示例实施例中，基于前述方案，对所述抵偿投影面高程进行修正操作，得到修正后的抵偿投影面高程包括：

29、根据工程关键区域已知坐标、精密实测平距与全球导航卫星系统控制点反算边长，计算全球导航卫星系统相对实测地面控制网的边长归算尺度比；

30、利用所述边长归算尺度比，计算边长归算尺度比残差；

31、利用所述边长归算尺度比残差计算尺度比残差抵偿投影面修正值；

32、根据所述尺度比残差抵偿投影面修正值和所述抵偿投影面高程，得到修正后的抵偿投影面高程。

33、根据本发明实施例的第二方面，提供一种工程投影变形控制装置，包括：

34、变化率确定模块，所述变化率确定模块用于根据工程关键区域已知坐标，计算工程关键区域由于高差引起的每公里长度变形函数在第一方向上的变化率，以及由于远离高斯投影带中央子午线引起的每公里长度变形函数在第一方向上的变化率；

35、距离确定模块，所述距离确定模块用于基于所述工程关键区域由于高差引起的每公里长度变形函数在第一方向上的变化率和所述工程关键区域由于远离高斯投影带中央子午线引起的每公里长度变形函数在第一方向上的变化率，求解工程关键区域中心所处经线与新中央子午线的距离；

36、抵偿投影面高程确定模块，所述抵偿投影面高程确定模块用于基于所述工程关键区域中心所处经线与新中央子午线的距离，求解抵偿投影面高程；

37、综合投影变形抵偿模块，所述综合投影变形抵偿模块用于根据所述抵偿投影面高程和所述工程关键区域中心所处经线与新中央子午线的距离进行综合投影变形抵偿，以实现工程投影变形控制。

38、根据本发明实施例的第三方面，提供一种电子设备，包括：处理器；以及存储器，所述存储器上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述处理器执行时实现第一方面中的工程投影变形控制方法。

39、根据本发明实施例的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面中的工程投影变形控制方法。

40、本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

41、本发明一方面通过创新性地研究高程归化长度变形的分布特性与高斯投影长度变形的分布特性，巧妙地将高程归化与经典的高斯投影模型相结合，实现了对由地形高差引起的投影变形与高斯投影变形的空间分布进行智能配对与趋势性补偿，以能够在大高差和长距离的工程测量中，减小投影变形系统误差，有效降低甚至消除传统分区域归算所带来的繁琐步骤和误差累积，从而实现了测量成果的不分区或大幅度减少分区处理，极大提升了作业效率和数据准确性。另一方面，本发明充分利用每公里长度变形函数进行工程投影变形控制，能够进一步提升工程投影变形控制的精度，从而基于本发明能够极大改善工程测量作业的准确率。

42、由此，通过本发明，不仅能够解决在大高差、超大高差工程项目中，难以构建一个既能满足高标准工程精度要求又具有一致性的统一归算基准的技术难题，还为精密工程测量领域贡献了一套更为科学、高效的计算策略，特别适用于那些地形或建筑物分布连续、复杂，传统单一投影分区方法难以满足严格工程投影变形控制要求的场景，以及对边长投影变形精度有着极高要求的精密工程测量项目。

43、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。