摘要：对国外工程测量中控制测量的探析结合目前承接的国外工程数量的大量增加，在国外工程测量工作中，UTM投影是很重要的部分，直接影响着工程测量的精度和测量的结果。国外工程又与国内工程有所不同，主要是在地形和地貌的特点。所以，本文采用理论结合实际的方法，针对薄弱环节对 UTM 投影，以理论作为出发点和落脚点，结合UTM投影变形的计算，后与高斯投影进行对比分析，达到在实际工作中，合情合理高效运用UTM投影坐标系的方案。
关键词：工程测量；UTM投影；高斯投影；计算与分析
1 引言
在工程测量学中，UTM投影（Universal Transverse Mercator Projection，通用横轴墨卡托投影）的应用是很广泛的，也是应用比较久的比较完善的测量方法。UTM投影的理论基础是从圆柱体出发的，切割的方式采用等角横轴割的方法建立理论的基础，后延伸至投影变形的计算。因此，UTM投影被许多国家应用到工程测量中去，并不断的研究和优化UTM投影的应用水平。截止目前，至少100多个国家采用UTM投影开展测量工作，我国也是其中之一。
我国工程技术水平的突飞猛进，带动了整个领域的工程技术的发展和进步，国外市场不仅是开阔市场和眼界，更标志这我国工程技术的国际认可度。不仅如此，国外工程的增多，也是锻炼工程测量人员更好的熟悉和运用技术手段，达到更好、更准确、更快捷的标准，及时有效的完成好国外工程中光荣而艰巨的任务。
不断区分和积累国外工程和国内工程测量的异同点，更好的提升工作效率和要求是国外测量工程中要不断提升和掌握的。以越南的基本测量情况为例，越南的大地控制的方式采用的是UTM投影建议完善的坐标系网络，而我国基准是高斯-克吕格（Gauss墨卡托）投影，不得不说采用不同的投影即计算方法不同，变形量计算和分析也都不相同，投影变形自然也不同。所以，在研究UTM投影时，我们针对这种情况对高斯投影进行了比较。了解不同投影和关系比较，也是国外工程中测量工作的一大扩容点。
在实际应用阶段，不同的部分都有相应的规范要求，所以，实际工作中要结合国外的国情，建立适合的UTM投影变量的计算，最终确定适合的工程方案。
2 UTM投影的理论概念
地图投影是椭球面各元素（包括坐标、方向和长度）按一定的数学法则投影到平面上.这一数学法则用方程表示为
x= F1（L，B）
y= F2（L，B）（1）
式中（L，B）是椭球面上某点的大地坐标，（x，y）是该点投影后的平面（投影面）直角坐标.
UTM投影投影前后角度相等，中央经线为直线，且为投影的对称轴.自西经180°起每隔6°分带，将地球总分为60个带.
等角投影满足的特征方程：
UTM投影还需满足中央子午线投影长度比为0.9996的条件，从而推导得出等角横轴圆柱投影直角坐标、长度比计算公式.
通过将3度的高斯投影公式和6度的UTM投影公式放在同一个变形图上进行比较，让数字和变量，变成图形的变化，比较起来更加的直观和形象。采用控制变量法让研究的全过程更加的清晰明确，不止能进行定性的判断，更能形成定量的结论。运用用UTM 投影与高斯投影变形量计算对比图的分析，由此得出一些投影变形的异同点。
（1）整体型比较分析。从整体形状上来看，UTM 投影与高斯投影变形形体是相似的，都是属于中间为中心两侧轴对称的形状，从整体上看可以说形成类似的以一定比例进行变化的变量数值。对称轴为中央子午线，在取值的大小上，存在一定差异，主要区别在于高斯投影值从图上可以看出均为正，而UTM投影的取值正负均存在，在对称轴位置为最大负值。
在曲线走向上，在中央子午线部分的变形值为负最大值，随后负值逐渐变小，最小是值为0（180.3Km处取值）。在两条割线之外的变形量取值均为正且，越远值越大。
（2）细节上比较分析。取点分析过程中，选取的中央子午线上的值，测算边长时考虑椭球面数的取值角度为合理的负向取值，与投影变形的取值同为负值，所以，抵偿投影变形的方法是行不通的。
（3）工程测量工作中实际情况的比较分析。如果变形量≤ 25mm/km，UTM投影（距中中央子午线）［174．5 km，185.9 km］，［－185.9km，－174.5 km］满足，带宽11.4 km，而高斯投影带宽约90km；如果变形量≤10 mm/km，UTM 投影为（距中中央子午线）［178.0 km，182.5km］，［－182.5 km，－178.0 km］满足，带宽4.5 km，而高斯投影带宽约为56 km。从分析比较中，不难发现，实际应用过程中，UTM投影适合短距离的工程测量，对两百公里以上完全不能适用。
5 结论
通过UTM投影与高斯投影的比较，找到适合选取的投影方式。在纬度变化相同时投影数值的变化越大，可以说对纬度的变化越敏感，越易于工程测量时的精度确认。6°分带情况下的1∶5万地形中，不难发现，UTM投影的数值变化比高斯投影要小很多，所以敏感度等方面相对较差。UTM投影变化较小时，集中分布在低纬度的地区，因为纬度较低，所以更给投
影数值变化提供难度，高斯投影面积变化率大，更易于判断和分析。近年来，UTM投影以其优势应用面很广，科技日新月异，WGS84大地坐标系的建立和发展也带动和工程测量领域的进步，并逐渐走进了专业人士的视线，被更多国家应用。
测量学科的发展和测量方式的选取，基本遵从于从投影变形的角度出发，找到合适的投影应用方法和角度，因此，UTM投影在国外工程的应用实践中脱颖而出的，是优选出的一种方案，UTM投影的坐标系的建立即可实现相应的测量工作的开展。
国外工程实际测量过程中，以UTM投影的基本理论为指导，重点强调两个方面。一是，将UTM的坐标系与当地环境的坐标系相结合的方法，必须以当地坐标系作为依据，进一步计算UTM投影及分析。二是，高斯投影与UTM投影的合理应用，针对相关的优缺点进行合理的分析和选择，解决工作中方案确定的问题。
参考文献：
[1]叶达忠.控制测量中的高斯投影变形及其计[J].广西水利水电，2005，9（3）.
[2]孔祥元，等，控制测量学[M].武汉：武汉测绘科技大学出版社，1996：86-87.
论文作者:陆迪胜
论文发表刊物:《基层建设》2017年第28期
论文发表时间:2017/12/28
标签：测量论文; 工程论文; 高斯论文; 坐标系论文; 国外论文; 子午线论文; 等角论文; 《基层建设》2017年第28期论文;