在城市测量中,一般要求投影长度变形不大于2.5cm/km。然而,采用国家坐标系统在高海拔地区或离中央子午线较远地方不能满足这一要求,这就要考虑建立地方独立坐标系。
建立地方独立坐标系的常规方法是以一个国家大地控制点和一条边的方位角作为起算数据,观测边长投影到某特定面(测区平均高程面、抵偿面)上。
但这一方法存在弊端:
(1)起算点坐标从国家坐标的参考椭球高斯成果直接搬至地方独立坐标系的投影面,这在理论上不严密,同时因起算点不同,整个网成果不同;
(2)与国家大地控制点不能严格转换,不利于资源共享;
(3)不能充分利用国家大地控制点提高网的精度,对于带状控制网(公路、输电线路等)尤为突出。由此,应该建立一种既与国家坐标系有严密换算公式,又能保证投影变形在规定范围的地方独立坐标系统。
在城市范围内布设控制网时,应考虑不仅要满足大比例尺测图的需要,还要满足一般工程放样的需要,通常情况下要求控制网由平面直角坐标反算的长度与实测的长度尽可能地相符,而国家坐标系的坐标成果则往往无法满足这些要求,这是因为国家坐标系每个投影带都是按照一定的间隔划分,由西向东有规律地分布,其中央子午线不可能恰好落在每个城市的中央。为了减小长度投影变形所产生的影响,使由控制点的平面直角坐标反算出来的长度在实际利用时不需要做任何改正,方便测绘实际作业,根据《城市测量规范》的要求,需要建立有别与国家统一坐标系统的城市独立坐标系统。