起算点间距对北斗精测网精度的影响

为确定铁路项目北斗基准站建设的最佳站间距,提高北斗卫星导航系统(BDS)精测网成果精度,选取杭衢铁路、长赣铁路、滁宁城际铁路开展北斗控制测量实验,并和GPS解算结果进行比较。研究表明,单BDS基准站网定位精度略优于单GPS,二者基线较差与三维坐标较差均优于8 mm。在现行分级控制体系下,CPⅠ、CPⅡ控制网的二维坐标较差优于10 mm;采用基准站直接约束CPⅡ控制网后,x方向较差超过10 mm点的比例为16.9%,说明基准站布设间距为20～30 km存在网型缺陷,不适合用作基准站布设。随后,在长赣铁路、滁宁城际铁路进行了验证,10～15 km站间距的北斗精测网基线较差优于5 mm、坐标较差优于3.9 mm,说明10～15 km站间距较适合带状铁路工程。     

基于北斗CORS的铁路快速静态测量方法研究

复杂环境下由于卫星信号质量差等原因,常规地区的测量技术标准不具有适用性。为研究复杂环境下快速静态测量的技术方案,利用某铁路带状稀疏卫星导航定位基准站(Continuously Operating Reference Stations, CORS)综合服务系统,开展一系列快速静态测量实验,通过箱形图等方式,分析不同星座、不同观测时长下的测量精度。与铁路控制网的成果比较后发现,观测时长为5～25min且解算成功的前提下,基于CORS的GPS+BDS、单GPS与单BDS的快速静态测量成果计算的外符合精度差异较小,平面和高程中误差整体优于16 mm和45 mm,均可满足像控点测量精度要求;存在解算失败的情况,解算失败的像控点与其距CORS站的距离无显著联系,随着观测时长的增加,解算失败的时段数明显减少。此外,在相同观测时长下,基于CORS的GPS+BDS与单BDS模式测量精度较高,单GPS相对较差。对于复杂环境,北斗CORS系统在铁路快速静态测量方面替代GPS是可行的,建议快速静态测量时长在25 min以上为宜。     

铁路工程长距离带状GNSS控制网高精度解算

铁路工程控制网三网合一,采用GNSS卫星导航定位基准站(CORS)方式建网是发展的趋势,但其长距离、带状布设的控制网要确保高精度且连续均匀,具有一定的难度。针对长距离带状控制网的特点,分析影响GNSS控制网解算的影响因素,引入IGS站点坐标的松弛约束,筛选出优化解算策略：融合多星座卫星观测数据,基于电离层约束模型求解宽巷模糊度,当控制网的基线长度小于100 km时,对流层延迟采用站间差分改正、电离层延迟采用差分或模型改正,并结合环境条件顾及其他负荷改正。实际铁路工程带状控制网解算测试表明,优化策略控制网处理精度相较于常规策略在Y和Z方向上提升2～5 mm。通过对复杂地形环境下长距离带状控制网的解算质量分析,进一步表明该策略可优化铁路工程长距离带状控制网高精度解算性能。     

高铁CPⅡ控制网BDS/GPS快速测量对比试验分析

随着BDS-3的升空运行，GNSS多星座观测条件得到显著改善，面对新一代北斗卫星导航系统，TB 10601—2009《高速铁路工程测量规范》的控制网观测时长以及作业效率的性能有待评估分析。首先，根据单GPS、GPS+BDS卫星可见性分析全球PDOP值的变化情况；然后，推导其基线解算精度随观测时长变化的先验模型；最后，以某高铁线路CPⅡ控制网的观测数据为例，通过自编软件实现单BDS、单GPS、GPS+BDS三种模式的基线解算。结果显示，相比单GPS、GPS+BDS在我国的PDOP值能够降低0.7～1.6,且相对定位精度(观测时长约16 min)与单GPS(观测时长60 min)相当。示例结果中，GPS+BDS平面和高程方向定位精度分别为4.3 mm和10.9 mm,相比单GPS分别有54%和57%的提升。结果表明，在高铁CPⅡ控制网测量中，GPS+BDS能够将观测时长缩短为规范的34%,且满足GPS所要求的指标，并对规范修订具有一定参考价值。     

山西中南部铁路通道南吕梁山特长隧道CPⅢ轨道控制网建网测量

在隧道内进行无砟轨道CPⅢ平面网建网测量,主要包括隧道段CPⅡ加密网控制测量及CPⅢ平面网控制测量两项工作,而解决洞内CPⅡ控制点与洞外CPⅠ(GPS)的联测方案是建网的重点和难点。本文详细地阐述了在山西中南部铁路通道南吕梁山隧道无砟轨道建网中,利用960 m长的5#斜井和较长的4#斜井作附合导线,并利用2#斜井作补充控制,将网型呈三角形布置,提高了控制网的整体精度,并对其中的规范要求以及注意事项作了介绍。     

基于超站仪的既有线测量方法研究

为了解决目前既有线测量效率不高等问题,在既有线测量中采用了一种基于超站仪的线上线下同时测量方法,其基本思想是利用超站仪下部的全站仪进行CPⅢ控制网测量,利用超站仪上部的GNSS接收机进行线下CPⅠ同步观测,并通过GNSS快速静态定位得到测站点坐标,再以此为起算点计算线上CPⅢ的坐标。推导论证了由线上测站点构成的新型CPⅡ网的精度,通过分析该方法在某段既有线CPⅡ网中的实验数据,说明该方法可以达到规范中时速160 km铁路CPⅡ网的精度要求。研究结果表明,这种新型CPⅡ网较传统网具有多方面的优势,能最大化地节约CPⅡ网的测量成本,提高测量效率,可以在普速铁路既有线测量中应用推广。     

GPS在铁路工程测量中的应用和设想

GPS（Global Positioning System）全球定位系统是一种采用距离交会法的卫星导航系统，它以卫星在轨道上的实时位置为基准，以接收机与卫星的实时距离为观测值，同步观测接收机至4颗以上卫星的距离，用后方交会法即可确定接收机在WGS-84坐标系内的瞬时位置。在测量领域，GPS系统已广泛用于大地测量、工程测量、航空摄影测量以及地形测量等各个方面。随着铁路跨越式发展的逐步深入，勘测手段和方法也日新月异，文章以近几年铁四院几条长大铁路干线勘测为例，概述GPS系统在铁路工程控制测量中的应用和设想。     

兰渝铁路兰州至广元段精密工程控制测量技术体系及特点

兰渝铁路精密工程控制测量技术体系的建立贯穿了我国铁路精密工程控制测量标准从建立到逐步完善的全过程。为给类似铁路项目测量方案的设计与实施提供参考和借鉴,结合兰渝铁路兰州至广元段建立的精密工程控制网技术体系,从全线统一的"三网合一"的测量技术体系、基于CGCS2000的平面坐标基准、工程独立坐标系、符合工程实际的水准基点平差方案、地震对测量控制网造成影响的评估、长大隧道洞内CPⅡ控制网建网及其分段测量方法等方面进行研究和论述。研究结论及实践经验对于丰富和完善铁路精密工程控制测量标准具有一定意义。     

高精度陀螺全站仪在长大铁路隧道CPⅡ平面控制网分段建网测量中的应用

为了确保隧道贯通前CPⅡ分段建网的精度,保障隧道的顺利施工,以格库铁路阿尔金山隧道为工程背景,采用高精度陀螺全站仪对洞内CPⅡ平面控制网加测多条陀螺边,并提出了陀螺定向精度观测精度内检核、多条陀螺边定向复核的方法,对陀螺定向边位置的选择、陀螺方位角观测中误差、陀螺方位角观测值的应用区间进行探讨。应用高精度陀螺定向成果对比分析洞内CPⅡ分段控制网成果,从理论上探讨了加测陀螺边对CPⅡ控制网贯通预计精度的影响,解决了隧道贯通前CPⅡ平面控制网精度无法验证的问题,确保了CPⅡ分段建网的精度,总结出一套高精度陀螺全站仪在长大铁路隧道CPⅡ平面控制网分段建网测量中的应用方法,其中包括陀螺定向边间距约2 km、陀螺定向边采用对向观测、每测站数不小于4测回且观测方向平均测角中误差应小于仪器精度(3.6″)、依据陀螺观测计算方位角与导线推算方位角较差值并将成果应用划为三个应用区间、依据陀螺定向观测精度变换权重降低贯通预计值、优化约束平差计算方案等。     

CORS单基站在兰新二线测量中的运用

CORS的产生是GPS RTK(Real-time kinematic)技术发展的结果,在铁路土建施工测量时具有操作简便、成本低、精度高等优点,它改变了全站仪放样的作业方法,降低了劳动强度,提高了测量的工作效率。通过对CORS单基站的技术介绍,主要基于科力达CORS单基站技术在兰新客专的建设和精度,最后得出CORS测量结果满足铁路土建施工阶段测量精度要求。     

基于单一北斗二代系统的高速铁路CP0框架控制网基线解算和精度分析

目前，我国铁路CP0框架控制网基于GPS系统来构建，随着我国北斗系统的逐步完善，铁路行业亟需摆脱对GPS系统的依赖。在杭衢高铁进行北斗和GPS静态数据测量实验，在GAMIT内输入同时段的IGS和MGEX在亚太地区5个测站的数据，分别处理单一GPS和单一北斗的CP0基线，以标准化均方根误差和基线解算偏差作为指标来对比分析两者的基线解算精度，然后对解算得到的基线进行平差计算。研究表明：选择我国经纬度范围内3～4个MGEX站参与单一北斗二代系统的基线解算和平差起算，能够满足高速铁路测量规范对于铁路CP0框架控制网三维无约束平差最弱边相对中误差小于1/2 000 000,三维约束平差最弱边相对中误差小于1/250 000的精度要求；单一北斗二代系统能够独立应用于构建铁路CP0框架控制网，摆脱我国铁路系统在该领域长期对GPS系统的依赖。     

基于GNSS（北斗）地基增强技术的铁路控制基准研究

提出了基于GNSS(Global Navigation Satellite System)北斗卫星导航系统地基增强技术建立铁路控制基准的新方法,通过误差传播及精度分析验证新方法的可行性,总结了新技术应用的先进性。研究结果表明,利用GNSS(北斗)地基增强技术建立铁路控制基准,可满足铁路勘察、设计、建设、运营各阶段的精度需求,并可以有效避免建设、运营期出现的一些基准不稳的难题,在新技术拓展应用的基础上可大幅提高铁路行业的自动化、信息化、智能化程度。     

特长隧道洞外GPS平面控制测量数据处理模式与方法研究

隧道洞外GPS控制网作为洞内控制测量和后续施工放样的起算基准,其数据处理模式与方法在确保隧道工程质量上至关重要。针对特长隧道洞外GPS平面控制测量数据处理环节所存在的一些问题,对特长隧道洞外GPS平面控制测量数据处理模式与方法进行研究,在此基础上对基线解算软件选择、基线解算和网平差处置策略、投影变形控制方法、一点一方向建立隧道坐标系、横向贯通误差计算以及框架基准统一与转换等方面提出一些原则和方法,总结归纳并形成一套完整的长大隧道洞外GPS平面控制测量数据处理体系,不仅提高了基线解算与网平差的可靠性和精度,也解决了隧道洞外GPS控制网框架基准的统一问题,该研究可为类似大型线状工程的GPS控制测量数据处理提供借鉴。     

基于椭球基准的高速铁路CPⅢ网三维平差技术

研究目的:针对既有CPⅢ网建网及数据处理技术的缺陷,结合CPⅢ网的特点,提出基于椭球基准的三维平差函数模型,以充分发挥精密全站仪测量成果的作用,提高测量成果数据处理的可靠性。研究结论:该模型以椭球坐标系为基准,平差中无须考虑投影变形,可以直接对全站仪同步采集的、独立的原始观测数据进行三维平差处理,适用于任何尺度的控制网。不仅如此,利用该函数模型更有利于GPS和地面观测值的联合处理,且平差时可以直接对原始观测值进行统计检验。     

铁路CPⅡ和CPⅢ控制网同步测量与联合平差方法研究

为解决在多联、多跨连续纵向连接特殊梁体结构及特殊铁路轨道控制网测量时,快速准确获取CPⅢ控制点平面坐标的难题.传统CPⅡ和CPⅢ网采用不同的测量方式,由于观测的时间不同步,必然存在两次对中整平误差.研究采用CPⅡ与CPⅢ同步测量的方法,在满足GNSS观测和全站仪联测的任意位置摆设脚架的情况下,可节省CPⅡ埋桩费用;在安...     

GPS高程测量在铁路勘测中的应用

本文依据GPS测量的原理，结合实际应用中的经验，就铁路及公路等带状区域内GPS高程测量的拟合精度简要分析，总结出在线路等带状区域内提高GPS高程测量的几点建议。     

轨道基准网平面测量及其数据处理的探讨

轨道基准网作为一种从德国引进的全新的建网方法,其测量和数据处理方法以及精度控制指标跟我国常规的测量方法有很多不同之处,因此对轨道基准网平面测量及其数据处理进行详细的探讨很有必要。通过大量的实测数据统计分析和理论推导,得出如下结论:(1)对CPⅢ和轨道基准点外业质量检查应设定不同的限差进行;(2)确定了轨道基准网站内平面坐标转换采用的是三参数相似变换法;(3)用重叠区内首尾2个轨道基准点坐标反算的近似方位角代替重叠区内轨道基准点处的线路切线方位角,计算重叠区内轨道基准点平面位置偏差是可行的。     

铁路精测网对桥隧施工测量的影响分析

铁路测量虽然建立了精密平面控制网(CPⅠ、CPⅡ),但不可避免地存在长度投影变形残余误差,分析了长度变形误差对桥梁、隧道施工测量的影响,以及采用精测控制网加密施工控制网存在的问题,提出特大桥、长大隧道应建立独立施工控制网,以保证桥梁墩台到位、隧道准确贯通。     

基线选取对铁路工程平面控制网平差的影响研究

铁路工程平面控制网是典型的带状网,一般采用卫星定位方法建立。《铁路工程卫星定位测量规范》要求以所有独立基线构成控制网进行平差,而《高速铁路工程测量规范》中要求利用构成同步观测环的基线边参加CPI构网平差,以增强CPI控制网的图形强度,两规范中的说法有明显的矛盾。以某铁路CPI控制网为例,对独立基线构网与加入同步观测环的基线边构网进行平差对比分析,结果表明两种方法的平差坐标成果差异不大,均满足工程需要,但平差后精度评定有所差异,加入同步环的基线边构网平差结果精度为独立基线构网的1.4倍,独立基线构网精度评定更为客观真实。     

论时速大于200 km铁路精密工程测量技术

时速大于200km铁路必须具有高精度的几何线性参数,做到高平顺性。因此,必须建立一套与之相适应的精密工程测量体系。2004年,铁道部决定在遂渝线建设无碴轨道综合试验,组织开展无碴轨道铁路工程测量技术的研究,并建立遂渝线无碴轨道综合试验段精密测量控制网。研究提出了我国无碴轨道铁路工程控制测量采用勘测控制网、施工控制网、运营维护控制网的测量体系,时速大于200km铁路轨道采用绝对定位与相对定位测量相结合的铺轨测量定位模式,无碴轨道铁路工程测量平面坐标系统采用边长投影变形值≤10mm/km的工程独立坐标系。确定了我国无碴轨道铁路工程平面控制测量分三级布网的布设原则和无碴轨道铁路工程测量高程控制网的精度等级。