基于IGS的大范围区域工程控制网建网方法研究

为了研究大范围区域工程控制网的建网方法和整网平差方案,利用IGS站之间重复基线的传递功能,基于东北区域多个高速铁路的框架控制网(CP0)构建区域网,在验证IGS长基线的可靠性后,对该区域控制网进行无约束和约束平差计算。研究表明,利用不同坐标系的起算值,分别整网平差计算得到该区域网所有CP0测点CGCS2000坐标、1980西安坐标和1954北京坐标的成果,与原成果进行比较,坐标较差均在0.005～0.035 m之间;利用同名点的不同坐标系的成果,通过四参数模型求解坐标转换参数,利用该参数计算CP0测点的坐标与已知坐标进行对比以验证转换精度,点位偏差总体在0.01～0.10 m之间。研究结果表明,采用该方法的精度指标均满足高铁测量规范。通过东北区域网求解的转换参数,可服务于项目所在地的用地规划、国土测绘资料的衔接,并为后续开展的其他铁路坐标转换工作提供便利。     

高速铁路CP0基线解算中起算点坐标精度研究

在高速铁路CP0基线解算过程中,需要将IGS参考站作为起算点,当起算点坐标出现误差或兼容性较差时,将导致整个框架控制网基线向量解产生系统性旋转和尺度变化,因此必须对起算点坐标的允许精度进行研究。介绍起算点误差传播与影响模型,从理论上分析起算点误差对基线解算的影响程度,通过设计不同解算方案采用工程测量数据对起算点坐标的允许精度进行研究。结果表明,使用GAMIT软件进行CP0框架控制网解算时必须严格控制起算点坐标的误差,起算点点位坐标精度最好控制在10 cm之内;当起算点坐标误差达到20 cm时,各基线分量的解算结果的精度在毫米级的量级;当起算点坐标误差达到2 m时,基线解算结果不可靠,不满足高精度解算要求。     

工程平面控制网置平平差的方法研究

提出一种将秩亏自由网平差和三参数坐标转换相结合的平面控制网平差方法,其特点是在平差过程中控制网整体网形不因上级控制点点位的改变而变化。首先介绍秩亏自由网平差及其精度评定的原理,推导进行控制网三参数坐标转换及对置平后的控制网进行精度评定的数学模型。仿真计算结果证明了对传统边角控制网而言,置平平差较约束平差具有更强的抗原始数据误差的能力,是一种工程平面控制网平差的新方法。     

高铁轨道基准网平面网坐标转换方法研究

在高速铁路轨道基准网平面网数据处理中,需要将外业所测合格的轨道基准点坐标从测站站心坐标系转换到铁路工程独立坐标系,目前德国采用的是三参数坐标转换模型,而不是常规采用的四参数坐标转换模型.介绍了2种平面坐标转换模型及其转换参数精度评定的算法,通过对2种坐标转换的转换参数精度、坐标转换前后公共点残差以及站间坐标搭接情况的比较分析,认为2种坐标转换方法均能满足轨道基准网的精度要求,但是在其上一级CPⅢ控制网为约束平差的前提下,采用四参数坐标转换方法效果更优.     

高速铁路衔接测量问题探讨

新建高速铁路与既有高速铁路衔接需根据平面坐标系统采用的参考椭球确定坐标转换方式。参考椭球相同时,新建控制网加入既有控制网的国家约束点及CP0点,进行约束平差计算,然后进行各项坐标转换。参考椭球不同时,新建控制网需联测既有控制网的CPⅠ、CPⅡ控制点,进行约束平差计算。两个系统参考椭球、中央子午面及投影面均不相同时,首先计算出两个坐标系统共用控制点的坐标,在施工坐标系下计算公共点的边长及角度,进行距离及角度的比较,若精度符合要求,即可以公共控制点为基准,进行正线、联络线、支线的衔接,进而对里程进行推算。     

无砟轨道CPⅢ控制网测量技术探讨

CPⅢ网是控制高速铁路上无砟轨道铺设和运营维护的一种高精度控制网。它采用自由设站进行多方向后方交会测量来获取角度、距离等测量数据,并采用分区无定向概略坐标算法对测量数据进行间接平差,得出CPⅢ点的坐标和CPⅢ网的精度。其网形结构、观测方法、观测时段及平差计算与传统的施工测量有着本质不同。     

起算点坐标精度对高速铁路CP0框架网GAMIT基线解算结果的影响研究

根据GNSS相对定位双差观测方程推导了起算点误差对GPS基线向量的传播模型。以杭黄高速铁路CP0框架控制网作为研究对象,用试验的方法讨论了不同起算点坐标精度对高速铁路CP0框架网基线解算结果的影响。结果表明,在使用GAMIT软件处理CP0框架网基线向量时,必须严格控制起算点坐标精度,最好将其控制在10 cm范围内;当起算点初始坐标精度低至20 cm时,GAMIT软件解算的CP0框架网基线在X、Y、Z三个方向的分量可仍保持在mm级;但当起算点坐标误差达到2 m时,CP0框架网GAMIT基线解算结果无法满足高速铁路CP0框架网基线解算的精度要求。     

客运专线无砟轨道平面控制网分级平差与整体平差的差异分析

客运专线无砟轨道的平面控制网分三级布设，数据处理在施工阶段是采用固定起算数据的分级平差，而后期复测阶段则可采用整体平差。为解决复测数据与施工数据的衔接问题，以最小二乘分解法建立数学模型，推导CPⅡ和CPⅢ网分级平差与整体平差的成果差异。理论分析结果表明，二者之间存在的系统性差异对CPⅡ导线影响显著。该研究可为客运专线的后期复测提供参考。     

高速铁路三维自由设站最优测量方法的仿真计算

自由设站测量在高速铁路轨道施工中应用广泛,是实现高速铁路高平顺性的重要技术保障之一,因此如何通过合理测量与平差得到正确的自由设站点坐标和进行精度的客观评定十分重要。通过仿真计算,认为当自由设站起算数据含有误差时,自由设站测量时设站点应尽量设置在所观测CPⅢ点构成的网形的几何中心,平差前应根据稳定性检验结果,确定正确的起算数据,平差计算时采用方差分量估计进行定权,这样将更合理地利用起算数据和观测值,从而得到正确的设站点坐标和精度评定,以保证轨道精调测量等工作的顺利进行。     

经典平差与赫尔默特方差分量估计法平差的适用性分析

针对铁路工程测量中的单一附合导线、双导线网和CPⅢ平面网不同的网形特点,分别采用经典平差和赫尔默特方差分量估计法两种平差方式对工程实例数据进行平差计算,对比其平差后坐标成果、精度指标等,进行理论及适用性分析研究。     

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。     

城市独立坐标系下似中央子午线的确定

在城市进行GPS网的平差时,需知道当地城市独立坐标系统的中央子午线等参数,而各城市独立坐标系统参数一般不公开,这给GPS网平差带来困难。提出一种求解城市独立坐标系统近似中央子午线的方法,该方法可完成从WGS84成果到城市独立坐标成果的转换,对工程施工应用有参考价值。实例计算表明,根据似中央子午线等参数得到的结果,与实际中央子午线的计算结果一致。     

GPS技术建立铁路客运专线平面控制网若干问题探讨

结合生产实际，探讨GPS网的位置基准和方位基准、依据国家坐标系已知点建立工程独立坐标、GPS网的整体平差和坐标转换以及GPS基线解算基准参考站的选择等问题，总结了GPS建立铁路客运专线平面控制网的一些经验和方法。     

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。     

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。     

铁路工程GPS-CPI控制网的数据处理与精度分析

以德大新建铁路工程GPS-CPI控制网实测数据为基础,研究GPS-CPI工程控制网的数据处理方法;基于TGO软件按观测时段实现基线处理与质量检核,采用CosaGPS软件实现网平差处理及精度分析。通过对整网的数值分析,结果表明:铁路工程GPS-CPI控制网中,各CPI控制点的平面点位精度在x方向上优于0.75 cm,y方向上优于0.70 cm,点位精度优于0.90 cm;基线方位角中误差优于0.94″,约束平差后的最弱边长相对精度为3.60×10-6,取得了满意结果。     

雪峰山隧道群独立网精度检测与验证

雪峰山隧道群控制网采用一点一方向平差后将4个坐标系纳入一个独立网中,使其没有换带计算,独立网虽控制住线路全线的方向,但由于转换时投影面大地高和中央子午线差异导致投影边长差异的问题。针对以上问题,为了验证雪峰山隧道群独立网能否准确放样出在4个坐标系统中的设计坐标,介绍在雪峰山隧道洞口进行的中线放样与检测试验,通过试验数据分析得出独立控制网能准确放样出中线坐标,从而进一步佐证进行一点一方向平差建立独立控制网的可行性。     

京沪高速铁路上海虹桥站枢纽工程坐标转换建模

京沪高速铁路上海虹桥站枢纽是一个集各种交通运输方式于一体的现代化综合交通运输体系的庞大工程,设计采用两个不同的坐标系统。经外业测量及分析提供一套精度可靠、新的坐标转换模型参数—二维平差成果坐标,使各施工单位对京沪高速铁路上海虹桥站枢纽工程建设有一套精度可靠的测量控制方法,并且实际工程施测的结果满足施工放样对控制点的精度要求。     

高速铁路长大隧道独立控制网建网技术研究

按"一点一方向"建立高速铁路长大隧道独立控制网往往会在衔接段产生横向偏差和长短链,需要采取控制网旋转或设置长短链等技术措施予以解决。结合国内某高速铁路长大隧道独立控制网建网案例,在原参考椭球和线路控制点成果基础上,以隧道工程中心经度为坐标投影的中央子午线(L0),以隧道平均轨面高程为投影大地高(H0),对既有线路平面控制点进行坐标换带计算和相对稳定性、可靠性分析;选取隧道进口、出口各一个稳定控制点为起算点,在新投影参数(L0、H0)下进行整体平差,建立长大隧道独立控制网。结果表明:(1)采用本方法建立的隧道独立控制网精度高,误差均匀,可满足建网精度要求,并可提高隧道贯通精度;(2)"一点一方向"与本方法相比,在采用相同基线文件、起算点和投影参数的情况下,衔接段控制点(S=9.1 km)最大坐标较差Δx为-63.4 mm,Δy为85.3 mm,需要进行技术处理;(3)本方法可解决衔接段横向偏差较大及长短链等问题,确保隧道与相邻结构物顺利衔接。     

城市轨道交通工程精测网复测及成果分析

城市轨道交通工程精密测量控制网包括卫星定位控制网、精密导线控制网和精密高程控制网,定期对城市轨道交通工程精测网进行复测是保证城市轨道交通工程顺利施工的关键。结合成都轨道交通11号线一期工程精测网复测实践,阐述轨道交通工程精测网复测的技术方案和外业测量过程,并对精测网复测成果进行分析。结果表明:应选取稳定性良好的起算数据进行严密平差;在地势平坦的区域,精密导线网测距边两化改正对整网精度影响可忽略不计;应及时对破坏重埋和变形超限的点位进行更新,保证城市轨道交通工程施工基准的正确性和一致性。