某客运专线铁路精密复测技术总结_secret.doc

客运专线铁路精密复测技术总结编制：审核：审批：xx电气化局集团xx工程公司xx客专第一项目部二一年三月客运专线铁路精密复测技术总结摘要：结合xx至xx客运专线III标工程的实例，简述了客运专线铁路精密控制复测的技术。关键词：精测网；同步观测；同步观测环；异步观测环；PDOP值；GDOP值；广播星历；精密星历0 前言在客运专线的施工中，精密测量离不开GPS以及精密水准测量（电子水准仪），客运专线精密测量的特点：确定了客运专线铁路工程平面控制测量分三级布网（CP，CP，CP）的布设原则；提出了客运专线铁路工程测量平面坐标系统应采用边长投影变形值10mm/km（无砟）/25mm/km（有砟）的工程独立坐标系；确定了客运专线铁路轨道必须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；确定了客运专线无砟轨道铁路工程测量高程控制网的精度等级；提出了客运专线无砟轨道铁路工程控制测量完成后，应由建设单位组织评估验收的要求，并制定了评估验收内容和要求。1 GPS的8个基本概念精测网：客运专线铁路精密工程测量是相对于传统的铁路工程测量而言，客运专线铁路的平顺性要求非常高，轨道测量精度要达到毫米级。其测量方法、测量精度与传统的铁路工程测量完全不同。我们把适合于客运专线铁路工程测量的技术体系称为客运专线铁路精密工程测量。把客运专线铁路精密工程测量控制网简称“精测网” 同步观测：两台或两台以上接收机同时对一组卫星的观测。 同步观测环：三台或三台以上接收机同步观测所获得的基线向量构成的闭合环。 异步观测环：非同步观测所获得的基线向量构成的闭合环，又称独立环。 PDOP值：指空间三维坐标精度因子，PDOP值考虑了测站、各观测卫星的空间几何构形对测站定位精度的影响。 GDOP值：指四维几何精度因子，GDOP值综合考虑了测站、各观测卫星的空间几何构形及钟差测定对测站定位精度的影响。 广播星历：卫星发播的无线电信号载有预报一定时间内卫星轨道参数的电文信号。 精密星历：由若干个卫星跟踪站所得到的观测数据经事后处理计算出的卫星轨道参数，供卫星和用户精密定位使用。 2 为什么要建立客运专线铁路精密工程测量体系客运专线铁路速度高（200km/h350km/h），为了达到在高速行驶条件下，旅客列车的安全性和舒适性，要求:(1)严格按照设计的线型施工,即保持精确的几何线性参数;(2) 必须具有非常高的平顺性，精度要保持在毫米级的范围以内。客运专线铁路的平顺性要求见下表:3 客运专线无砟轨道铁路测量精度3.1 坐标高程系统 客运专线无砟轨道铁路工程测量平面坐标系应采用工程独立坐标系统，并引入WGS-84坐标系。边长投影在对应的线路设计平均高程面上，投影长度的变形值不大于10mm/km。 客运专线无砟轨道铁路工程测量的高程系统应采用1985国家高程基准。 3.2 平面控制测量 各级平面控制网布网要求 各级平面控制网应满足的精度控制点 可重复性测量精度 相对点位精度 CP10mm8+D10-6mmCP15mm10mmCP导线测量 6mm5mmCP后方交会测量 5mm1mmGPS测量精度 控制网级别基线边方向中误差最弱边相对中误差CP1.31/170000CP1.71/100000导线测量精度4 平面控制测量4.1 平面控制点外业测量4.1.1 CPI复测CP点复测外业工作用四台GPS静态接收机从小桩号往大桩号开始同步观测。整个标段CPI控制网延伸到前一标段和下一标段的CP控制点，整个标段CP点采用双频GPS接收机按B级GPS技术要求进行观测。4.1.2 CP复测整个标段的CP控制点复测从小桩号往大桩号开始进行观测。整个标段CPII控制网延伸到前一标段和下一标段的CPII控制点，CPII点按C级GPS技术要求进行观测。4.1.3 CP和CP测量作业技术要求（1）作业时其主要技术要求如下：项 目CPCP静态测量卫星高度角（）1515有效卫星总数54时段中任一卫星有效观测时间（min）3020时段长度（min）9060观测时段数21数据采样间隔（S）1515PDOP 或GDOP68（2）天线应严格整平对中，对中误差 1mm。每时段开机前和关机后各量一次天线高，三个方向天线高互差不大于2mm，取平均值作为最后的天线高；（3）观测时详细记录测站点号、日期、时段、天线高、观测者、记录者等；（4）开机后应检查有关指示灯与仪表；（5）观测中应查看测站信息、接收卫星数、数据记录信号灯等情况，保证接收机工作正常，数据记录正确；（6）观测中在接收机10m内禁止使用对讲机和手机；（7）每日观测结束后，当天及时将数据从接收机上下载转存至计算机硬盘上，确保观测数据不丢失。4.2高程控制网整个标段水准网复测按照二等水准测量技术要求，采用相邻测段重叠的两个二等水准点（BM068,BM073）作为起闭点，按附合水准方法施测。整个标段分为BM068BM069，BM069BM070,BM070BM071,BM071JQSBM18,JQSBM18BM073共五段。高程控制网作业的技术要求：水准仪与水准尺在使用前应检校合格。复测开始前和结束后都应进行i角检测，并做好记录。水准路线的往返测使用同一类型仪器和转点尺垫（5kg/个），沿同一路线进行。观测成果的重测和取舍按国家一、二等水准测量规范有关要求执行。其中有限差要求的项目按规范要求在仪器中进行设置，并在数据采集时自动控制，不满足要求的在现场进行提示并进行重测。 观测时，视线长度50m，前后视距累计差1.5 m；测段前后视距累积差6.0 m；下丝高度0.3m；测站限差：两次读数差0.4mm，两次所测高差之差0.6 mm，检测间歇点高差之差1.0 mm；观测读数和记录的数字取位至0.01mm。电子水准仪观测时每一测段均为偶数测站；一组往返侧安排在不同时间段进行，由往测转向返测时，互换前后尺再进行观测，按以下顺序进行： 往测：奇数站为后前前后 偶数站为前后后前 返测：奇数站为前后后前 偶数站为后前前后 5数据处理方法 5.1平面控制网各种类型GPS采集的数据转换成RINEX格式后，采用广播星历，使用美国天宝绘GPS数据处理软件TGO进行基线解算。在基线解算满足规范要求后再进行平差处理。CP在基线解算满足规范要求后，采用在整个CPI网中均匀选用的2个CPI点整体约束进行平差。CP控制网平差，采用用经过复测后证明是可靠的本段所有CP控制点进行约束。CP的数据应采用设计院提供的成果。5.2高程控制网 高程控制网采用设计院提供的二等水准点为起闭点，检测已测段高差之差、往返测不符值、附合路线闭合差符合要求后，采用分段闭合平差的方法对整个标段的水准点进行平差。6数据处理6.1 CPI数据处理所有异步环各独立环的坐标分量闭合差均满足、；全长闭合差均满足。 同步环的坐标分量闭合差均满足； ；全长闭合差均满足 。重复基线的长度较差均不超过。无约束平差中基线分量的改正数绝对值均满足下式： Vx3， Vy3， VZ3GPS基线长度精度用下式表示：式中：中误差（mm）； d相邻点间距离（km）CPI共有重复基线94条，重复基线中较差最大值为12mm，小于43mm的限差要求。取独立基线后，形成独立三边异步环，独立环闭合差最大值Wx=13mm，wy=13.8mm， wz=-22.3mm ，w=25.9mm，分别小于限差：142mm ，102.2mm ，102.2mm ，177mm的要求。 CPI无约束平差基线向量改正数最大值Vx= 6.3mm，Vy=8.4mm， Vz=17.5mm分别小于的62.5mm，39mm，36.7mm限差。说明基线向量网内符合精度很高，基线向量网的质量十分可靠。 最弱边相对中误差最大的为1/2380137小于1/170000的CPI的限差要求。CPI网平差时，按设计参数坐标系中央子午线取11809，投影面大地高取10m， X加常数0km，Y加常数500km，采用WGS-84椭球参数。6.2 CPII数据处理重复基线中较差最大的WX为13mm，Wy为15.1mm，Wz为14mm，分别小于18.4mm，23.4mm，16.7mm限差要求。CPII同步环中最大闭合差：Wx=0.3mm，wy=-4.4mm， wz=5.2mm ，小于6.14mm限差要求 ，环相对精度1.94ppm。CPII异步环中最大闭合差：Wx=-7.3mm，wy=23.6mm， wz=13mm ，小于29.3mm限差要求 ，环相对精度3.08ppm。 CPII无约束平差基线向量改正数最大值Vx= 9.2mm，Vy=9.6mm， Vz=9.4mm分别小于的17.6mm，18mm，15.9mm限差。说明基线向量网内符合精度很高，基线向量网的质量十分可靠。 最弱边相对中误差