高速鐵路(客運(yùn)專線)

精測(cè)網(wǎng)坐標(biāo)系與數(shù)據(jù)處理高 山第I部分高程控制高程基準(zhǔn)高程控制測(cè)量數(shù)據(jù)質(zhì)量控制成果分析高程基準(zhǔn)大地水準(zhǔn)面自然靜止的液體表面構(gòu)成水準(zhǔn)面,其在物理意義上屬于一個(gè)重力位等位（等勢(shì)）的表面。水準(zhǔn)面是個(gè)物理面，不是數(shù)學(xué)面。大地水準(zhǔn)面是通過假定平均海水面位置的水準(zhǔn)面。其向陸地內(nèi)部延伸形成一個(gè)封閉的曲面，這個(gè)曲面內(nèi)部所包含的地球空間稱為大地體。高程基準(zhǔn)我國(guó)的大地水準(zhǔn)面我國(guó)大地水準(zhǔn)面定義為通過黃海平均海水面的水準(zhǔn)面，其是我國(guó)高程測(cè)量的基準(zhǔn)面、起算面。高程基準(zhǔn)絕對(duì)高程和相對(duì)高程高程（鉛垂距離）、高差；絕對(duì)高程（或海拔）、相對(duì)高程(假定高程)。高程基準(zhǔn)高程控制點(diǎn)我國(guó)高程控制點(diǎn)俗稱水準(zhǔn)點(diǎn)

BM(BenchMark)。高程基準(zhǔn)水準(zhǔn)原點(diǎn)水準(zhǔn)原點(diǎn) 1956年在青島設(shè)立水準(zhǔn)原點(diǎn)，全國(guó)其他所有等級(jí)高程控制點(diǎn)的絕對(duì)高程都是根據(jù)青島水準(zhǔn)原點(diǎn)，按水準(zhǔn)觀測(cè)方法進(jìn)行推算的。我國(guó)先后使用兩個(gè)高程基準(zhǔn)

1959公布、水準(zhǔn)原點(diǎn)高程72.289m、“56黃海高程基準(zhǔn)” 1987公布、水準(zhǔn)原點(diǎn)高程72.2604m、“85國(guó)家高程基準(zhǔn)”高程基準(zhǔn)高鐵（客運(yùn)專線）的高程基準(zhǔn)《客運(yùn)專線無碴軌道鐵路工程測(cè)量暫行規(guī)定》（以下簡(jiǎn)稱《暫規(guī)》）第1.0.4條規(guī)定“客運(yùn)專線無碴軌道鐵路工程測(cè)量的高程系統(tǒng)采用1985國(guó)家高程基準(zhǔn)。個(gè)別地段無1985國(guó)家高程基準(zhǔn)的水準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)，可引用其它高程系統(tǒng)或以獨(dú)立高程起算，但在全線高程測(cè)量貫通后，應(yīng)消除斷高，換算成1985國(guó)家高程基準(zhǔn)；當(dāng)采用1985國(guó)家高程基準(zhǔn)有困難時(shí)，亦應(yīng)換算成全線統(tǒng)一的高程系統(tǒng)。高程控制測(cè)量高程測(cè)量的主要方法水準(zhǔn)測(cè)量：利用水準(zhǔn)儀的水平視線來測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間的高差，進(jìn)行高程的推算。三角高程測(cè)量：通過測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間的平距（斜距）和豎直角，再利用三角函數(shù)獲取兩點(diǎn)間的高差，進(jìn)行高程的推算。高程控制測(cè)量我國(guó)國(guó)家高程控制網(wǎng)概要我國(guó)國(guó)家水準(zhǔn)控制網(wǎng)共進(jìn)行三期建設(shè)；國(guó)家一等水準(zhǔn)網(wǎng)共布設(shè)289條，總長(zhǎng)93360km，埋設(shè)固定水準(zhǔn)標(biāo)石2萬余座；國(guó)家二等水準(zhǔn)網(wǎng)共布設(shè)1139條路線，總長(zhǎng)136368km，埋設(shè)固定水準(zhǔn)標(biāo)石33000多座；國(guó)家一、二等水準(zhǔn)網(wǎng)分等級(jí)平差。一等網(wǎng)大陸整體平差，二等網(wǎng)以一等水準(zhǔn)點(diǎn)為控制進(jìn)行平差。高程程控控制制測(cè)測(cè)量量高鐵鐵的的高高程程控控制制測(cè)測(cè)量量《暫規(guī)規(guī)》對(duì)高高鐵鐵的的高高程程控控制制測(cè)測(cè)量量作作了了具具體體規(guī)規(guī)定定：：1、全全線線按按國(guó)國(guó)家家二二等等水水準(zhǔn)準(zhǔn)測(cè)測(cè)量量精精度度要要求求施施測(cè)測(cè)，，建建立立水水準(zhǔn)準(zhǔn)基基點(diǎn)點(diǎn)控控制制網(wǎng)網(wǎng)；；2、在在CPIII平面面控控制制網(wǎng)網(wǎng)布布點(diǎn)點(diǎn)完完成成后后，，按按精精密密水水準(zhǔn)準(zhǔn)測(cè)測(cè)量量精精度度（（界界于于國(guó)國(guó)家家二二、、三三等等水水準(zhǔn)準(zhǔn)測(cè)測(cè)量量精精度度之之間間））要要求求施施測(cè)測(cè)，，進(jìn)進(jìn)行行CPIII高程程測(cè)測(cè)量量。。高程程控控制制測(cè)測(cè)量量高鐵鐵的的高高程程控控制制測(cè)測(cè)量量《暫規(guī)規(guī)》對(duì)高高鐵鐵的的高高程程控控制制測(cè)測(cè)量量的的規(guī)規(guī)定定高程程控控制制主主要要采采用用水水準(zhǔn)準(zhǔn)測(cè)測(cè)量量方方法法，，部部分分高高程程控控制制采采用用跨跨河河水水準(zhǔn)準(zhǔn)測(cè)測(cè)量量方方法法。。高程程控控制制測(cè)測(cè)量量高鐵鐵的的高高程程控控制制測(cè)測(cè)量量《暫規(guī)規(guī)》4.2.5對(duì)高高鐵鐵的的高高程程控控制制網(wǎng)網(wǎng)基基準(zhǔn)準(zhǔn)作作如如下下規(guī)規(guī)定定:水準(zhǔn)準(zhǔn)基基點(diǎn)點(diǎn)控控制制網(wǎng)網(wǎng)應(yīng)應(yīng)以以國(guó)國(guó)家家一一等等水水準(zhǔn)準(zhǔn)點(diǎn)點(diǎn)為為起起算算數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)，，采采用用固固定定數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)平平差差和和1985國(guó)家家高高程程基基準(zhǔn)準(zhǔn)；；CPIII控制制點(diǎn)點(diǎn)應(yīng)應(yīng)附附合合于于水水準(zhǔn)準(zhǔn)基基點(diǎn)點(diǎn)控控制制網(wǎng)網(wǎng)上上，，采采用用固固定定數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)平平差差。。《暫規(guī)規(guī)》4.4規(guī)定定：：水水準(zhǔn)準(zhǔn)基基點(diǎn)點(diǎn)應(yīng)應(yīng)按按二二等等水水準(zhǔn)準(zhǔn)測(cè)測(cè)量量要要求求往往返返施施測(cè)測(cè)。。二二等等水水準(zhǔn)準(zhǔn)路路線線一一般般150km與國(guó)國(guó)家家一一等等水水準(zhǔn)準(zhǔn)點(diǎn)點(diǎn)聯(lián)聯(lián)測(cè)測(cè)一一次次，，最最長(zhǎng)長(zhǎng)不不應(yīng)應(yīng)超超過過400km聯(lián)測(cè)測(cè)一一次次。?！稌阂?guī)》4.5規(guī)定：CPIII控制點(diǎn)高高程測(cè)量量工作應(yīng)應(yīng)在CPIII平面測(cè)量量完成后后進(jìn)行，，起閉于于二等水水準(zhǔn)基點(diǎn)點(diǎn)。數(shù)據(jù)質(zhì)量量控制水準(zhǔn)測(cè)量量的實(shí)施施通常從一一個(gè)水準(zhǔn)準(zhǔn)點(diǎn)開始始，按照照一定的的水準(zhǔn)路路線引測(cè)測(cè)出所需需其它水水準(zhǔn)點(diǎn)的的高程。。測(cè)站、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)點(diǎn)、測(cè)測(cè)段、水水準(zhǔn)線路路。往返觀測(cè)測(cè)、雙儀儀器高觀觀測(cè)。數(shù)據(jù)質(zhì)量量控制水準(zhǔn)基點(diǎn)點(diǎn)測(cè)量的實(shí)實(shí)施按國(guó)家水水準(zhǔn)測(cè)量量規(guī)范和和《暫規(guī)》規(guī)定：二等水準(zhǔn)準(zhǔn)測(cè)量只只能采用用往返測(cè)測(cè)方式；；采用DS1級(jí)以上精精度的水水準(zhǔn)儀；；同一測(cè)段段的往返返測(cè)應(yīng)分分別在上上午與下下午進(jìn)行行，如氣氣象條件件穩(wěn)定，，往返測(cè)測(cè)可同在在上午或或下午進(jìn)進(jìn)行，但但這種里里程的總總站數(shù)不不應(yīng)超過過該區(qū)段段（線路路）總站站數(shù)的30%。數(shù)據(jù)質(zhì)量量控制CPIII高程測(cè)量的實(shí)實(shí)施CPIII的高程測(cè)測(cè)量采用用精密水水準(zhǔn)測(cè)量量方法，，是一種種界于國(guó)國(guó)家二等等和三等等水準(zhǔn)測(cè)測(cè)量之間間的等級(jí)級(jí)水準(zhǔn)測(cè)測(cè)量。按按《暫規(guī)》精神，在在作業(yè)實(shí)實(shí)施上按按二等水水準(zhǔn)方法法執(zhí)行，，只是在在具體的的精度要要求指標(biāo)標(biāo)上較二二等水準(zhǔn)準(zhǔn)有一定定降低。。數(shù)據(jù)質(zhì)量量控制單一測(cè)站站水準(zhǔn)測(cè)測(cè)量的檢檢核視線高度度的要求求、視距距、視距距差的要要求、儀儀器標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)：數(shù)據(jù)質(zhì)量量控制單一測(cè)站站水準(zhǔn)測(cè)測(cè)量的檢檢核測(cè)站觀測(cè)測(cè)限差數(shù)據(jù)質(zhì)量量控制一條水準(zhǔn)準(zhǔn)線路測(cè)測(cè)量的檢檢核積累視視距差差的要要求；；觀測(cè)時(shí)時(shí)間的的要求求；測(cè)段往往返測(cè)測(cè)高差差較差差要求求；水準(zhǔn)線線路的的高差差閉合合差要要求。。數(shù)據(jù)質(zhì)質(zhì)量控控制水準(zhǔn)測(cè)測(cè)量總總體質(zhì)質(zhì)量檢檢核每公里里水準(zhǔn)準(zhǔn)測(cè)量量的偶偶然中中誤差差；每公里里水準(zhǔn)準(zhǔn)測(cè)量量的全全中誤誤差。。數(shù)據(jù)質(zhì)質(zhì)量控控制MΔ和Mw符合規(guī)規(guī)定，，表明明沿線線路的的水準(zhǔn)準(zhǔn)測(cè)量量精度度是合合格的的；如如不符符要求求，應(yīng)應(yīng)對(duì)超超限路路線重重測(cè)。。經(jīng)檢查查，各各項(xiàng)技技術(shù)指指標(biāo)均均合格格的整整網(wǎng)或或分段段的水水準(zhǔn)觀觀測(cè)數(shù)數(shù)據(jù)才才可以以進(jìn)行行內(nèi)業(yè)業(yè)的平平差數(shù)數(shù)據(jù)計(jì)計(jì)算。。成果分分析為了保保證控控制點(diǎn)點(diǎn)提供供的高高程基基準(zhǔn)的的正確確性，，在工工程建建設(shè)的的過程程中，，經(jīng)常常需要要對(duì)已已有高高程控控制點(diǎn)點(diǎn)進(jìn)行行復(fù)測(cè)測(cè)和檢檢測(cè)，，確保保高程程控制制點(diǎn)的的穩(wěn)定定。復(fù)測(cè)和和檢測(cè)測(cè)在進(jìn)進(jìn)行平平差數(shù)數(shù)據(jù)處處理時(shí)時(shí)，引引入的的高程程基準(zhǔn)準(zhǔn)應(yīng)與與原成成果一一致。。常用的的復(fù)測(cè)測(cè)和檢檢測(cè)成成果分分析方方法有有兩種種：高高差比比對(duì)和和高程程比對(duì)對(duì)。成果分分析高差比比對(duì)用用以比比較分分析相相同高高程點(diǎn)點(diǎn)之間間的高高差，，可以以反映映出地地表相相對(duì)高高程變變化；；高程比比對(duì)用用以比比較分分析相相同高高程點(diǎn)點(diǎn)的高高程，，可以以反映映出地地表整整體的的高程程變化化。無論那那種比比對(duì)方方式，，只有有在比比對(duì)差差異超超出相相應(yīng)等等級(jí)水水準(zhǔn)測(cè)測(cè)量精精度的的限差差指標(biāo)標(biāo)時(shí)，，才能能說這這種高高差或或變化化是顯顯著的的，并并考慮慮更新新高程程成果果。否否則，，應(yīng)沿沿用原原高程程成果果。成果分分析復(fù)測(cè)、、檢測(cè)測(cè)與成成果取取舍：：較差差（閉閉合差差）限限制原原則、、成果果最新新原則則、平平均性性原則則、端端點(diǎn)外外推原原則。。測(cè)段復(fù)測(cè)與與原測(cè)時(shí)間間超過了三三個(gè)月，且且復(fù)測(cè)高差差與原測(cè)高高差之差超超過檢測(cè)限限差時(shí)，須須進(jìn)行測(cè)段段兩端點(diǎn)可可靠性的檢檢測(cè)。檢測(cè)測(cè)段長(zhǎng)長(zhǎng)度小于1km時(shí)，按1km計(jì)算。成果分析實(shí)際水準(zhǔn)測(cè)測(cè)量中使用用高精度儀儀器進(jìn)行低低等級(jí)水準(zhǔn)準(zhǔn)觀測(cè)時(shí)，，如果計(jì)算算得到的每每公里水準(zhǔn)測(cè)量的的偶然中誤誤差沒有達(dá)到儀儀器應(yīng)有的的標(biāo)稱精度度，則應(yīng)懷懷疑儀器的的工作狀況況不正常，，即使總體體上水準(zhǔn)等等級(jí)的精度度指標(biāo)滿足足了，對(duì)水水準(zhǔn)觀測(cè)的的數(shù)據(jù)應(yīng)該該慎重使用用。因?yàn)椋?，一臺(tái)工作作不正常的的儀器，提提供的觀測(cè)測(cè)數(shù)據(jù)是不不可靠的。。成果分析按規(guī)定提交交技術(shù)總結(jié)結(jié)按規(guī)定上交交資料技術(shù)設(shè)計(jì)書書、水準(zhǔn)線線路圖、儀儀器檢定報(bào)報(bào)告副本、、技術(shù)總結(jié)結(jié)、成果（（驗(yàn)收）報(bào)報(bào)告、觀測(cè)測(cè)數(shù)據(jù)和手手薄。成果報(bào)告包包括“點(diǎn)號(hào)號(hào)、距離、、往返測(cè)高高差、往返返測(cè)不符值值、限差、、復(fù)測(cè)高差差和原高差差的成果比比較”。第II部分平面面控制位置基準(zhǔn)與與坐標(biāo)系平面控制測(cè)測(cè)量數(shù)據(jù)質(zhì)量控控制數(shù)據(jù)平差與與成果分析析位置基準(zhǔn)與與坐標(biāo)系參考橢球水準(zhǔn)面是個(gè)個(gè)物理面，，不是數(shù)學(xué)學(xué)面；長(zhǎng)期測(cè)量實(shí)實(shí)踐研究表表明：地球球形狀極近近似于一個(gè)個(gè)兩極稍扁扁的旋轉(zhuǎn)隨隨球，即一一個(gè)橢圓繞繞其短軸旋旋轉(zhuǎn)而成的的形體。旋旋轉(zhuǎn)橢球面面是可以用用較簡(jiǎn)單的的數(shù)學(xué)公式式準(zhǔn)確地表表達(dá)出來。。因而測(cè)量量工作中就就是用這樣樣一個(gè)規(guī)則則的曲面代代替大地水水準(zhǔn)面作為為測(cè)量計(jì)算算的基準(zhǔn)面面。位置基準(zhǔn)準(zhǔn)與坐標(biāo)標(biāo)系參考橢球球用來代表表地球形形狀的旋旋轉(zhuǎn)橢球球稱為大大地橢球球；大地橢球球的形態(tài)態(tài)和大小小由兩個(gè)個(gè)元素確確定：長(zhǎng)長(zhǎng)半徑““a”和短半徑徑“b”，或由一一個(gè)半徑徑和扁率率來決定定。扁率率“a”表示橢球球的扁平平程度。。位置基準(zhǔn)準(zhǔn)與坐標(biāo)標(biāo)系參考橢球球僅僅確定定大地橢橢球的形形態(tài)，還還不足以以準(zhǔn)確表表述地表表點(diǎn)位的的相對(duì)和和絕對(duì)關(guān)關(guān)系，還還需要確確定大地地橢球和和地球真真實(shí)形體體之間的的相對(duì)位位置關(guān)系系（橢球球定位和和定向））。位置基準(zhǔn)準(zhǔn)與坐標(biāo)標(biāo)系參考橢球球具有確定定參數(shù)，，經(jīng)過定定位和定定向，同同全球或或某一地地區(qū)大地地水準(zhǔn)面面最佳擬擬合的地地球橢球球叫做參參考橢球球。目前世界界上采用用的參考考橢球有有很多個(gè)個(gè)。位置基準(zhǔn)準(zhǔn)與坐標(biāo)標(biāo)系坐標(biāo)系所謂坐標(biāo)標(biāo)系，包包含兩方方面的內(nèi)內(nèi)容：一一是在把把大地水水準(zhǔn)面上上的測(cè)量量成果化化算到橢橢球體面面上的計(jì)計(jì)算工作作中，所所采用的的橢球的的大小形形狀；二二是橢球球體與大大地水準(zhǔn)準(zhǔn)面的相相關(guān)位置置不同，，對(duì)同一一點(diǎn)的地地理坐標(biāo)標(biāo)所計(jì)算算的結(jié)果果將有不不同的值值。因此此，選定定了一個(gè)個(gè)參考橢橢球，就就確定了了一個(gè)坐坐標(biāo)系。。位置基準(zhǔn)準(zhǔn)與坐標(biāo)標(biāo)系坐標(biāo)系（（空間））以參考橢橢球?yàn)榛鶞?zhǔn)的坐坐標(biāo)系叫叫做參心心坐標(biāo)系系。參心心坐標(biāo)系系分為空空間直角角坐標(biāo)系系和大地地坐標(biāo)系系，它們們都與地地球體固固連，又又稱為地地固坐標(biāo)標(biāo)系。以以地心為為原點(diǎn)的的地固坐坐標(biāo)系則則稱地心心地固坐坐標(biāo)系，，主要用用于描述述地面點(diǎn)點(diǎn)的相對(duì)對(duì)位置。?？臻g直角角坐標(biāo)用用（x,y,z）表示，，大地坐坐標(biāo)用（（B,L,H）表示，，它們之之間可以以方便的的相互轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換。。位置基準(zhǔn)準(zhǔn)與坐標(biāo)標(biāo)系坐標(biāo)系（（空間））大地坐標(biāo)標(biāo)系一點(diǎn)點(diǎn)的位置置用緯度度B、經(jīng)度L和大地高高H表示。經(jīng)經(jīng)線和緯緯線是地地球表面面上兩組組正交（（相交為為90度）的曲曲線，這這兩組正正交的曲曲線構(gòu)成成的坐標(biāo)標(biāo)，也稱稱為地理理坐標(biāo)系系。點(diǎn)沿沿法線至至橢球面面的距離離為大地地高，若若點(diǎn)在橢橢球面上上，H=0。位置基準(zhǔn)準(zhǔn)與坐標(biāo)標(biāo)系坐標(biāo)系（（空間））空間直角角坐標(biāo)系系以橢球球中心O為原點(diǎn)，，起始子子午面與與赤道面面交線為為X軸，在赤赤道面上上與X軸正交的的方向?yàn)闉閅軸，橢球球體的旋旋轉(zhuǎn)軸為為Z軸，構(gòu)成右手手坐標(biāo)系O-XYZ。地球北極是地地心地固坐標(biāo)標(biāo)系的基準(zhǔn)指指向點(diǎn)，地球球北極的變動(dòng)動(dòng)將引起坐標(biāo)標(biāo)軸方向的變變化。位置基準(zhǔn)與坐坐標(biāo)系坐標(biāo)系（基準(zhǔn)準(zhǔn)與框架）地心地固坐標(biāo)標(biāo)系是建立在在一定的大地地基準(zhǔn)上的，，用于表達(dá)地地球表面空間間位置及其相相對(duì)關(guān)系的數(shù)數(shù)學(xué)參照系。。這里談到的的大地基準(zhǔn)是是指能夠最佳佳擬合地球形形狀的地球橢橢球的參數(shù)及及橢球定位和和定向。具體體的坐標(biāo)參考考框架是上述述大地基準(zhǔn)的的一個(gè)物理實(shí)實(shí)現(xiàn)，它通過過一系列高精精度控制點(diǎn)的的空間直角坐坐標(biāo)或大地坐坐標(biāo)來確定。。位置基準(zhǔn)與坐坐標(biāo)系坐標(biāo)系（基準(zhǔn)準(zhǔn)與框架）不同的坐標(biāo)框框架的建立可可以是因?yàn)閰⒖紮E球形態(tài)態(tài)選用不相同同，也可以是是參考橢球的的定向、定位位不相同。我我國(guó)的兩種坐坐標(biāo)系統(tǒng)的框框架相對(duì)固定定。GPS定位系統(tǒng)采用用的坐標(biāo)框架架有周期的更更新，但參考考橢球參數(shù)沒沒有變化，只只有定向上的的細(xì)微變化，，除非高精度度的全球定位位分析，一般般定位情況下下對(duì)各坐標(biāo)框框架不做區(qū)別別而是籠統(tǒng)地地稱為WGS-84坐標(biāo)框架。位置基準(zhǔn)與坐坐標(biāo)系坐標(biāo)系（基準(zhǔn)準(zhǔn)與框架）不同的坐標(biāo)框框架之間可以以通過轉(zhuǎn)換參參數(shù)實(shí)現(xiàn)其內(nèi)內(nèi)坐標(biāo)系的變變換。任意一一個(gè)坐標(biāo)系都都是在一定的的坐標(biāo)框架下下，通過一定定的方式（空空間三維、大大地坐標(biāo)、高高斯平面坐標(biāo)標(biāo)）來描述點(diǎn)點(diǎn)位的絕對(duì)和和相對(duì)位置的的。方式的不不同，決定了了坐標(biāo)系的種種類不同。位置基準(zhǔn)與坐坐標(biāo)系坐標(biāo)系（基準(zhǔn)準(zhǔn)與框架）高速鐵路平面面精密控制網(wǎng)網(wǎng)涉及使用的的坐標(biāo)有：我國(guó)54北京坐標(biāo)系；；我國(guó)80西安坐標(biāo)系；；全球IGS坐標(biāo)系（框架架IGS97、IGS00、IGS05，其是用GPS觀測(cè)手段來對(duì)對(duì)ITRF97、ITRF2000、ITRF2005的一個(gè)實(shí)現(xiàn)或或者確定）。。位置基準(zhǔn)與坐坐標(biāo)系坐標(biāo)系（平面面）測(cè)量上的計(jì)算算和繪圖，要要求最好在平平面上進(jìn)行，，因而需要平平面坐標(biāo)投影影。高斯投影實(shí)現(xiàn)現(xiàn)了一種空間間坐標(biāo)到平面面直角坐標(biāo)的的轉(zhuǎn)換，具有有十分重要的的應(yīng)用意義。。位置基準(zhǔn)與坐坐標(biāo)系高斯投影的特特點(diǎn)中央經(jīng)線和赤赤道為互相垂垂直的直線；；中央經(jīng)線投影影長(zhǎng)度變形比比等于1，即沒有長(zhǎng)度度變形，其余余經(jīng)線長(zhǎng)度比比均大于1，長(zhǎng)度變形為為正；在同一一條經(jīng)線上，，長(zhǎng)度變形隨隨緯度的降低低而增大，在在赤道處為最最大；在同一一條緯線上，，長(zhǎng)度變形隨隨經(jīng)差的增加加而增大，且且增大速度較較快；面積變形也是是距中央經(jīng)線線愈遠(yuǎn)，變形形愈大；高斯投影后角角度沒有變形形。位置基準(zhǔn)與坐坐標(biāo)系高斯投影分帶帶為了保證地圖圖的精度，采采用分帶投影影方法，即將將投影范圍的的東西界加以以限制，使其其變形不超過過一定的限度度，這樣把許許多帶結(jié)合起起來，可成為為整個(gè)區(qū)域的的投影。我國(guó)的高鐵平平面精測(cè)網(wǎng)對(duì)對(duì)投影長(zhǎng)度變變形有嚴(yán)格控控制，要求最最大變形比不不超過10mm/km。盡管可以通通過細(xì)分投影影帶，或者抬抬高投影面高高程的方式來來限制投影長(zhǎng)長(zhǎng)度變形比，，但是，在平平面直角坐標(biāo)標(biāo)的使用過程程中，這種方方法將增加了了大量的坐標(biāo)標(biāo)換帶計(jì)算工工作。位置基準(zhǔn)與坐坐標(biāo)系高斯投影通用用坐標(biāo)規(guī)定以中央經(jīng)經(jīng)線為X軸，赤道為Y軸，兩軸的交交點(diǎn)為坐標(biāo)原原點(diǎn)。X坐標(biāo)值在赤道道以北為正，，以南為負(fù)；；Y坐標(biāo)值在中央央經(jīng)線以東為為正，以西為為負(fù)。我國(guó)在北半球球，X坐標(biāo)皆為正值值。為了避免免Y坐標(biāo)出現(xiàn)負(fù)值值，將各帶的的坐標(biāo)縱軸加加一個(gè)常數(shù)（（100公里-加常數(shù)）。又又由于采用了了分帶方法，，某一坐標(biāo)值值（x，y）在每一投影影帶中均有一一個(gè)，不能確確切表示該點(diǎn)點(diǎn)的位置。因因此，在Y值前需冠以帶帶號(hào)，這樣的的坐標(biāo)稱為通通用坐標(biāo)。位置基準(zhǔn)與坐坐標(biāo)系坐標(biāo)轉(zhuǎn)換（同同一坐標(biāo)系））空間空間直角坐標(biāo)標(biāo)——大地坐坐標(biāo)空間與與平面面高斯投投影正正、反反算平面高斯換換帶計(jì)計(jì)算位置基基準(zhǔn)與與坐標(biāo)標(biāo)系坐標(biāo)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換（（同一一坐標(biāo)標(biāo)系））空間直直角坐坐標(biāo)——大地坐坐標(biāo)位置基基準(zhǔn)與與坐標(biāo)標(biāo)系坐標(biāo)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換（（同一一坐標(biāo)標(biāo)系））高斯投投影正正、反反算公式的的形式式復(fù)雜雜，但但早已已實(shí)現(xiàn)現(xiàn)程序序模塊塊化，，在眾眾多測(cè)測(cè)量程程序中中可方方便互互換。。只要要選定定橢球球形狀狀參數(shù)數(shù)、投投影帶帶寬和和投影影采用用的中中央子子午線線經(jīng)度度，就就可以以計(jì)算算得到到大地地坐標(biāo)標(biāo)在相相應(yīng)投投影帶帶中的的高斯斯平面面直角角坐標(biāo)標(biāo)，（（高斯斯投影影正算算），，或者者相應(yīng)應(yīng)投影影帶中中的高高斯平平面直直角坐坐標(biāo)所所對(duì)應(yīng)應(yīng)的大大地坐坐標(biāo)（（高斯斯投影影反算算）。。位置基基準(zhǔn)與與坐標(biāo)標(biāo)系坐標(biāo)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換（（同一一坐標(biāo)標(biāo)系））高斯換換帶計(jì)計(jì)算高斯投投影坐坐標(biāo)換換帶計(jì)計(jì)算的的方法法為：：先將將某一一投影影分帶帶內(nèi)的的高斯斯平面面直角角坐標(biāo)標(biāo)轉(zhuǎn)換換成通通用的的大地地坐標(biāo)標(biāo)，然然后重重新設(shè)設(shè)定投投影的的中央央子午午線和和帶寬寬，就就可以以得到到在新新的投投影帶帶中的的高斯斯平面面直角角坐標(biāo)標(biāo)。位置基基準(zhǔn)與與坐標(biāo)標(biāo)系坐標(biāo)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換（（同一一坐標(biāo)標(biāo)系））空間三三維直直角坐坐標(biāo)和和高斯斯平面面直角角坐標(biāo)標(biāo)之間間不能能直接接相互互轉(zhuǎn)換換，其其必須須通過過大地地坐標(biāo)標(biāo)這個(gè)個(gè)中間間轉(zhuǎn)換換過程程才能能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)相互互轉(zhuǎn)換換，即即它們們之間間的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換是是間接接的。。位置基基準(zhǔn)與與坐標(biāo)標(biāo)系坐標(biāo)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換（（不同同坐標(biāo)標(biāo)系））平面（（4參數(shù)法法）兩個(gè)平平移參參數(shù)、、一個(gè)個(gè)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)參數(shù)數(shù)、一一個(gè)尺尺度參參數(shù)空間（（7參數(shù)法法）三個(gè)平平移參參數(shù)、、三個(gè)個(gè)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)參數(shù)數(shù)、一一個(gè)尺尺度參參數(shù)位置基基準(zhǔn)與與坐標(biāo)標(biāo)系坐標(biāo)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換（（不同同坐標(biāo)標(biāo)系））空間與與平面面（橢橢球參參數(shù)變變化））平面控控制測(cè)測(cè)量GPS測(cè)量靜態(tài)相對(duì)定定位雙差求求解IGS與絕對(duì)對(duì)位置置基準(zhǔn)準(zhǔn)《暫規(guī)》1.0.5要求：：為了了保證證勘測(cè)測(cè)、施施工、、運(yùn)營(yíng)營(yíng)維護(hù)護(hù)各階階段平平面測(cè)測(cè)量成成果的的一致致性，，各階階段的的平面面控制制測(cè)量量應(yīng)共共同使使用同同一個(gè)個(gè)GPS基礎(chǔ)平平面控控制網(wǎng)網(wǎng)。平面控控制測(cè)測(cè)量GPS測(cè)量GPS網(wǎng)的設(shè)設(shè)計(jì)已已免除除了測(cè)測(cè)角、、邊角角同測(cè)測(cè)和測(cè)測(cè)邊網(wǎng)網(wǎng)等的的傳統(tǒng)統(tǒng)要求求。它它不需需要點(diǎn)點(diǎn)間通通視，，也不不需要要考慮慮布設(shè)設(shè)什么么樣的的圖形形，也也就更更不需需要考考慮圖圖形強(qiáng)強(qiáng)度，，不需需要設(shè)設(shè)置在在制高高點(diǎn)上上（哪哪里需需要就就可以以設(shè)置置在哪哪里））”。。所以以GPS網(wǎng)的設(shè)設(shè)計(jì)是是非常常靈活活。平面控控制測(cè)測(cè)量GPS測(cè)量GPS測(cè)量的的實(shí)施施和所所用接接收系系統(tǒng)硬硬件與與軟件件的發(fā)發(fā)展水水平密密切相相關(guān)，，所以以，關(guān)關(guān)于GPS測(cè)量工工作的的作業(yè)業(yè)細(xì)節(jié)節(jié)，用用戶還還須按按國(guó)家家有關(guān)關(guān)部門門頒發(fā)發(fā)的GPS測(cè)量規(guī)規(guī)范，，以及及所用用GPS接收系系統(tǒng)的的操作作說明明書執(zhí)執(zhí)行。。平面控控制測(cè)測(cè)量GPS測(cè)量精精度要要求通常均均以網(wǎng)網(wǎng)中相相鄰點(diǎn)點(diǎn)之間間的距距離誤誤差來來表示示。。精度指指標(biāo)，，主要要是對(duì)對(duì)GPS網(wǎng)的平平面位位置而而言，，而考考慮到到垂直直分量量的精精度，，一般般較水水平分分量為為差，，所以以根據(jù)據(jù)經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)，如如果在在GPS網(wǎng)中對(duì)對(duì)垂直直分量量的精精度進(jìn)進(jìn)行要要求，，可將將上表表所列列的比比例誤誤差部部分增增大一一倍。?！稌阂?guī)規(guī)》對(duì)高高鐵鐵平平面面GPS控制制網(wǎng)網(wǎng)的的精精度度要要求求平面面控控制制測(cè)測(cè)量量GPS控制制網(wǎng)網(wǎng)布布設(shè)設(shè)GPS網(wǎng)一一般般應(yīng)應(yīng)采采用用獨(dú)獨(dú)立立觀觀測(cè)測(cè)邊邊構(gòu)構(gòu)成成閉閉合合圖圖形形，，例例如如三三角角形形、、多多邊邊形形或或附附合合線線路路，，以以增增加加檢檢核核條條件件，，提提高高網(wǎng)網(wǎng)的的可可靠靠性性；；GPS網(wǎng)作作為為測(cè)測(cè)量量控控制制網(wǎng)網(wǎng)，，其其相相鄰鄰點(diǎn)點(diǎn)間間基基線線向向量量的的精精度度，，應(yīng)應(yīng)分分布布均均勻勻；；GPS網(wǎng)點(diǎn)點(diǎn)應(yīng)應(yīng)盡盡量量與與原原有有地地面面控控制制網(wǎng)網(wǎng)點(diǎn)點(diǎn)相相重重合合。。重重合合點(diǎn)點(diǎn)一一般般不不應(yīng)應(yīng)少少于于3個(gè)（（不不足足時(shí)時(shí)應(yīng)應(yīng)聯(lián)聯(lián)測(cè)測(cè)）），，且且在在網(wǎng)網(wǎng)中中應(yīng)應(yīng)分分布布均均勻勻，，以以利利于于可可靠靠地地確確定定GPS網(wǎng)與與地地面面網(wǎng)網(wǎng)之之間間的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換參參數(shù)數(shù)；；GPS網(wǎng)點(diǎn)點(diǎn)應(yīng)應(yīng)考考慮慮與與水水準(zhǔn)準(zhǔn)點(diǎn)點(diǎn)相相重重合合。。平面面控控制制測(cè)測(cè)量量GPS控制制網(wǎng)網(wǎng)布布設(shè)設(shè)我國(guó)國(guó)高高鐵鐵精精密密平平面面控控制制網(wǎng)網(wǎng)分分三三級(jí)級(jí)布布設(shè)設(shè)，，實(shí)實(shí)踐踐中中按按四四級(jí)級(jí)進(jìn)進(jìn)行行布布設(shè)設(shè)。。它它們們是是：：坐坐標(biāo)標(biāo)基基準(zhǔn)準(zhǔn)控控制制網(wǎng)網(wǎng)（（CP0）、、基基礎(chǔ)礎(chǔ)平平面面控控制制網(wǎng)網(wǎng)（（CPI）、、線線路路控控制制網(wǎng)網(wǎng)（（CPII）和和基基樁樁控控制制網(wǎng)網(wǎng)（（CPIII，非GPS方式式）。。沿線線路路的的點(diǎn)點(diǎn)間間距距、、線線路路中中線線間間距距。。平面面控控制制測(cè)測(cè)量量GPS控制制網(wǎng)網(wǎng)觀觀測(cè)測(cè)同步步觀觀測(cè)測(cè)方方式式異步步觀觀測(cè)測(cè)方方式式(網(wǎng)形形連連接接方方式式)接收收機(jī)機(jī)設(shè)設(shè)置置的的參參數(shù)數(shù)指指標(biāo)標(biāo)數(shù)據(jù)據(jù)質(zhì)質(zhì)量量控控制制平面面控控制制測(cè)測(cè)量量廣廣泛泛地地采采用用GPS定位位技技術(shù)術(shù)，，其其屬屬于于自自動(dòng)動(dòng)化化程程度度很很高高的的觀觀測(cè)測(cè)手手段段。。數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)自自動(dòng)動(dòng)記記錄錄，，并并在在相相應(yīng)應(yīng)服服務(wù)務(wù)軟軟件件的的支支持持下下自自動(dòng)動(dòng)進(jìn)進(jìn)行行數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)的的后后處處理理。。對(duì)對(duì)GPS數(shù)據(jù)據(jù)觀觀測(cè)測(cè)質(zhì)質(zhì)量量的的檢檢查查關(guān)關(guān)系系到到平平面面控控制制點(diǎn)點(diǎn)成成果果的的可可靠靠性性，，必必須須足足夠夠重重視視。。數(shù)據(jù)據(jù)質(zhì)質(zhì)量量控控制制儀器器設(shè)設(shè)備備有效效數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)量量基線線解解算算質(zhì)質(zhì)量量同步步、、異異步步環(huán)環(huán)閉閉合合差差基線線向向量量自自由由網(wǎng)網(wǎng)平平差差點(diǎn)點(diǎn)位位精精度度（（絕絕對(duì)對(duì)、、相相對(duì)對(duì)））數(shù)據(jù)據(jù)質(zhì)質(zhì)量量控控制制儀器器的的標(biāo)標(biāo)稱稱精精度度指指標(biāo)標(biāo)是是否否滿滿足足相相應(yīng)應(yīng)等等級(jí)級(jí)GPS測(cè)量量的的精精度度要要求求，，儀儀器器是是否否檢檢定定合合格格；；外業(yè)業(yè)觀觀測(cè)測(cè)記記錄錄手手薄薄中中的的觀觀測(cè)測(cè)時(shí)時(shí)段段信信息息、、儀儀器器高高、、點(diǎn)點(diǎn)名名和和點(diǎn)點(diǎn)號(hào)號(hào)信信息息等等是是否否和和觀觀測(cè)測(cè)數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)文文件件相相符符合合；；數(shù)據(jù)據(jù)同同步步觀觀測(cè)測(cè)時(shí)時(shí)間間是是否否有有效效并并達(dá)達(dá)到到規(guī)規(guī)定定要要求求；；通過過數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)平平滑滑、、粗粗差差剔剔除除等等數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)預(yù)預(yù)處處理理手手段段，，剔剔除除的的數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)比比率率是是否否滿滿足足規(guī)規(guī)定定要要求求；；數(shù)據(jù)據(jù)質(zhì)質(zhì)量量控控制制單基基線線或或多多基基線線解解算算得得到到的的重重復(fù)復(fù)觀觀測(cè)測(cè)基基線線的的較較差差是是否否滿滿足足相相應(yīng)應(yīng)等等級(jí)級(jí)GPS測(cè)量量的的精精度度要要求求；；單基基線線解解算算條條件件下下，，要要進(jìn)進(jìn)行行同同步步閉閉合合環(huán)環(huán)（（一一般般為為三三角角形形，，對(duì)對(duì)環(huán)環(huán)的的最最大大邊邊數(shù)數(shù)，，相相應(yīng)應(yīng)等等級(jí)級(jí)GPS測(cè)量量規(guī)規(guī)范范有有限限制制））的的閉閉合合差差檢檢查查，，要要求求滿滿足足相相應(yīng)應(yīng)等等級(jí)級(jí)GPS測(cè)量的精精度要求求；（多多基線解解算條件件下，不不需要進(jìn)進(jìn)行同步步環(huán)閉合合差檢查查）數(shù)據(jù)質(zhì)量量控制進(jìn)行異步步環(huán)（一一般為三三角形，，對(duì)環(huán)的的最大邊邊數(shù)，相相應(yīng)等級(jí)級(jí)GPS測(cè)量規(guī)范范有限制制）閉合合差檢查查，要求求閉合差差滿足相相應(yīng)等級(jí)級(jí)GPS測(cè)量的精精度要求求；進(jìn)行GPS自由網(wǎng)平平差計(jì)算算后，要要對(duì)絕對(duì)對(duì)點(diǎn)位中中誤差和和相對(duì)點(diǎn)點(diǎn)位誤差差進(jìn)行檢檢查，要要求精度度滿足相相應(yīng)等級(jí)級(jí)GPS測(cè)量的要求求。數(shù)據(jù)平差與與成果分析析只有在前面面的數(shù)據(jù)質(zhì)質(zhì)量控制的的所有檢查查都合格的的條件下，，才可以進(jìn)進(jìn)行GPS基線的約束束網(wǎng)整體平平差。對(duì)于GPS控制網(wǎng)的平平差計(jì)算，，應(yīng)該實(shí)行行逐級(jí)控制制。即CPI以CP0為基準(zhǔn)進(jìn)行行約束平差差，CPII以CPI為基準(zhǔn)進(jìn)行行約束平差差。復(fù)測(cè)（檢測(cè)測(cè)）的平差差方式應(yīng)盡盡可能與已已有成果的的數(shù)據(jù)平差差方式一致致。數(shù)據(jù)平差與與成果分析析建立全線統(tǒng)統(tǒng)一坐標(biāo)基基準(zhǔn)是個(gè)全全局性的大大問題，《客運(yùn)專線無無碴軌道鐵鐵路工程測(cè)測(cè)量暫行規(guī)規(guī)定》中第1.0.5條提到‘各各階段的平平面控制測(cè)測(cè)量應(yīng)共同同使用同一一個(gè)GPS基礎(chǔ)平面控控制網(wǎng)’；；第3.3.2條提到‘要要全線(段)一次布網(wǎng)、、統(tǒng)一測(cè)量量、整體平平差’；第第3.3.7提到‘GPS平面網(wǎng)宜采采用一個(gè)己己知點(diǎn)和一一個(gè)己知方方向的方法法進(jìn)行坐標(biāo)標(biāo)轉(zhuǎn)換’，，都涉及到到要建立全全線統(tǒng)一坐坐標(biāo)基準(zhǔn)的的問題。數(shù)據(jù)平差與與成果分析析位置基準(zhǔn)的的確定建立和維護(hù)護(hù)全線統(tǒng)一一的坐標(biāo)基基準(zhǔn)，明確確確定所建建立的多個(gè)個(gè)工程獨(dú)立立平面坐標(biāo)標(biāo)系與全線線統(tǒng)一的坐坐標(biāo)基準(zhǔn)的的轉(zhuǎn)換關(guān)系系。全線統(tǒng)一的的坐標(biāo)基準(zhǔn)準(zhǔn)在勘測(cè)期期、施工期期、營(yíng)運(yùn)維維護(hù)期應(yīng)是是唯一的、、穩(wěn)定的。。工程獨(dú)立平平面坐標(biāo)系系只要能滿滿足《暫規(guī)》投影長(zhǎng)度變變形的限差差要求，可可以是多個(gè)個(gè)的。但一一定要用唯唯一的、穩(wěn)穩(wěn)定的全線線統(tǒng)一的坐坐標(biāo)基準(zhǔn)來來統(tǒng)一多個(gè)個(gè)的工程獨(dú)獨(dú)立平面坐坐標(biāo)系，否否則將無法法保證無碴碴軌道施工工放樣的精精度和施工工、營(yíng)運(yùn)維維護(hù)期間變變形監(jiān)測(cè)的的有效進(jìn)行行。數(shù)據(jù)平差與與成果分析析位置基準(zhǔn)的的確定CP0的建立就是是為了提供供一個(gè)穩(wěn)定定的全線統(tǒng)統(tǒng)一的坐標(biāo)標(biāo)基準(zhǔn)，其其被采納,并在京滬高高鐵建設(shè)中中得到使用用。為了保證勘勘測(cè)、施工工、運(yùn)營(yíng)維維護(hù)各階段段平面測(cè)量量成果的一一致性，各各階段的平平面控制測(cè)測(cè)量應(yīng)共同同使用同一一個(gè)GPS平面位置基基準(zhǔn)，該位位置基準(zhǔn)由由CP0確定。CP0的建立采用用GPS定位技術(shù)實(shí)實(shí)現(xiàn)，具體體技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)執(zhí)行國(guó)家家“B”級(jí)GPS控制網(wǎng)的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，只是是在點(diǎn)間距距上相對(duì)加加密以滿足足鐵路工程程建設(shè)的需需要。數(shù)據(jù)平差與與成果分析析CP0確定位置基基準(zhǔn)的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)CP0通過聯(lián)測(cè)IGS固定參考站站（測(cè)站坐坐標(biāo)是精確確已知的，，測(cè)站觀測(cè)測(cè)數(shù)據(jù)是連連續(xù)和免費(fèi)費(fèi)共享的）），不必在在沿線國(guó)家家三角點(diǎn)上上設(shè)站，就就獲取了一一個(gè)服務(wù)于于京滬高速速鐵路建設(shè)設(shè)的WGS-84基準(zhǔn)；CP0的穩(wěn)定性是是實(shí)時(shí)被監(jiān)監(jiān)控的，網(wǎng)網(wǎng)的內(nèi)符合合精度高，，避免了因因聯(lián)測(cè)國(guó)家家三角點(diǎn)所所帶來的精精度損失，，從而在服服務(wù)于京滬滬高速鐵路路建設(shè)的過過程中，具具有較好的的精度儲(chǔ)備備而在加密密和后續(xù)測(cè)測(cè)量中有較較大的精度度調(diào)整余地地，著實(shí)保保障京滬高高速鐵路的的順利建設(shè)設(shè)；數(shù)據(jù)平差與與成果分析析CP0確定位置基基準(zhǔn)的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)對(duì)于京滬沿沿線眾多的的工程獨(dú)立立平面坐標(biāo)標(biāo)系統(tǒng)而言言，全線統(tǒng)統(tǒng)一的坐標(biāo)標(biāo)框架對(duì)長(zhǎng)長(zhǎng)度投影變變形和坐標(biāo)標(biāo)換帶計(jì)算算的實(shí)施和和檢核提供供了概念明明確，使用用方便，穩(wěn)穩(wěn)定可靠的的平臺(tái)，避避免因使用用多個(gè)工程程獨(dú)立平面面坐標(biāo)系而而帶來的粗粗差。建立GPS基準(zhǔn)網(wǎng)盡管管在建立初初期需要增增加觀測(cè)和和數(shù)據(jù)處理理上的工作作量和投入入。但是，，在后續(xù)進(jìn)進(jìn)行的網(wǎng)的的復(fù)測(cè)工作作中將因無無需聯(lián)測(cè)國(guó)國(guó)家三角點(diǎn)點(diǎn)而降低總總體的測(cè)量量成本數(shù)據(jù)平差與與成果分析析平差方法與與位置基準(zhǔn)準(zhǔn)的引入（（CPI）CPI以CP0為基準(zhǔn)進(jìn)行行約束平差差時(shí)，適宜宜整網(wǎng)進(jìn)行行平差數(shù)據(jù)據(jù)處理。全全網(wǎng)進(jìn)行平平差數(shù)據(jù)處處理有困難難時(shí)，至少少應(yīng)該保證證一個(gè)分段段（至少包包含2個(gè)CP0控制點(diǎn)）的的范圍內(nèi)進(jìn)進(jìn)行局部網(wǎng)網(wǎng)的整體平