高速鐵路測量控制網(wǎng)數(shù)據(jù)處理分析案例目錄TOC\o"1-3"\h\u16976高速鐵路測量控制網(wǎng)數(shù)據(jù)處理分析案例 120691.1勘測設(shè)計階段控制測量工程概況 1219511.1.1已有測量成果 125661.1.2己有測量成果的評價和利用 1263181.2GPS靜態(tài)測量及注意事項(xiàng) 2121041.2.1GPS測量作業(yè)的基本技術(shù)要求 257151.2.2GPS測量網(wǎng)形設(shè)計 3186801.2.3GPS觀測設(shè)站 3159111.3數(shù)據(jù)處理與檢核 4107411.3.1GPS數(shù)據(jù)處理 4277571.3.2GPS網(wǎng)平差計算 570481.3.3控制網(wǎng)的精度分析 6本項(xiàng)目擬采用分階段、分層次的網(wǎng)絡(luò)布局方式進(jìn)行操控，實(shí)現(xiàn)對不同區(qū)域內(nèi)無軌道的建造、運(yùn)營、檢測、維修，保障其順暢運(yùn)行。在此部分中建立一條僅用于乘客的線路，以及高精度的平面、高精度的控制網(wǎng)。本文將重點(diǎn)研究在根據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)獲取的具體高鐵控制觀測資料基礎(chǔ)上，所采用的觀測模式與方法。1.1勘測設(shè)計階段控制測量工程概況1.1.1已有測量成果在本次勘探階段，已有的工程控制測量數(shù)據(jù)為：（1）在大約50km的距離上，共有7個A、B級的GPS定位站。這些測點(diǎn)基本上都是同一條水準(zhǔn)線共用，但其坐標(biāo)系不統(tǒng)一。GS43、GT10、GS51和HD01在ITRF93坐標(biāo)9，均在ITRF97坐標(biāo)系下；（2）共有9個國家三角點(diǎn)，其中包括兩個國家I三角點(diǎn)：9014和9055；（3）測控技術(shù)中心有JSGPS125及JSGPS1261.1.2兩個GPS定位站。1.1.2己有測量成果的評價和利用該路線同時反映了勘察和設(shè)計兩個階段的投影變形。在本研究中，我們可以利用初始測量時得到的座標(biāo)參數(shù)，來完成這一精密控制測量。然而，如果在靜態(tài)測試中使用了一個初始的框架，那么它就有可能改變初始的設(shè)計數(shù)據(jù)?，F(xiàn)行的工程控制網(wǎng)的坐標(biāo)系統(tǒng)，按《鄭阜高速鐵路勘測暫行規(guī)定》中的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行了設(shè)計。在精確度、分布密度、規(guī)范以及埋深等方面有很大的差別。高鐵鋪軌的技術(shù)需求是要構(gòu)建一套能滿足高鐵全段全線鋪軌要求的精密工程控制網(wǎng)。這一部分中的共同測試將會導(dǎo)致國家三角點(diǎn)的不相容性。為此，需要重構(gòu)橫向框架網(wǎng)和基線網(wǎng)，以此為出發(fā)點(diǎn)，對其進(jìn)行約束。然而，為了保證新的精確度量網(wǎng)絡(luò)與已有的度量及設(shè)計數(shù)據(jù)一致，必須利用原有的約束條件來實(shí)現(xiàn)。1.2GPS靜態(tài)測量及注意事項(xiàng)（1）在進(jìn)行戶外觀測前，對光學(xué)標(biāo)尺及基座進(jìn)行了嚴(yán)格的檢驗(yàn)與標(biāo)定。在測量啟動后，要每隔20分鐘對觀測情況進(jìn)行一次檢驗(yàn)，以保證對齊誤差小于或等于1毫米。（2）使用用作基座的GPS接收機(jī)?；仨毻耆撬降模⑶乙又?。必須對從測站到接收器相位中心的測高點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確的測量。高度截角設(shè)定為：15度，符合技術(shù)規(guī)范。(3)天線的高度都要在上電前和斷電后分別進(jìn)行測定，而且為了測定，需要選取不同的角。采用與接收天線相關(guān)的特定高度，用來衡量錯誤的量規(guī)。若小于或等于2mm，就將平均數(shù)記在觀測手冊上。實(shí)地記錄手冊的內(nèi)容應(yīng)在現(xiàn)場用黑鉛筆現(xiàn)場記錄。（4）在全球定位系統(tǒng)接收機(jī)工作正常時，檢驗(yàn)員不能離開儀器。為了使觀測資料不受人為影響，必須對儀器的工作狀況進(jìn)行持續(xù)的監(jiān)測。觀察完畢后，應(yīng)認(rèn)真核對觀察紀(jì)錄是否完整，確認(rèn)無誤后，再按設(shè)定好的路線前往下一站點(diǎn)繼續(xù)進(jìn)行測量。1.2.1GPS測量作業(yè)的基本技術(shù)要求按照規(guī)定，GPS控制網(wǎng)的外業(yè)測量應(yīng)嚴(yán)格按照表4-1中的技術(shù)規(guī)定進(jìn)行。表4-1GPS測量作業(yè)的基本技術(shù)要求等級項(xiàng)目一級靜態(tài)測量衛(wèi)星截止高度角(°)≥15同時觀測有效衛(wèi)星數(shù)≥4有效時段長度(min)≥30觀測時段數(shù)1數(shù)據(jù)采樣間隔(s)15接收機(jī)類型雙頻PDOP或GDOP值≤81.2.2GPS測量網(wǎng)形設(shè)計GPS控制網(wǎng)測量首級控制網(wǎng)采用邊連式，如圖1.1所示。GPS控制網(wǎng)測點(diǎn)的加密方式為點(diǎn)連的方式，如圖1.2所示。圖1.1GPS測量網(wǎng)首級控制網(wǎng)邊連網(wǎng)形示意圖圖4-2GPS測量網(wǎng)加密點(diǎn)點(diǎn)連式網(wǎng)形示意圖1.2.3GPS觀測設(shè)站（1）首先，對光束對角儀與底座的中心線進(jìn)行精確對準(zhǔn)，如果不能對準(zhǔn)，則要從頭再來，然后再進(jìn)行多次對準(zhǔn)，確保整個過程都不會有偏差。設(shè)站時，其居中偏差不得超過1毫米。（2）在進(jìn)行下一次資料處理時，對天線位置進(jìn)行了精確的調(diào)整，并將其作為參考。（3）天線高度需要在各期間(接通電源前)和各期間(切斷電源后)的1次之前測量。必須進(jìn)行天線高度的測定。兩次天線的高度一定要相同，天線測量要從三個方位（120間距）進(jìn)行測定，可采用專門的接收器天線儀器進(jìn)行測定。每一次都要對三個方向的天線進(jìn)行測量，若有不同，則要對其進(jìn)行調(diào)整。對任一方位觀察前、后測得的兩次天線高程偏差，則視為觀察期間天線發(fā)生了變化，此期間為無效。（4）經(jīng)認(rèn)真核對，符合要求的各項(xiàng)作業(yè)要求，并做好資料紀(jì)錄。只有當(dāng)一個站點(diǎn)回到初始狀態(tài)時，才能夠?qū)ζ溥M(jìn)行被移動。（5）裝置的參數(shù)設(shè)定發(fā)生變化，使天線的位置不能在同一時間內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)動。在正常的觀測過程中，若觀測過程中發(fā)生了中斷，觀測過程中需要重新進(jìn)行觀測。若因觀察條件或衛(wèi)星訊號而造成超過25分鐘的資料紀(jì)錄中斷，應(yīng)重新核對。1.3數(shù)據(jù)處理與檢核以原線路地形圖為依據(jù)，通過實(shí)地踏勘選擇線路，對線路進(jìn)行了選擇。所以，兩個相同級別的首級控制點(diǎn)（KZ2、KZ3）被設(shè)置為相同級別。6個加密點(diǎn)（JM1、JM2、JM3、JM4、JM5、JM6、JM7、JM8)，這些加密點(diǎn)通過邊點(diǎn)混聯(lián)構(gòu)網(wǎng)，從而構(gòu)成一個由三角形或大地四邊形構(gòu)成的網(wǎng)狀圖。1.3.1GPS數(shù)據(jù)處理GPS觀測資料的處理主要包括基線矢量法和網(wǎng)格法。本課題擬利用全球定位系統(tǒng)（Southern）的全球定位系統(tǒng)（GPSADJ）進(jìn)行基線矢量解算和網(wǎng)狀解算。對測量結(jié)果進(jìn)行了及時的處理，并對測量結(jié)果進(jìn)行了質(zhì)量分析，以保證測量結(jié)果滿足規(guī)范和技術(shù)設(shè)計的要求。通過對日監(jiān)測資料的粗化，求取基線，選擇合適的時刻，以求出閉環(huán)復(fù)基線。若要對基線進(jìn)行處理，則要遵守以下幾條嚴(yán)厲的規(guī)定：（1）在進(jìn)行基線測量時，衛(wèi)星日歷使用的是廣播歷法，衛(wèi)星的仰角通常是15°。（2）在同一時間段中，對觀察結(jié)果的數(shù)據(jù)否決率小于10%。（3）起始點(diǎn)1個位置的觀察時間不能少于30分鐘；（4）解模式可以是單基線解模式或多基線解模式。（5）計算結(jié)果采用雙重差固定解。當(dāng)基線矢量達(dá)到接收標(biāo)準(zhǔn)時，按照最小閉環(huán)原則，對基線矢量進(jìn)行閉環(huán)。閉路誤差以及同步環(huán)的每個座標(biāo)分量的環(huán)形距離的總長度，符合下列方程：式中：n—閉合環(huán)邊數(shù)；W—同步環(huán)環(huán)線全長閉合差，—標(biāo)準(zhǔn)差，也就是以毫米為單位的基線向量的弦長中的誤差。異步環(huán)各坐標(biāo)分量閉合差及環(huán)線全長閉合差，應(yīng)滿足下式規(guī)定：（4-3）（4-4）式中：n—閉合環(huán)邊數(shù)；W—異步環(huán)環(huán)線全長閉合差，—標(biāo)準(zhǔn)差，即基線向量弦長中誤差(mm)，a和b按表3-2取值。1.3.2GPS網(wǎng)平差計算GPS網(wǎng)架的調(diào)整，是在基線質(zhì)量檢驗(yàn)合格的情況下，首先對GPS網(wǎng)架進(jìn)行無約束平差，然后對其進(jìn)行約束的平差。三維矢量平差是在滿足基線精度要求的情況下，利用網(wǎng)心區(qū)域內(nèi)各控制點(diǎn)的WGS-84坐標(biāo)為初始值，從而實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)心區(qū)域的無限調(diào)節(jié)，從而提高觀測效果。在不受限制的調(diào)整中，對于基線成分，修正數(shù)量的絕對值應(yīng)該滿足下列公式：（4-5）在平差達(dá)標(biāo)之后，將經(jīng)過約束的基線矢量、它的修正數(shù)值以及它在對應(yīng)的坐標(biāo)系統(tǒng)中的準(zhǔn)確度進(jìn)行計算，在這些修正數(shù)值中，基線矢量的各個組成部分的修正數(shù)值與不受約束的平差相同的基線修正數(shù)值之間的差異，其絕對值應(yīng)該滿足下列條件：（4-6）1.3.3控制網(wǎng)的精度分析為了保證在重測網(wǎng)數(shù)據(jù)處理完畢后，重測網(wǎng)的測量值達(dá)到相應(yīng)級別的測量準(zhǔn)確度，必須進(jìn)行統(tǒng)計分析。主要項(xiàng)目和標(biāo)準(zhǔn)如下：（