铁路工程精密控制网测量数据处理系统

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软件特 色
2010年6月
中铁四院
系统功能——工程测量平差数据处理软件
2010年6月
中铁四院
系统功能——坐标转换与换带计算软件
坐标转换与换带计算软件用于实现工程中各级坐标系 之间的相互转换和任意中央子午线任意高程面的换带计算 功能,为铁路工程精密控制网测量数据处理系统的辅助软 件。
原始坐标文件
坐标转换 换带计算
本系统可贯通地使用于铁路建设的勘测、施工 、 轨道铺设和运营维护整个过程中。

2010年6月
中铁四院
系统技术特性
• 依从性

《高速铁路工程测量规范》 TB10601-2009(铁建设 [2009]196号) ; 《国家一、二等水准测量规范》(GB/T 12897-2006);

7.《城市轨道交通工程测量规范》(GB/T 50308-2008);
2010年6月
中铁四院
系统研发背景
• 软件开发工具:

Windows XP / VISTA系统环境 .net Frame2.0框架环境 Visual Studio 2005开发工具 C#语言编译代码

COM+组件编程技术及GUI+图形用户界面技术
GPS网平差计算及 精度分析
成果输出
成果文件 GPS网图
2010年6月
中铁四院
系统功能——GPS静态后处理软件
“GPS静态后处理软件”主要用于进行各种GPS网 的数据处理,集成了GPS网的各种平差处理方法。 首先对GPS基线数据文件进行预处理和数据检核, 可进行三维无约束平差、三维约束平差、二维约束 平差、一点一方向平差等,在精度评定后以文档、 图表等方式输出GPS网平差的成果。
三 维 约 束 平 差
二 维 约 束 平 差
一 点 一 方 向 平 差
2010年6月
中铁四院
系统功能——GPS静态后处理软件
2010年6月
中铁四院
系统功能——工程测量平差数据处理软件
通用地面网平差 及数据处理软件,主 要实现无砟轨道CPⅢ 自由测站边角交会控 制网、隧道洞内CPⅡ 和有砟轨道CPⅢ导线 控制网、三角高程网 以及任意地面平面控 制网和高程控制网的 平差计算和数据处理 功能。
2010年6月
中铁四院
系统功能——工程测量平差数据处理软件
软件可实现任意平面控制网、任意 高程控制网的平差计算和数据处理
导入或转换 外业观测数据 平差文件生 成 平差参数 设置
软件功能 模型示意 图
平差文件二 次检核
数据质量检查
自由网平差
约束网平差
附加尺度参 数平差
成果输出、精度分析及 网图显绘
高程数据平差 处理
2010年6月
中铁四院
系统总体框架
原始数据预处理 高程网数据处理 平差处理
工程测量 平差数据 处理软件
精度分析 平面网数据处理 成果输出
铁 路 精 密 工 程 测 量 数 据 处 理 系 统
GPS数据预处理
GPS网平差处理
精度分析及 平差结果输出
GPS静态 后处理 软件
GPS高程转换
辅助工具
隧道贯通误差影响值计算 网图显绘及成果表生成
2010年6月
中铁四院
系统功能——GPS静态后处理软件
软件可实现任意GPS控制网 的平差计算和数据处理
GPS基线数据文 件导入 GPS基线数据预 处理 GPS网平差处 理
软件功能 模型示意 图
成果输出、精度分 析及网图显绘
环 闭 合 差 计 算
重 复 基 线 较 差 计 算
三 维 无 约 束 平 差
2010年6月
中铁四院
高速铁路精测网概述
• 基础平面控制网(CPⅠ)采用边联结方式构网,形成由三角 形或大地四边形组成的带状网,按GPS静态相对定位原理建 立,为线路平面控制网提供起闭的基准。CPⅠ控制网应附合 到CP0上,并采用固定数据平差。 • 线路平面控制网(CPⅡ)采用边联结方式构网,形成由三角 形或大地四边形组成的带状网,并与CPⅠ联测构成附合网, 按GPS测量或导线测量方法施测,为勘测、施工阶段的线路 平面控制和轨道控制网提供起闭的基准。CPⅡ控制网应附合 到CPⅠ上,并采用固定数据平差。
成果输出 及精度分析
平面网数据处理
高程网数据处理
2010年6月
中铁四院
系统功能——工程测量平差数据处理软件
2010年6月
中铁四院
系统功能——工程测量平差数据处理软件
软件特 色
2010年6月
中铁四院
系统功能——工程测量平差数据处理软件
软件特 色
2010年6月
中铁四院
系统功能——工程测量平差数据处理软件
2010年6月
中铁四院
概述
• 目前,日、法、德、意、西班牙、比利时等国家建成投入 运营的高速铁路已逾5000km,正在建设及已立项准备修建 高速铁路的国家和地区有十几个,长度在5000km以上。国 内开展高速铁路的研究始于上世纪90年代,在高速铁路基 础理论、技术标准、结构设计等方面取得了重大进展。 “十一五”期间,我国将大规模建设高速铁路客运专线, 并大量采用无砟轨道。与一般铁路相比,无砟轨道工程在 结构上具有良好的连续性、平顺性和稳定性的特点,但需 要高精度、高难度的测量工作作保证,高精度的测量已经 成为制约高速铁路建设的重要保证和成败的关键因素之一。

2010年6月
中铁四院
高速铁路精测网概述
2010年6月
中铁四院
高速铁路精测网概述
• 高速铁路工程测量平面控制网应在框架控制网(CP0)基础 上分三级布设,第一级为基础平面控制网(CPⅠ),主要为 勘测、施工、运营维护提供坐标基准;第二级为线路平面控 制网(CPⅡ),主要为勘测和施工提供控制基准;第三级为 为轨道控制网(CPⅢ),主要为轨道铺设和运营维护提供控 制基准。 • 高速铁路工程测量高程控制网分二级布设,第一级线路水准 基点控制网,为高速铁路工程勘测设计、施工提供高程基准; 第二级轨道控制网(CPⅢ),为高速铁路轨道施工、维护提 供高程基准。
成果输出
坐标转换与换带计算软件
2010年6月
中铁四院
系统功能——GPS静态后处理软件
通用GPS网 平差及数据处理 软件,主要实现 CPⅠ、CPⅡ控制 网以及任意GPS 控制网的平差计 算和数据处理功 能。
GPS观测数据文件 已知控制点文件 GPS平差项目管理
基线数据文件
软件处 理流程
数据预处理
GPS高程转换 基线数据检核文件
中铁四院
2010年6月
系统研发背景
• 软件开发技术依据:
1.《高速铁路工程测量规范》 TB10601-2009(铁建设 [2009]196号) ; 2.《国家一、二等水准测量规范》(GB/T 12897-2006); 3.《工程测量规范》(GB50026-2007); 4.《精密工程测量规范》(GB/T 15314-1994); 5.《全球定位系统(GPS)铁路测量规范》(TB10054-97) 6.《全球定位系统GPS测量规范》(GB/T 18314-2009);
参数设置
换算后坐标文件
软件处理 流程
保存退出
2010年6月
中铁四院
系统功能——坐标转换与换带计Βιβλιοθήκη Baidu软件
2010年6月
中铁四院
系统技术特性 • 通用性

本系统是一套通用的铁路工程精密控制网测量数 据处理系统;

能用于我国铁路CPⅠ、CPⅡ控制网、无砟轨道 CPⅢ自由设站边角交会控制网、隧道洞内CPⅡ和 有砟轨道CPⅢ导线控制网、三角高程网等的数据 处理,即可是实现任意平面控制网、任意高程控 制网和任意GPS控制网的数据处理;
2010年6月
中铁四院
系统研发背景
铁路工程精密控制网测量数据处理系统
• 研发目的: 解决和完成我国铁路CPⅠ、CPⅡ控制网、无砟轨道 CPⅢ自由测站边角交会控制网、隧道洞内CPⅡ和有砟轨道 CPⅢ导线控制网、三角高程网等观测数据检核、构网平差 计算以及精度评定的数据处理工作(旨在满足我国铁路建 设中精密工程测量数据处理的各项要求)。
中铁四院
系统技术特性
• 数据计算方法先进

分区无定向概略坐标算法准确地计算观测点概略 坐标;
闭合环余枝搜索法高效准确地计算独立闭合环闭 合差; 方差分量估计理论,合理确定边角观测值的权比 关系;


2010年6月
中铁四院
系统技术特性
• 平差模型严密

“工程测量平差数据处理软件”采用了严密 的自由网平差算法、约束网平差算法和附加 尺度参数平差算法; “GPS静态后处理软件”采用了严密的椭球面 三维约束平差算法、高斯面二维约束平差算 法和一点一方向平差算法;

2010年6月
中铁四院
系统技术特性
• 具有内业数据自检性
本处理系统可在内业处理中对外业观测数据进行二 次质量检查和统计,通过控制网附合/环闭合差的探 测和分析,可进一步探测外业观测数据的超限情况 和是否含有粗差。
2010年6月
中铁四院
系统技术特性
• 自主产权性
本系统完全遵照现行的国家规范进行设计和开发, 具有独立的自主知识产权,完全国产化。其处理模式 和成果输出均符合国家规范和中国习惯。
2010年6月
原始数据文件 已知控制点文件 工程测量平差 项目管理
数据文件
软件处 理流程

平 数据预处理


数据格式转换文件 数据检核文件 数据观测手簿


数据预平差文件
平差计算及精度分析
成果输出
成果文件 精度报表
中铁四院
系统功能——工程测量平差数据处理软件
“工程测量平差数据处理软件”是一套通用的地面控制网 平差及数据处理软件。软件包括:高程控制网平差处理、平 面控制网平差处理、水准仪数据预处理、全站仪数据预处理 四个功能模块。高程控制网平差处理能实现往返测高差较差 计算、附合路线与闭合路线闭合差计算、常规严密平差、拟 稳平差;平面控制网平差处理能实现往返测距离较差计算、 附合路线与闭合路线闭合差计算、CPⅢ网第三边较差计算、 常规严密平差、附加尺度参数平差、自由网平差;水准仪数 据处理能实现对电子水准仪的观测数据进行格式转换,并生 成高差文件、平差输入文件和外业观测手薄;全站仪数据处 理能实现对全站仪的观测数据进行格式转换,并检查外业观 测质量、生成平差输入文件和外业观测手薄。
2010年6月
中铁四院
系统研发背景
铁路工程精密控制网测量数据处理系统
根据“客运专线无砟轨道技术再创新工作的指导意见” (铁工管函 [2006]1006 号),中铁第四勘察设计院集团有 限公司立项并开展了“铁路工程精密控制网测量数据处理 系统”的研究与开发。在各级领导及有关部门的关心和支 持下,经过研发组全体成员的不懈努力,完成了“铁路工 程精密控制网测量数据处理系统”的研制。 目前,“铁路工程精密控制网测量数据处理系统”已在 京沪高铁、哈大客专、石武客专、广深港客专、宁杭客专 得到广泛应用,效果显著。
《工程测量规范》(GB50026-2007)
《精密工程测量规范》(GB/T 15314-1994) 《全球定位系统GPS测量规范》(GB/T08314-2001) 《全球定位系统(GPS)铁路测量规范》(TB10054-97) 《城市轨道交通工程测量规范》(GB/T 50308-2008)
2010年6月
2010年6月
中铁四院
高速铁路精测网概述
• 轨道控制网(CPⅢ)采用自由测站边角交会法进行平面控制 网的测量,其控制点布设密度为:纵向点间距约为60m,横 向点间距不超过结构宽度;采用自由测站边角交会法获得测 站至各CPⅢ点的距离观测值和方向观测值;CPⅢ网的上一级 控制基准为线路沿线的CPⅠ网和CPⅡ网。CPⅢ网网型、控制 基准和观测方法见下图。
铁路工程精密控制网测量数据处理系统
Railway engineering precise control survey data processing system
中铁第四勘察设计院集团有限公司
主要内容
• 高速铁路精测网概述 • 系统研发背景 • 系统总体框架 • 系统功能 • 系统技术特性 • 系统运行环境 • 软件推广及应用前景
2010年6月
中铁四院
概述
• 高速铁路精密测量控制技术作为高速铁路建设成 套技术的一个重要组成部分,在高速铁路建设过 程中也越来越显示出其重要性。在高速铁路建设 中,德国、日本等高速铁路大国都有自己的一套 适合高速铁路建设的铁路工程测量成套技术体系。 以德国高速铁路建设的经验,“要成功地建设无 砟轨道,就必须有一套完整、高效且非常精确的 测量系统,否则必定失败”。
2010年6月
中铁四院
系统研发背景
铁路工程精密控制网测量数据处理系统
组成部分: 工程测量平差数据处理软件(SYADJ) GPS静态后处理软件(SYGPS) 坐标转换与换带计算软件(CoordTran)
工程测量平差数据处理软件
铁路 工程精 密控制 网测量 数据处 理系统
GPS静态后处理软件
坐标转换软件
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