高速铁路GPS控制网复测及技术要求

高速铁路GPS控制网施测及技术要点
韩康宁
摘要：阐述利用GPS进行高速铁路的控制网施测，外业施测计划及内业数据处理技术要求，具体就外业施测及内业数据处理做了详细介绍。

关键词：高速铁路、GPS控制网、施测、技术要点
高速铁路GPS控制网为整条线路施工的总体控制网，结构复杂，覆盖面大，其精度和网形稳定性对于线路施工起决定性作用，为保证施工质量，对于GPS控制网复测工作至关重要。

1．制定复测流程
由于复测难度大，复测任务重，在复测过程中，要制定出复测过程的一系列复测流程，以确保复测工作顺利进行。

（1）交接控制桩及资料（2）编写复测技术设计书（3）制定复测实施方案（4）组织人员进场及仪器配备与调度（5）GPS外业测量（6）内业数据处理（7）编写复测成果报告。

2．复测外业实施
外业复测先进行外业勘察，确保控制网标石完整、名称清晰、标石埋设稳固，熟悉点位分布情况，为了确保保证相邻标段正确衔接，复测时应与相邻标段联测两个CPI点作为两家施工单位的公用桩号。

平面控制网的主要技术指标应符合下列规定：
CPI、CPII控制网GPS测量的精度指标
采用GPS 复测CPⅠ、CPⅡ控制点时，复测与设计院测成果较差应满足下表的规定。

CPI 、CPII 控制点复测坐标较差限差要求 单位：mm
注：表中坐标较差限差指X 、Y 坐标分量较差。

GPS 复测相邻点间坐标差之差的相对精度限差
注：表中相邻点间坐标差之差的相对精度按下式计算
()
s Z ΔY ΔX Δ2ij 2ij 2ij ++=s d s
式中：△Xij=（Xj –Xi ）复 –（Xj –Xi ）原 △Yij=（Yj –Yi ）复 –（Yj –Yi ）原 △Zij=（Zj –Zi ）复 –（Zj –Zi ）原 s---相邻点间的二维平面距离或三维空间距离；
△Xij ，△Yij — 相邻点i 与j 间二维坐标差之差（m ）；
△Zij — 相邻点i 与j 间Z 方向坐标差之差，当只统计二维坐标差之差的相对精度时该值为零（m ）。

3．数据处理及平差方法。

3.1 施工控制网坐标系选择
施工坐标系要与设计坐标系一致，即平面坐标系统采用施工坐标系，形式为任意带高斯投影平面直角坐标系，参考椭球为2000国家基本椭球。

3.2内业数据处理及精度评定。

①GPS网基线结算及网平差采用商用软件，基线结算采用广播星历。

按基线解算软件的静态定位模式进行。

对于整个GPS网的平差则采用本行业可行度高，稳定可靠的后处理软件进行平差。

②外业数据质量检查与预处理，对外业观测数据进行异步环，重复基线进行计算检核。

及时进行外业数据的处理及检核，检查是否合格规范和相关技术要求。

当检查数据不符合规范要求时，要进行整体分析，必要时要进行重测或者补测。

检查合格后，进行三维无约束平差。

3.3内业数据平差计算方法
①基线处理——GPS平面控制网采用GPS商用软件进行基线解算及平差处理，基线解算时剔除观测条件差的卫星及观测时间小于规范要求的时间，不让其参与平差处理。

②控制网的平差——基线解算完成后，应在WGS-84椭球下进行控制网的无约束平差。

对所需的基线进行选择形成基线向量文件，即三维向量网平差所需要的基线向量，进行GPS三维向量网的无约束平差，作用是在WGS-84空间直角坐标系中进行三维向量网平差。

平差时需要输入一个点的三维坐标，并生成基线向量文件。

三维无约束平差后即可进行二维约束平差，一般选择标段首尾和中部2-3对控制点的二维平面坐标作为已知起算点进行整网二维约束平差，控制网约束平差前，应进行起算点的稳定性检验。

如取标段开始点的设计坐标、首尾点的设计方位为起算依据（一点一方向），将三维无约束平差成果转换到高斯平面（即与设计坐标系基准相同），首尾GPS点的基线边长较差相对
精度满足1/180000，认为起算点的相对几何关系正确，精度可靠后选取已知点作为二维约束平差的起算数据。

当复测成果与设计单位提供的勘测成果不符时，必须重新复测，当确认设计单位勘测资料有误或者精度不符合规定要求时，应与设计单位协商对勘测成果进行改正。

5 结语
位置基准和方位基准的正确选择，不同分带间的坐标转换、基线解算基准参考站的合理选择是决定GPS控制网成果的重要因素。

因此，进行高速铁路GPS控制网复测方案设计时必须要重视。