高速铁路框架控制网0测量与数据处理

导线
导线
四等
CPIII
1.CP0的意义
CPIII约束到CPII，CPII约束到CPI上，CPI约束 到哪个等级的控制网？或者说CPI的起算数据从 何而来？
备选项： 国家三角测量控制网 国家GPS A、B级网
1.CP0的意义
约束到国家三角测量控制网的优缺点分析
优点：
①控制点的数量较多；
4.基线解算——解算软件简介
GIPSY/OASIS：GIPSY用FORTRAN与C语言等编写而成，目 前有UNIX和LINUX版本。GIPSY软件是有限制的自由软件， 但不包括源代码。 GIPSY直接处理载波非差观测量，非差处理模式使精密的 单点定位成为可能。
采用非差观测量的不利之处：1.因为非差观测量不能像 双差观测量那样消除或减弱许多共同误差源的影响，特 别是星钟和站钟，从而使可靠及自动地探测粗差和周跳 变得非常困难；2.增加了待估参数（卫星钟差和接收机 钟差）。
3.观测技术要求
3.2.4条：控制网应与IGS参考站或国家A、B级 GPS点进行联测，全线联测的已知站点数不少于2 个。每个CP0控制点与相邻CP0连接数不少于3， IGS参考站或国家A、B级GPS点与其相邻的CP0连接 数不少于2。
3.观测技术要求
3.2.5条：同步观测接收机数量不少于4台。夜间 观测（日落后1小时到日出前）时段数不少于1个 时段，每个时段不宜跨越北京时间早8点（世界协 调时0点）。
选择VMware 6.5版。
4.基线解算——软件环境配置
(2).安装Linux的准备工作：
①建议选择使用光盘映像ISO文件作为操作系统来源； ②注意选择虚拟机操作系统类型，安装Fedora选择Red Hat Linux。 ③虚拟机所用硬盘空间建议15G以上，内存建议900M以 上。 ④虚拟机文件分成小于2G的多个文件，以避免超大文 件的产生。
②受制于施测年代的卫星星座、仪器设备、星 历数据等，精度偏低； ③是一种过渡系统，配套数据不足，使用普及 程度不高。
1.CP0的意义
CPI GPS观测结果约束到这两种基准上都存在控 制网的压缩扭曲变形，进而精度损失问题。
有没有更好的解决方案？
1.CP0的意义
方案1：一点一方向约束平差：使用较多的方案。
1.CP0的意义
铁四院在京沪、沪宁线、南京枢纽，铁二院在 成都枢纽、成绵乐、成灌、成兰、贵广等线路 中进行了实施。
讲义提纲
1.提出CP0的意义
2.CP0主要技术指标要求
3.观测要求 4.基线解算
5.基线网平差
6.数据质量指标
2.CP0主要技术指标要求
主要技术指标要求
Correlations (X-Y,X-Z,Y-Z) =
-0.88483 -0.86044
②平差后基线精度
No. 1 FROM 8041 TO BJFS S(m) 515718.171 MS(cm) 0.78 MS:S 1/65726000 ppm 0.02
2.CP0主要技术指标要求
③
5
dX X 2 X 1 , mdX mX 2 mX1 , X x
2 2
y
x , mX平 后 位 度 差 点 精
T
No.
Name 8041
Mx(cm) My(cm) Mz(cm) Mp(cm) 1.35 3.16 2.79 4.43
④
mdX
DXX , DXX 为平差后的坐标协方差阵中与两点相关的互协方差值
COVARIANCE MATRIX (lower diagonal) 0.502705048265283E-02 -0.4323827429936812E-02 0.2110833920697530E-01 -0.2594211432372553E-02 0.1219189940882147E-01 0.1356532259859478E-01
4.基线解算——解算软件简介
Bernese是瑞士BERNE大学研制的Bernese软件包。主体 源程序由FORTRAN写成，适用于多种计算平台（包括DOS 平台，5.0以后支持Windows）。Bernese为非自由软件。 Bernese 软件的功能非常强大，定位、定轨、估计地球 自转参数，对各种有效改善定位/定轨精度的方法广泛 吸纳。既包含双差处理模式，也包含非差处理模式。 还可以处理Glonass卫星数据。
4.基线解算——软件环境配置
(3).安装Linux：
①虚拟机中的硬盘分区建议采用boot分区200M，Swap 分区 2000M，其余空间作为根分区的方案； ②定制安装可选组件，建议“开发”组件尽量都选。 ③安装完成后将屏幕分辨率调整到与宿主机相同。 ④推荐使用KDE环境。
4.基线解算——软件环境配置
优点：易于理解，使用方便，避免了很大一部 分变形，实际使用较多。 缺点：未从根本上解决基准问题。
1.CP0的意义
方案2：自建高等级控制网，采用全球框架坐标 系，既满足约束值自身的高精度要求，又可溯 源到可靠基准。→CP0
在目前国家2000大地坐标系（CGCS2000）尚不 完善的条件下，CP0点与IGS台站联测，采用 WGS84椭球参数建立高速铁路坐标系是最方便、 可行、有效的方法，对于不同坐标系的统一和 衔接非常方便。
2.CP0主要技术指标要求
最弱边相对中误差：
平差后的报表输出。
No FROM 35 SSJH TO S(m) TLWS 53292.968 MS(cm) MS:S 1.48 1/3607000 ppm 0.28
讲义提纲
1.提出CP0的意义
2.CP0主要技术指标要求
3.观测要求
1.CP0的意义
约束到国家三角测量控制网的优缺点分析
缺点：
③控制点施测年代久远，点位的稳定性缺乏验 证，测量标志破坏严重；
1.CP0的意义
约束到国家GPS A、B网的优缺点分析
优点：
①精度较高；
②坐标系统一致。
1.CP0的意义
约束到国家GPS A、B网的优缺点分析
缺点：
①数量少，A级网27个点，B级网818个；
4.基线解算——解算软件简介
★GAMIT/GLOBK：软件可以估计卫星轨道和地面测站的 三维相对位置。软件设计基于支持X－Windows的UNIX系 统和LINUX操作系统。作为科研软件，GAMIT/GLOBK供研 究和教育部门无偿使用，只需通过正式途径得到使用许 可证。完全的开放性使用户可以对软件的工作原理、数 据处理流程及技巧有全面的了解，这也在一定程度上促 进了GAMIT/GLOBK的不断更新。 GAMIT软件采用双差观测量，优点是可以完全消除卫星 钟差和接收机钟差的影响，同时也可以明显减弱诸如轨 道误差、大气折射误差等系统性误差的影响。
②与既有地形图衔接平顺； ③方便与其他行业协调。
1.CP0的意义
约束到国家三角测量控制网的优缺点分析
缺点：
①坐标系统的问题：与大地水准面最接近的非 地心坐标系统；区域性坐标基准；二维＋一维 的近似三维系统；静态系统；
②精度偏低，传统地面测量与GPS测量的相对精 度相差1～2个数量级，GPS测量约束到地面测量 大脚穿小鞋；
讲义提纲
1.提出CP0的意义
2.CP0主要技术指标要求
3.观测要求
4.基线解算
5.基线网平差
6.数据质量控制
4.基线解算——解算软件简介
GPS接收机都带有基线解算软件，但可以解算的 基线长度有限。国产软件在20公里以内，LGO、 TGO等可以解算到200km，但精度已降至cm级； 对于上千公里的基线，商业软件无能为力。
④关机，修改VM－>Settings->Options->Shared Folders， 增加硬盘分区的共享。
⑤进入linux下，建立链接“ln –s 共享文件夹 链接名”。
4.基线解算——软件环境配置
(4).安装gcc编译器：
linux下使用较多的是gcc编译器。目前gcc编译器的最 新版本号4.3.4，但gamit不支持最新版本，经过实验， 可以使用gcc3.4.0版本。 ①拷贝gcc-3.4.0.tar.gz到/usr目录下； ②在/usr目录下解压软件，命令行输入tar xzvf gcc-3.4.0.tar.gz； ③修改/usr/gcc-3.4.0/libf2c/libI77/fio.h文件中 的―define MXUNIT 100‖为―define MXUNIT 10000‖,保 存后退出;
4.基线解算——软件环境配置
(1).安装虚拟机：通过软件模拟的具有完整软硬件系统 功能的计算机系统。通过虚拟机软件，可以在一台物理 计算机上模拟出一台或多台虚拟的计算机，这些虚拟机 完全就像真正的计算机那样进行工作，例如可以安装操 作系统、安装应用程序、访问网络资源等等。对于用户 而言，虚拟机只是运行在物理计算机上的一个应用程序， 但是对于在虚拟机中运行的应用程序而言，它就象在真 正的计算机中进行工作。
高速铁路框架控制网CP0 测量与数据处理
高淑照
szgao@
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
西南交通大学 测量工程系
讲义提纲 1.提出CP0的意义
2.CP0主要技术指标要求 3.观测要求 4.基线解算
5.基线网平差
6.数据质量指标
1.CP0的意义
测量学上的一个重要原则：
2.CP0主要技术指标要求
点间距：
取为50km，并没有说明是上限还是下限，从 已布设的CP0网来看，目前可以认为是一个概略范 围，可大可小。
线名 CP0 点间距(km) 京津 30 哈大 100 京沪 80 石武 50
2.CP0主要技术指标要求
相邻点的相对中误差：（概念模糊）