GPS技術在鐵路控制網復測中的應用

王圣連 遼寧省有色地質局一○八隊

GPS技術在鐵路控制網復測中的應用

王圣連 遼寧省有色地質局一○八隊

本文概述了利用GPS技術在鐵路控制網復測中的應用情況，并結合生產實踐經驗，詳細介紹了GPS野外作業的工作流程及注意事項，供同類工作者參考借鑒。

GPS；控制網復測；平差處理

工程概況

錦赤鐵路位于遼寧省錦州市、葫蘆島、朝陽市和內蒙古赤峰市，線路自遼寧省錦州新建西港口站引出，接入在建赤大白鐵路大木頭溝站。線路基本沿南東-北西方向走行，線路全長287.713km。本項目線路位于遼寧省朝陽市境內，正線長度40.2 km。為完成本段工程施工，設計部門共提供了247個GPS點和一級導線點，20個水準點。根據設計要求，施工前應對GPS控制網進行復測工作。

1、 控制點資料

1.1 錦赤鐵路控制網測量成果表；

1.2 坐標及高程系統；

平面坐標系統采用1954北京坐標系；中央子午線經度120o30′；

高程投影面300米；

高程系統采用1985國家高程基準。

2.GPS外業觀測

GPS觀測采用8臺科力達公司生產的風云K 9型雙頻GPS接收機，保證每個時段觀測數在30m in以上。為了提高測量精度，本次采用復測及加密一次性G P S全面布網，布網時對相鄰標段都進行了貫通連測。原控制網中有些一級導線點，有些在路基中央，有些在大樹下，對于GPS觀測有些不利因素（主要是大樹遮擋），分別采用了一些技術措施：有些點位移至到了較空曠的地方（如D209移到了旁邊的山上），有些在其旁邊另外進行了埋點（如C 1 3 8等）。既滿足了將來的施工測量的需要，又方便了此次GPS觀測的要求。

GPS觀測作業，完全按本專業技術施測方案要求進行，對于儀器的對中，整平，天線高的量取等嚴格按要求執行。測量后的信息按規定都進行了原始記錄。

3.GPS復測數據預處理

每天觀測的原始數據當天傳至電腦中，并進行相應的預處理，對于點名、天線高、時段等數據的傳輸，一定要經過另外一人進行核對無誤后，再進行數據下載。

數據預處理采用科力達公司隨機GPS數據處理軟件進行，主要對當天觀測的基線進行解算，如有不合格基線，應分析原因，并適當改變高度角、歷元參數等條件再進行測算，如仍有不合格者，需考慮重測，同時對同步環、異步環進行檢驗。

本次觀測共重測12個點，達到全網所有參與平差的基線解算合格。全網共解算基線899條，檢驗同步環 508個，異步環343個，基線全部解算合格（包括重新觀測的），同步環、異步環各項限差達到設計與規范的要求。

4.GPS復測網的平差

4.1 平面起算數據的選擇

本專業技術施測方案中起算點數據的選擇分別在二標段和四標段各選一個點參與觀測并作為起算數據參與平差計算。但考慮到有些起算邊長太短，故選擇了精度較好的GPS點作為起算數據。

4.2 高程起算數據的選擇

本次水準測量共測量了2 6個水準點，能參與平差的有14個，在水準平差結束后全部作為已知點參與了G P S平差高程擬合。

4.3 GPS復測網的平差計算

GPS復測網的平差計算采用科力達公司隨機的GPS平差軟件進行，所有解算合格的基線都參與了平差，首先對復測控制進行了W GS84坐標下的三維無約束平差，檢核網的內符合精度，從平差結果來看，內符合精度非常好，然后利用已知GPS控制點坐標和高程作為約束，對本網進行了本系統坐標下的約束平差，求解出各點的坐標。

5．GPS復測網觀測成果分析

5.1 GPS外業觀測

G PS復測網全體外業觀測質量較好，能滿足本專業技術施測方案規定的要求。

5.2 GPS 可靠性

科力達測繪公司生產的風云K 9型雙頻GPS接收機性能穩定，功能齊全，儀器各方面檢測報告齊全，完全滿足此次GPS控制網復測的需要。

5.3 平差分析

GPS復測網的平差計算采用科力達公司隨機的GPS平差軟件進行平差，所有解算合格的基線都參與了平差。首先對復測控制進行了WGS84坐標下的三維無約束平差，檢核網的內符合精度，從平差結果來看，內符合精度非常好，精度滿足設計與規范要求，成果精度可靠。GPS復測網中最弱邊中誤差為1／31688，邊名為D216-D217 ，邊長為165.937米，顯然是由于邊長太短造成的，最弱點中誤差為±1 4.3mm , 點名為D 297，平差精度及平差成果滿足設計要求。

6 復測結論

1）、根據GPS網平差后坐標和點位精度分析：復測成果C 122～C 139段與原設計提供的坐標相差較大，基本上在5 cm～11cm之間，其余符合很好，都在誤差許可范圍內。為了安全起見，我們組織人員重新又測了一次，結果也是相差在5 c m～11cm之間。我方分析認為，C 122～C 139段原設計為一級導線，施測方法有可能不一樣，精度也可能不一樣，我方認為我方的復測成果可靠。

2）、 我方GPS復測網的平差計算采用科力達司隨機的GPS平差軟件進行，所有解算合格的基線都參與了平差，首先對復測控制進行了WGS84坐標下的三維無約束平差，檢核網的內符合精度，從平差結果來看，內符合精度非常好精度，精度滿足設計與規范要求，成果精度可靠。

3）、由此可見，充分利用GPS測量的優勢，進行鐵路控制網的復測工作，是目前最先進、最便捷、最經濟的測量手段，具有廣泛的應用前景。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.10.190

王圣連，男，畢業于武漢測繪科技大學，目前主要從事測繪生產管理和測繪技術工作，主要研究方向：工程測量、大地測量等領域。