高速鐵路GPS精測網復測方案技術分析
2014-11-10 03:09:47趙占輝
科技資訊 2014年14期
摘 要：本文以某高鐵VIII標CPI精測網為例，介紹了該項目概況、測量高程系統、坐標系，分析了CPI精測網GPS控制網優化設計及工程實施方案，探討了復測CPI控制網復測精度要求。
關鍵詞：高鐵 CPI控制網 復測 GPS
中圖分類號：P258 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）05（b）-0030-01
高速鐵路對軌道平順度提出了更高的要求，也就是對測量工作的精度提出來更高的要求，高速鐵路從勘探設計、施工到運營維護過程中要經過較長時間，收到外界條件的影響，會造成各級控制點移動，進而或不同程度地影響到線下工程施工與運營維修觀測工作，而CPI作為高速鐵路的精密控制網是施工和軌道精調的測量控制網，其精度對后續各項工作的順利開展至關重要。如果控制網點發生變化而未及時發現，若用原來的坐標數據繼續放樣，就會產生明顯的放樣誤差，給工程質量帶來影響。因此，定期開展精美控制網的復測是保證控制網精度的必要工作。控制網經過復測后可以根據其位移量進行穩定性分析。
1 項目概況
該高鐵專線設計時速350 km的雙向電氣化高速鐵路，是我國《中長期鐵路網規劃》中重要組成部分，屬于國家的重大交通工程，線路全長806 km，以VIII標CPI控制點為例，該標段全長54.734 km，表頭位置與中鐵某局承建的高鐵站前VII表銜接，標尾與中鐵某局城建的MGZQ-1標銜接。
2 復測平面坐標和高程系統
鑒于本標段的地形較為復雜，為滿足綜合長度變形小于1/100000的規范要求，設計單位結合工程實際情況，選擇了具有測區高程抵償面的任意帶高斯投影直角坐標洗，工程獨立坐標系的詳細參數見表1。
高程系統為1985國家高程基準，橢球參數為WGS-84橢球參數，均與原設計標準相同。
3 已有測量成果及評價和利用
CPI控制網復測前首先通知各施工工區進行標石的完好性檢查與統計，對于點位的通視情況、外觀以及周圍是否有新建高大建筑物及發射塔進行實地踏勘，其中CPI495、CPI567-2已破壞，其余控制點保存完好，完好CPI控制樁點共20個。其中CPI494為與CP0、二等水準共樁CPI控制網復測的作業方法、精度指標、使用儀器均按《高速鐵路工程測量規范》中二等GPS網精度標準進行。
4 精測網復測方案
4.1 CPI精測網復測原則
我國《高速鐵路工程測量規范》中對CP0、CPI、CPII和線路水準基點各級控制網復測均作了詳細規范，目的為了保證高鐵工程測量的技術規范的統一性，滿足勘測、施工及運營維護所有階段的測量要求，具體原則為：
（1）技術方案的編寫。
（2）復測方法必須與設計單位的原測方法一致。
（3）復測施工前期首要任務是現場檢查所有標石的完好程度，若有丟失或者破壞的控制點，應對其進行同精度擴展補設。
（4）按照復測成果檢查所有控制點間的相對位置的位移、點位精度是否滿足要求，若超限應當及時查明原因，會同監理方進行確認。
4.2 復測網復測方案與精度要求
為使本次復測的控制網成果與原建網的控制網成果在精度上具有可比性，基礎平面控制網CPI復測采用高鐵二等GPS控制網精度要求。為與相鄰標段銜接，需聯測相鄰標段兩個CPI平面控制點。CPI GPS測量控制網的主要技術指標，應當滿足表2的規定。
CPI GPS外業基礎測量應當滿足表2的規定。
4.3 CPI精測網復測實施
研究案例中CPI控制網平面復測采用GPS靜態測量的方法。本次平面控制網復測采用了標稱精度為±（5 mm+1×10-6D）的Trimble公司的雙頻測量型GPS接收機，其中6臺型號均為R8。本次復測CPI控制網形成大地四邊形組成的帶狀網，以CPI點作為聯結邊，采用邊聯式構網。CPI控制網聯測至相鄰標段CPI控制點上，形成大地四邊形。
通過聯測經穩定性分析穩定的CPI作為平差約束點，得到平差后復測成果，便于與原測成果進行分析、比較。復測網觀測執行的具體步驟為以下幾種。
（1）作業前按要求進行儀器檢校。（2）觀測嚴格按照執行調度計劃，按規定時間進行同步觀測作業。（3）使用兩組6臺GPS接收機進行作業，采用同步靜態觀測模式，以CPI對點作為聯結邊，采用邊聯式構網，CPI形成大地四邊形組成的帶狀網。（4）CPI控制網與相鄰標段共用控制CPI樁聯測，按CPI的測量精度進行，組成大地四邊形。（5）CPI同步觀測時段數為2，每時段觀測大于等于90 min。（6）作業過程中，天線安置嚴格整平對中，天線標志線指向正北。（7）衛星高度角設定為≥15°；數據采樣間隔設定為15 s；同步觀測有效衛星總數≥5顆。（8）每時段觀測前后分別量取天線高，誤差小于2 mm，取兩次平均值作為最終結果。（9）作業中使用對講機，離GPS接收機10 m以外。一個時段觀測結束后，重新對中整平儀器，再進行第二時段的觀測。（10）觀測過程中按規定填寫觀測手簿，對觀測點名、儀器高、儀器號、時間、日期以及觀測者姓名均進行了詳細記錄。
5 結語
本次復測CPI控制網形成大地四邊形組成的帶狀網，采用CPI點作為聯結邊，并以邊聯式進行構網。CPI控制網聯測至相鄰標段CPI控制點上，形成大地四邊形。以6臺R8型GPS接收機為工具，嚴格按照二等GPS靜態控制測量的精度要求和外業測量細則，完成野外數據采集工作。由于筆者能力和所研究標段CPI控制網復測數據有限，未能對CPI控制點做穩定性分析，將在下一步研究中進行深入分析研究。
參考文獻
[1] 趙占輝.高爾夫球場建設中的測量方法探討[J].科技資訊，2014，7（12）：39-40.
[2] 張兵，趙瑞.GPS控制網起算點兼容性分析方法研究與實踐[J].測繪科學，2010，35（5）：65-67.
[3] 王惠南.GPS測量原理與應用[M].北京：科學出版社，2003.
[4] 中鐵二院工程集團有限公司.TB10601 -2009，J962-2009高速鐵路工程測量規范[S].北京：中國鐵道出版社.
[5] 李征航，黃勁松.GPS測量與數據處理[M].武漢：武漢大學出版社，2005.endprint
摘 要：本文以某高鐵VIII標CPI精測網為例，介紹了該項目概況、測量高程系統、坐標系，分析了CPI精測網GPS控制網優化設計及工程實施方案，探討了復測CPI控制網復測精度要求。
關鍵詞：高鐵 CPI控制網 復測 GPS
中圖分類號：P258 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）05（b）-0030-01
高速鐵路對軌道平順度提出了更高的要求，也就是對測量工作的精度提出來更高的要求，高速鐵路從勘探設計、施工到運營維護過程中要經過較長時間，收到外界條件的影響，會造成各級控制點移動，進而或不同程度地影響到線下工程施工與運營維修觀測工作，而CPI作為高速鐵路的精密控制網是施工和軌道精調的測量控制網，其精度對后續各項工作的順利開展至關重要。如果控制網點發生變化而未及時發現，若用原來的坐標數據繼續放樣，就會產生明顯的放樣誤差，給工程質量帶來影響。因此，定期開展精美控制網的復測是保證控制網精度的必要工作。控制網經過復測后可以根據其位移量進行穩定性分析。
1 項目概況
該高鐵專線設計時速350 km的雙向電氣化高速鐵路，是我國《中長期鐵路網規劃》中重要組成部分，屬于國家的重大交通工程，線路全長806 km，以VIII標CPI控制點為例，該標段全長54.734 km，表頭位置與中鐵某局承建的高鐵站前VII表銜接，標尾與中鐵某局城建的MGZQ-1標銜接。
2 復測平面坐標和高程系統
鑒于本標段的地形較為復雜，為滿足綜合長度變形小于1/100000的規范要求，設計單位結合工程實際情況，選擇了具有測區高程抵償面的任意帶高斯投影直角坐標洗，工程獨立坐標系的詳細參數見表1。
高程系統為1985國家高程基準，橢球參數為WGS-84橢球參數，均與原設計標準相同。
3 已有測量成果及評價和利用
CPI控制網復測前首先通知各施工工區進行標石的完好性檢查與統計，對于點位的通視情況、外觀以及周圍是否有新建高大建筑物及發射塔進行實地踏勘，其中CPI495、CPI567-2已破壞，其余控制點保存完好，完好CPI控制樁點共20個。其中CPI494為與CP0、二等水準共樁CPI控制網復測的作業方法、精度指標、使用儀器均按《高速鐵路工程測量規范》中二等GPS網精度標準進行。
4 精測網復測方案
4.1 CPI精測網復測原則
我國《高速鐵路工程測量規范》中對CP0、CPI、CPII和線路水準基點各級控制網復測均作了詳細規范，目的為了保證高鐵工程測量的技術規范的統一性，滿足勘測、施工及運營維護所有階段的測量要求，具體原則為：
（1）技術方案的編寫。
（2）復測方法必須與設計單位的原測方法一致。
（3）復測施工前期首要任務是現場檢查所有標石的完好程度，若有丟失或者破壞的控制點，應對其進行同精度擴展補設。
（4）按照復測成果檢查所有控制點間的相對位置的位移、點位精度是否滿足要求，若超限應當及時查明原因，會同監理方進行確認。
4.2 復測網復測方案與精度要求
為使本次復測的控制網成果與原建網的控制網成果在精度上具有可比性，基礎平面控制網CPI復測采用高鐵二等GPS控制網精度要求。為與相鄰標段銜接，需聯測相鄰標段兩個CPI平面控制點。CPI GPS測量控制網的主要技術指標，應當滿足表2的規定。
CPI GPS外業基礎測量應當滿足表2的規定。
4.3 CPI精測網復測實施
研究案例中CPI控制網平面復測采用GPS靜態測量的方法。本次平面控制網復測采用了標稱精度為±（5 mm+1×10-6D）的Trimble公司的雙頻測量型GPS接收機，其中6臺型號均為R8。本次復測CPI控制網形成大地四邊形組成的帶狀網，以CPI點作為聯結邊，采用邊聯式構網。CPI控制網聯測至相鄰標段CPI控制點上，形成大地四邊形。
通過聯測經穩定性分析穩定的CPI作為平差約束點，得到平差后復測成果，便于與原測成果進行分析、比較。復測網觀測執行的具體步驟為以下幾種。
（1）作業前按要求進行儀器檢校。（2）觀測嚴格按照執行調度計劃，按規定時間進行同步觀測作業。（3）使用兩組6臺GPS接收機進行作業，采用同步靜態觀測模式，以CPI對點作為聯結邊，采用邊聯式構網，CPI形成大地四邊形組成的帶狀網。（4）CPI控制網與相鄰標段共用控制CPI樁聯測，按CPI的測量精度進行，組成大地四邊形。（5）CPI同步觀測時段數為2，每時段觀測大于等于90 min。（6）作業過程中，天線安置嚴格整平對中，天線標志線指向正北。（7）衛星高度角設定為≥15°；數據采樣間隔設定為15 s；同步觀測有效衛星總數≥5顆。（8）每時段觀測前后分別量取天線高，誤差小于2 mm，取兩次平均值作為最終結果。（9）作業中使用對講機，離GPS接收機10 m以外。一個時段觀測結束后，重新對中整平儀器，再進行第二時段的觀測。（10）觀測過程中按規定填寫觀測手簿，對觀測點名、儀器高、儀器號、時間、日期以及觀測者姓名均進行了詳細記錄。
5 結語
本次復測CPI控制網形成大地四邊形組成的帶狀網，采用CPI點作為聯結邊，并以邊聯式進行構網。CPI控制網聯測至相鄰標段CPI控制點上，形成大地四邊形。以6臺R8型GPS接收機為工具，嚴格按照二等GPS靜態控制測量的精度要求和外業測量細則，完成野外數據采集工作。由于筆者能力和所研究標段CPI控制網復測數據有限，未能對CPI控制點做穩定性分析，將在下一步研究中進行深入分析研究。
參考文獻
[1] 趙占輝.高爾夫球場建設中的測量方法探討[J].科技資訊，2014，7（12）：39-40.
[2] 張兵，趙瑞.GPS控制網起算點兼容性分析方法研究與實踐[J].測繪科學，2010，35（5）：65-67.
[3] 王惠南.GPS測量原理與應用[M].北京：科學出版社，2003.
[4] 中鐵二院工程集團有限公司.TB10601 -2009，J962-2009高速鐵路工程測量規范[S].北京：中國鐵道出版社.
[5] 李征航，黃勁松.GPS測量與數據處理[M].武漢：武漢大學出版社，2005.endprint
摘 要：本文以某高鐵VIII標CPI精測網為例，介紹了該項目概況、測量高程系統、坐標系，分析了CPI精測網GPS控制網優化設計及工程實施方案，探討了復測CPI控制網復測精度要求。
關鍵詞：高鐵 CPI控制網 復測 GPS
中圖分類號：P258 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）05（b）-0030-01
高速鐵路對軌道平順度提出了更高的要求，也就是對測量工作的精度提出來更高的要求，高速鐵路從勘探設計、施工到運營維護過程中要經過較長時間，收到外界條件的影響，會造成各級控制點移動，進而或不同程度地影響到線下工程施工與運營維修觀測工作，而CPI作為高速鐵路的精密控制網是施工和軌道精調的測量控制網，其精度對后續各項工作的順利開展至關重要。如果控制網點發生變化而未及時發現，若用原來的坐標數據繼續放樣，就會產生明顯的放樣誤差，給工程質量帶來影響。因此，定期開展精美控制網的復測是保證控制網精度的必要工作。控制網經過復測后可以根據其位移量進行穩定性分析。
1 項目概況
該高鐵專線設計時速350 km的雙向電氣化高速鐵路，是我國《中長期鐵路網規劃》中重要組成部分，屬于國家的重大交通工程，線路全長806 km，以VIII標CPI控制點為例，該標段全長54.734 km，表頭位置與中鐵某局承建的高鐵站前VII表銜接，標尾與中鐵某局城建的MGZQ-1標銜接。
2 復測平面坐標和高程系統
鑒于本標段的地形較為復雜，為滿足綜合長度變形小于1/100000的規范要求，設計單位結合工程實際情況，選擇了具有測區高程抵償面的任意帶高斯投影直角坐標洗，工程獨立坐標系的詳細參數見表1。
高程系統為1985國家高程基準，橢球參數為WGS-84橢球參數，均與原設計標準相同。
3 已有測量成果及評價和利用
CPI控制網復測前首先通知各施工工區進行標石的完好性檢查與統計，對于點位的通視情況、外觀以及周圍是否有新建高大建筑物及發射塔進行實地踏勘，其中CPI495、CPI567-2已破壞，其余控制點保存完好，完好CPI控制樁點共20個。其中CPI494為與CP0、二等水準共樁CPI控制網復測的作業方法、精度指標、使用儀器均按《高速鐵路工程測量規范》中二等GPS網精度標準進行。
4 精測網復測方案
4.1 CPI精測網復測原則
我國《高速鐵路工程測量規范》中對CP0、CPI、CPII和線路水準基點各級控制網復測均作了詳細規范，目的為了保證高鐵工程測量的技術規范的統一性，滿足勘測、施工及運營維護所有階段的測量要求，具體原則為：
（1）技術方案的編寫。
（2）復測方法必須與設計單位的原測方法一致。
（3）復測施工前期首要任務是現場檢查所有標石的完好程度，若有丟失或者破壞的控制點，應對其進行同精度擴展補設。
（4）按照復測成果檢查所有控制點間的相對位置的位移、點位精度是否滿足要求，若超限應當及時查明原因，會同監理方進行確認。
4.2 復測網復測方案與精度要求
為使本次復測的控制網成果與原建網的控制網成果在精度上具有可比性，基礎平面控制網CPI復測采用高鐵二等GPS控制網精度要求。為與相鄰標段銜接，需聯測相鄰標段兩個CPI平面控制點。CPI GPS測量控制網的主要技術指標，應當滿足表2的規定。
CPI GPS外業基礎測量應當滿足表2的規定。
4.3 CPI精測網復測實施
研究案例中CPI控制網平面復測采用GPS靜態測量的方法。本次平面控制網復測采用了標稱精度為±（5 mm+1×10-6D）的Trimble公司的雙頻測量型GPS接收機，其中6臺型號均為R8。本次復測CPI控制網形成大地四邊形組成的帶狀網，以CPI點作為聯結邊，采用邊聯式構網。CPI控制網聯測至相鄰標段CPI控制點上，形成大地四邊形。
通過聯測經穩定性分析穩定的CPI作為平差約束點，得到平差后復測成果，便于與原測成果進行分析、比較。復測網觀測執行的具體步驟為以下幾種。
（1）作業前按要求進行儀器檢校。（2）觀測嚴格按照執行調度計劃，按規定時間進行同步觀測作業。（3）使用兩組6臺GPS接收機進行作業，采用同步靜態觀測模式，以CPI對點作為聯結邊，采用邊聯式構網，CPI形成大地四邊形組成的帶狀網。（4）CPI控制網與相鄰標段共用控制CPI樁聯測，按CPI的測量精度進行，組成大地四邊形。（5）CPI同步觀測時段數為2，每時段觀測大于等于90 min。（6）作業過程中，天線安置嚴格整平對中，天線標志線指向正北。（7）衛星高度角設定為≥15°；數據采樣間隔設定為15 s；同步觀測有效衛星總數≥5顆。（8）每時段觀測前后分別量取天線高，誤差小于2 mm，取兩次平均值作為最終結果。（9）作業中使用對講機，離GPS接收機10 m以外。一個時段觀測結束后，重新對中整平儀器，再進行第二時段的觀測。（10）觀測過程中按規定填寫觀測手簿，對觀測點名、儀器高、儀器號、時間、日期以及觀測者姓名均進行了詳細記錄。
5 結語
本次復測CPI控制網形成大地四邊形組成的帶狀網，采用CPI點作為聯結邊，并以邊聯式進行構網。CPI控制網聯測至相鄰標段CPI控制點上，形成大地四邊形。以6臺R8型GPS接收機為工具，嚴格按照二等GPS靜態控制測量的精度要求和外業測量細則，完成野外數據采集工作。由于筆者能力和所研究標段CPI控制網復測數據有限，未能對CPI控制點做穩定性分析，將在下一步研究中進行深入分析研究。
參考文獻
[1] 趙占輝.高爾夫球場建設中的測量方法探討[J].科技資訊，2014，7（12）：39-40.
[2] 張兵，趙瑞.GPS控制網起算點兼容性分析方法研究與實踐[J].測繪科學，2010，35（5）：65-67.
[3] 王惠南.GPS測量原理與應用[M].北京：科學出版社，2003.
[4] 中鐵二院工程集團有限公司.TB10601 -2009，J962-2009高速鐵路工程測量規范[S].北京：中國鐵道出版社.
[5] 李征航，黃勁松.GPS測量與數據處理[M].武漢：武漢大學出版社，2005.endprint
