馮上朝

鐵路客運專線GPS首級施工控制網(wǎng)為全線施工總控制網(wǎng),結(jié)構(gòu)復(fù)雜、覆蓋面大,其精度和穩(wěn)定程度對專線施工質(zhì)量起決定作用;為保證質(zhì)量,GPS首級控制網(wǎng)復(fù)測方案設(shè)計至關(guān)重要。

1 制定工作流程

由于復(fù)測工期短,測量任務(wù)大,因此必須制定嚴格的作業(yè)計劃,分配好時間,具體工作流程:1)編寫復(fù)測技術(shù)設(shè)計書;2)制訂復(fù)測實施方案;3)組織人員進場及儀器設(shè)備調(diào)度;4)交接樁和接收資料;5)GPS外業(yè)測量;6)內(nèi)業(yè)處理;7)編寫復(fù)測成果報告。

2 坐標系選擇

復(fù)測的坐標系統(tǒng)與設(shè)計相同,即:平面坐標系統(tǒng)采用施工坐標系,形式為任意帶高斯投影平面直角坐標系,參考橢球為2000國家基本橢球。

3 外業(yè)實施方案

控制網(wǎng)復(fù)測前先應(yīng)進行現(xiàn)場勘查,檢查標石的完好性及點位分布情況。CPⅠ控制網(wǎng)以CPⅠ點作為連接邊,采用邊連式構(gòu)網(wǎng),控制網(wǎng)以三角形或大地四邊形為基本圖形組成帶狀網(wǎng),按GPS B級網(wǎng)的精度要求進行。最弱邊相對中誤差小于1/170 000,基線邊方向中誤差不大于1.3″,控制網(wǎng)構(gòu)網(wǎng)方式見圖1。

為了保證相鄰標段正確銜接,復(fù)測時應(yīng)與相鄰標段聯(lián)測兩個CPⅠ點作為雙方單位的共用樁點。

4 數(shù)據(jù)處理和平差方法

4.1 內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理及精度評定

1)GPS網(wǎng)基線解算與網(wǎng)平差采用商業(yè)軟件?；€解算采用廣播星歷,按儀器制造商提供的軟件按靜態(tài)相對定位模式進行,網(wǎng)平差軟件采用行業(yè)認可度較高的后處理軟件進行平差處理。2)外業(yè)數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查和數(shù)據(jù)預(yù)處理。對GPS觀測數(shù)據(jù)異步環(huán)、重復(fù)基線進行計算檢核。及時進行觀測數(shù)據(jù)的處理和質(zhì)量分析,檢查其是否符合規(guī)范和技術(shù)設(shè)計要求。當檢查發(fā)現(xiàn)觀測數(shù)據(jù)不能滿足要求時,應(yīng)對成果進行全面分析,必要時應(yīng)補測或重測。當各項要求符合標準后,進行GPS網(wǎng)的無約束平差。

4.2 內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)平差計算方法

1)基線處理。GPS平面控制網(wǎng)采用GPS商業(yè)處理軟件進行基線解算和平差處理;基線處理時刪除觀測條件差的時段和觀測條件差的衛(wèi)星不讓其參與平差。

2)CPⅠ控制網(wǎng)的平差?；€解算完成后,應(yīng)在WGS-84橢球下進行CPⅠ控制網(wǎng)的無約束平差。對所需的基線解進行選擇,形成基線向量文件,即三維向量網(wǎng)平差所需要的基線向量,進行GPS三維向量網(wǎng)的無約束平差,作用是在WGS-84空間直角坐標系中進行三維向量網(wǎng)平差。平差時需要輸入一個點的三維坐標,并生成基線向量文件。

三維無約束平差后即可進行二維網(wǎng)聯(lián)合平差,一般選擇標段首尾和中部2個～3個CPⅠ的二維平面坐標作為已知起算點進行整網(wǎng)二維約束平差。CPⅠ約束平差前,應(yīng)先進行起算點的穩(wěn)定性檢驗。如取標段開始點CPⅠ的設(shè)計坐標、首尾點的設(shè)計方位為起算依據(jù)(固定一點一方向),將三維無約束平差成果轉(zhuǎn)換到高斯平面(與設(shè)計坐標系基準相同),首尾CPⅠ點的基線邊長較差相對精度滿足1/170 000,認為起算點的相對幾何關(guān)系正確,精度可靠后選取已知點作為約束平差的起算基準。

確定約束平差后,按照設(shè)計院投影分帶的設(shè)置,對CPⅠ坐標成果按不同投影帶進行投影變換,獲得各投影帶相應(yīng)WGS-84橢球的高斯投影平面坐標。

5 評判方法及超限處理

根據(jù)CPⅠ復(fù)測網(wǎng)的異步環(huán)、重復(fù)基線差、坐標點位精度的統(tǒng)計,在確認CPⅠ復(fù)測網(wǎng)精度滿足B級GPS網(wǎng)要求的前提下,進行CPⅠ控制點復(fù)測坐標與原測坐標的比較,復(fù)測邊長與設(shè)計邊長的比較。當CPⅠ控制點的復(fù)測滿足X,Y坐標差值不大于±20 mm,基線邊長較差小于1/130 000時,認為設(shè)計單位所交CPⅠ控制點精度滿足規(guī)范要求,采用設(shè)計單位勘測成果。

當復(fù)測結(jié)果與設(shè)計單位提供的勘測成果不符時,必須重新復(fù)測。當確認設(shè)計單位勘測資料有誤或精度不符合規(guī)定要求時,應(yīng)與設(shè)計單位協(xié)商對勘測成果進行改正。

6 結(jié)語

位置基準和方位基準的選擇、不同分帶間的坐標轉(zhuǎn)換、基線解算基準參考站的合理選擇是決定GPS控制網(wǎng)成果精度的重要因素。因此,進行鐵路客運專線GPS首級控制網(wǎng)復(fù)測方案設(shè)計時應(yīng)慎重考慮。

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