某高速铁路精密工程控制测量研究

　　单基准站式又称为星形网方式，它是以一台GPS作为基准站，在某个测站持续观测，其余接收机在其周围流动观测，这样就与基准站建立起若干条同步基线，其形状类似于星形，故称之。其特点是布网效率高，但图形强度弱。
　　2.2.3.GPS网二类优化设计
　　传统测量中，二类设计是指己确定网形即确定了系数阵和未知数协因数阵后，优化设计权阵值的过程，其主要观测值是测角和测边类。
　　因为各级GPS网间距离不大，或者基本相同，其权值基本相同，或者只与固定量有关，因此可不必进行二类优化设计。
　　2.2.4.GPS网三类优化设计
　　它是对精度没有达到限差要求的GPS网进行网的加密和改进，使其逐渐达到精度要求，也就是对网形结构强度的优化设计。GPS网精度都比较均匀，可以直接结合设计者的直觉和经验与电子计算机的表达和严密的判断，对相关等级GPS技术对点进行补测。
　　3高速铁路控制网测量方案及技术要点
　　3.1高速铁路精密平面控制网测量方案及要求
　　3.1.1.基准网和CPI的建立
　　我国基准网、CPI和CPII主体是应用GPS静态测量技术测设的。在进行GPS静态测量时，天线严格置平对中，其中基准网宜建成强制归心标志。每个时段观测前、后各量天线高一次，两次较差值小于2mm，取均值作为最后成果:天线定向标志线指向正北;观测过程中不得在天线附近50m以内使用电台，10m以内使用对讲机;在一时段观测过程中不允许进行以下操作:接收机关闭又重新启动，进行自测试，改变卫星截止高度角和数据采样间隔，按动关闭文件和删除文件等功能。GPS基准网、CPI和CPII构成三角形与四边形独立闭合环，一般应用四台GPS仪器同步观测，尽量保证足够的重复设站数目，以确保控制网有足够的多余观测数。
　　在进行GPS外业测量过程中，对当天的观测数据进行初处理，以便及时发现问题，确保观测数据的质量。数据的初处理采用广播星历和商用软件解算当天观测的基线，用于解算基线的起算点在WGS-84坐标系中的绝对坐标精度不低于3m,可通过单点定位得到。基线观测值应进行异步独立环闭合差检核，其外业预处理结果应满足以下各式要求。
　　坐标分量闭合差:
　　
　　异步独立环闭合差:
　　
　　其中，n为闭合环边数，，D为基线的长度，高速铁路工程中一般取a=8mm,b=1ppm，复测基线的长度较差应满足。
　　3.1.2．CPII的建立
　　a.按导线网形式测量。
　　b.使用GPS建立CPII
　　根据《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定》规定，应执行C级网施测。
　　施测时联测CPIGPS网关联的基线，基线质量检验的限差应符合CPI级GPS网测量的要求，以关联的CPI级GPS点为起算数据，测量成果的精度应同全站仪的要求。设站点应选择在稳固可靠且不易被施工破坏的范围内，便于测量及施工放线的地方。点位应便于安置GPS接收机或全站仪，周围视野开阔，便于GPS卫星信号的接收，便于下一级CPIII控制点测量;离大功率无线电发射源(电视台、微波站)的距离不小于200m，离高压输电线距离不得小于50m;附近不应有强烈干扰卫星信号接收的物体，尽量避开大面积水域。点位中误差同样控制在±15mm范围内。相邻点中误差可控制在10mm范围内。
　　c.建立CPIII
　　CPIII基桩控制网按五等导线标准按后方交会方法进行施测。因本文主要研究精密测量，暂时不再赘述。
　　3.2高程控制网各项技术指标的探讨
　　高速铁路建设中要求:路基工后沉降量不应大于15mm，不均匀沉降不应大于20mm/20m;无砟轨道底座浇筑前，底座范围内的桥面标高偏差应在-30-0mm范围内。按照相关技术要求:为了保证建筑物安全，则其测量误差应小于允许变形值的1/10-1/20。因此对于路基工后测量中误差不应大于0.75-1.5mm，一般高速铁路取1.0mm为测量中误差。
　　采用一等水准测量测定各基岩标的精确相对关系后，水准路线附合在基岩标上，附合水准路线的最弱点中误差为:
　　
　　式中，m0为水准测量的每km全中误差，L为附合水准路线长度。
　　因基岩标和深埋点的平均距离约为25km，水准路线的长度不会超过30km，同时，为了满足变形观测和轨道垂向铺设精度，确保施工期间各个阶段成果的一致性和工程进度，高速铁路高程精密测量应严格按照《国家一、二等水准测量规范》GB12897-91的二等测量技术标准进行施测比较合理。
　　高速铁路网的高程系统基准采用的是1985国家高程基准，当个别地段无1985国家高程基准的水准点时，可引用其他高程或以独立高程起算，但在全线高程测量贯通后，应求得个高程系统的高差换算成1985国家高程基准。
　　4结束语
　　GPS静态相对定位测量具有高精度、高效率和低成本等特点，应用其建立控制网，利用恰当的优化设计方案和精确可靠的数据处理方法可满足高速铁路精密控制网的建设要求。本文从实际应用的角度对GPS网优化设计和数据处理理论与方法进行了系统的研究与分析，并给出了高速铁路精密控制网建设方案、技术标准和数据处理方法。
　　参考文献
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