GPS技术在铁路控制网复测中的应用

王圣连 辽宁省有色地质局一○八队

GPS技术在铁路控制网复测中的应用

王圣连 辽宁省有色地质局一○八队

本文概述了利用GPS技术在铁路控制网复测中的应用情况，并结合生产实践经验，详细介绍了GPS野外作业的工作流程及注意事项，供同类工作者参考借鉴。

GPS；控制网复测；平差处理

工程概况

锦赤铁路位于辽宁省锦州市、葫芦岛、朝阳市和内蒙古赤峰市，线路自辽宁省锦州新建西港口站引出，接入在建赤大白铁路大木头沟站。线路基本沿南东-北西方向走行，线路全长287.713km。本项目线路位于辽宁省朝阳市境内，正线长度40.2 km。为完成本段工程施工，设计部门共提供了247个GPS点和一级导线点，20个水准点。根据设计要求，施工前应对GPS控制网进行复测工作。

1、 控制点资料

1.1 锦赤铁路控制网测量成果表；

1.2 坐标及高程系统；

平面坐标系统采用1954北京坐标系；中央子午线经度120o30′；

高程投影面300米；

高程系统采用1985国家高程基准。

2.GPS外业观测

GPS观测采用8台科力达公司生产的风云K 9型双频GPS接收机，保证每个时段观测数在30m in以上。为了提高测量精度，本次采用复测及加密一次性G P S全面布网，布网时对相邻标段都进行了贯通连测。原控制网中有些一级导线点，有些在路基中央，有些在大树下，对于GPS观测有些不利因素（主要是大树遮挡），分别采用了一些技术措施：有些点位移至到了较空旷的地方（如D209移到了旁边的山上），有些在其旁边另外进行了埋点（如C 1 3 8等）。既满足了将来的施工测量的需要，又方便了此次GPS观测的要求。

GPS观测作业，完全按本专业技术施测方案要求进行，对于仪器的对中，整平，天线高的量取等严格按要求执行。测量后的信息按规定都进行了原始记录。

3.GPS复测数据预处理

每天观测的原始数据当天传至电脑中，并进行相应的预处理，对于点名、天线高、时段等数据的传输，一定要经过另外一人进行核对无误后，再进行数据下载。

数据预处理采用科力达公司随机GPS数据处理软件进行，主要对当天观测的基线进行解算，如有不合格基线，应分析原因，并适当改变高度角、历元参数等条件再进行测算，如仍有不合格者，需考虑重测，同时对同步环、异步环进行检验。

本次观测共重测12个点，达到全网所有参与平差的基线解算合格。全网共解算基线899条，检验同步环 508个，异步环343个，基线全部解算合格（包括重新观测的），同步环、异步环各项限差达到设计与规范的要求。

4.GPS复测网的平差

4.1 平面起算数据的选择

本专业技术施测方案中起算点数据的选择分别在二标段和四标段各选一个点参与观测并作为起算数据参与平差计算。但考虑到有些起算边长太短，故选择了精度较好的GPS点作为起算数据。

4.2 高程起算数据的选择

本次水准测量共测量了2 6个水准点，能参与平差的有14个，在水准平差结束后全部作为已知点参与了G P S平差高程拟合。

4.3 GPS复测网的平差计算

GPS复测网的平差计算采用科力达公司随机的GPS平差软件进行，所有解算合格的基线都参与了平差，首先对复测控制进行了W GS84坐标下的三维无约束平差，检核网的内符合精度，从平差结果来看，内符合精度非常好，然后利用已知GPS控制点坐标和高程作为约束，对本网进行了本系统坐标下的约束平差，求解出各点的坐标。

5．GPS复测网观测成果分析

5.1 GPS外业观测

G PS复测网全体外业观测质量较好，能满足本专业技术施测方案规定的要求。

5.2 GPS 可靠性

科力达测绘公司生产的风云K 9型双频GPS接收机性能稳定，功能齐全，仪器各方面检测报告齐全，完全满足此次GPS控制网复测的需要。

5.3 平差分析

GPS复测网的平差计算采用科力达公司随机的GPS平差软件进行平差，所有解算合格的基线都参与了平差。首先对复测控制进行了WGS84坐标下的三维无约束平差，检核网的内符合精度，从平差结果来看，内符合精度非常好，精度满足设计与规范要求，成果精度可靠。GPS复测网中最弱边中误差为1／31688，边名为D216-D217 ，边长为165.937米，显然是由于边长太短造成的，最弱点中误差为±1 4.3mm , 点名为D 297，平差精度及平差成果满足设计要求。

6 复测结论

1）、根据GPS网平差后坐标和点位精度分析：复测成果C 122～C 139段与原设计提供的坐标相差较大，基本上在5 cm～11cm之间，其余符合很好，都在误差许可范围内。为了安全起见，我们组织人员重新又测了一次，结果也是相差在5 c m～11cm之间。我方分析认为，C 122～C 139段原设计为一级导线，施测方法有可能不一样，精度也可能不一样，我方认为我方的复测成果可靠。

2）、 我方GPS复测网的平差计算采用科力达司随机的GPS平差软件进行，所有解算合格的基线都参与了平差，首先对复测控制进行了WGS84坐标下的三维无约束平差，检核网的内符合精度，从平差结果来看，内符合精度非常好精度，精度满足设计与规范要求，成果精度可靠。

3）、由此可见，充分利用GPS测量的优势，进行铁路控制网的复测工作，是目前最先进、最便捷、最经济的测量手段，具有广泛的应用前景。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.10.190

王圣连，男，毕业于武汉测绘科技大学，目前主要从事测绘生产管理和测绘技术工作，主要研究方向：工程测量、大地测量等领域。