1、<p><b>　　龍巖學(xué)院</b></p><p><b>　　畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）</b></p><p>　　題目：靜態(tài)GPS在線路控制測(cè)量中的應(yīng)用 </p><p>　　二0一0 年 六 月 八 日</p><p>　　靜態(tài)GPS在線路控制測(cè)量中的應(yīng)用</p>

2、<p>　　[摘 要]本文介紹了靜態(tài)GPS測(cè)量技術(shù)在廣深港鐵路客運(yùn)專(zhuān)線ZH-2標(biāo)線路控制測(cè)量中的應(yīng)用，全面敘述了導(dǎo)線的布設(shè)、觀測(cè)；儀器設(shè)備和軟件的選擇；外業(yè)數(shù)據(jù)的處理；基線處理的基本原理和操作等，對(duì)于今后長(zhǎng)線路利用靜態(tài)GPS做控制測(cè)量有一定的指導(dǎo)和借鑒。</p><p>　　[關(guān)鍵詞] 靜態(tài)GPS ; 控制測(cè)量； 線路； 應(yīng)用</p><p>　　目錄.............

3、.............................................................3</p><p><b>　　引言4</b></p><p><b>　　1.工程概況4</b></p><p>　　2. 儀器設(shè)備和軟件4</p><p>　　2.1

4、選定儀器設(shè)備和軟件4</p><p>　　2.2北極星 9600 型GPS 特色4</p><p>　　2.3 北極星 9600 型GPS系統(tǒng)組成4</p><p>　　2.4 測(cè)量系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù)5</p><p>　　3. 網(wǎng)的設(shè)計(jì)和觀測(cè)5</p><p>　　3.1 GPS布網(wǎng)5</p>

5、<p>　　3.2 GPS觀測(cè)6</p><p>　　4. GPS數(shù)據(jù)處理7</p><p>　　4.1 數(shù)據(jù)處理7</p><p>　　4.2 觀測(cè)質(zhì)量的檢核7</p><p>　　4.2.1 同步環(huán)檢驗(yàn)8</p><p>　　4.2.2異布環(huán)檢驗(yàn)8</p><p>

6、　　4.3 提高GPS控制測(cè)量質(zhì)量及精度的體會(huì)與建議8</p><p>　　5.線處理的基本原理和操作9</p><p>　　5.1 確定合適的歷元間隔9</p><p>　　5.2 如何確定合適的參考衛(wèi)星、高度截止角11</p><p>　　5.3 如何剔除無(wú)效歷元11</p><p><b>　

7、　6.測(cè)設(shè)成果13</b></p><p>　　6.1 GPS點(diǎn)WGS-84坐標(biāo)系自由網(wǎng)平差13</p><p>　　6.1.1 GPS點(diǎn)WGS-84坐標(biāo)系坐標(biāo)平差及精度13</p><p>　　6.1.2 GPS點(diǎn)WGS-84坐標(biāo)系大地坐標(biāo)及其精度13</p><p>　　6.2 GPS點(diǎn)54系二維約束平差13<

8、/p><p><b>　　7. 結(jié)束語(yǔ)13</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)13</b></p><p><b>　　致謝14</b></p><p><b>　　引言</b></p><p>　　隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的蓬

9、勃發(fā)展，原有的一些低等級(jí)，低標(biāo)準(zhǔn)的鐵路已經(jīng)無(wú)法滿足日益增長(zhǎng)的客貨運(yùn)輸量，因此修建高等級(jí)，高時(shí)速的客貨共線鐵路是我國(guó)交通事業(yè)的重中之重?！拔錆h到廣州新建一條鐵路的設(shè)想，在鐵道部的‘九五’規(guī)劃里就有了。到了2003年，各覺(jué)得技術(shù)條件已經(jīng)成熟，就開(kāi)始積極呼吁推進(jìn)武廣線的立項(xiàng)。既有京廣鐵路是我國(guó)最繁忙的干線之一,其中武漢至廣州段尤為緊張,運(yùn)輸能力處于超飽和狀態(tài),運(yùn)輸質(zhì)量難以進(jìn)一步提高,特別是節(jié)假日期間因增開(kāi)大量旅客列車(chē),貨物列車(chē)被迫全面停開(kāi),嚴(yán)

10、重制約區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,京廣通道的客貨運(yùn)量將有較大幅度增長(zhǎng),經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式的轉(zhuǎn)變對(duì)客貨運(yùn)輸質(zhì)量也提出了更高的要求。新建武漢至廣州客運(yùn)專(zhuān)線,實(shí)現(xiàn)客貨分線運(yùn)輸,是徹底解決通道運(yùn)能矛盾,提高運(yùn)輸質(zhì)量的最有效途徑。為了指導(dǎo)和控制武廣線的施工，滿足業(yè)主對(duì)測(cè)量精度的要求，線路的控制由靜態(tài)GPS來(lái)觀測(cè)，下面以武廣客運(yùn)專(zhuān)線的延伸部分---廣深港客運(yùn)專(zhuān)線為例簡(jiǎn)單介紹一下。</p><p><b>　　

11、1.工程概況</b></p><p>　　建成的武廣客運(yùn)專(zhuān)線是我國(guó)鐵路高速客運(yùn)網(wǎng)主骨架之一，武廣客運(yùn)專(zhuān)線途經(jīng)鄂、湘、粵三省。根據(jù)規(guī)劃，武廣鐵路客運(yùn)專(zhuān)線北起武漢新火車(chē)站，南到廣州番禺的新火車(chē)站，全長(zhǎng)989公里，途經(jīng)15個(gè)車(chē)站。湖北：路線全長(zhǎng)173公里，境內(nèi)設(shè)武漢、咸寧北、赤壁北3座車(chē)站。湖南：路線全長(zhǎng)518公里，境內(nèi)設(shè)8個(gè)新火車(chē)站———岳陽(yáng)東、汨羅東、長(zhǎng)沙南、株洲西、衡山西、衡陽(yáng)東、耒陽(yáng)西、郴州西。廣東

12、：路線全長(zhǎng)298公里，境內(nèi)設(shè)韶關(guān)、清遠(yuǎn)、廣州北、廣州南4個(gè)新火車(chē)站。其中僅韶關(guān)－花都段，就設(shè)計(jì)了39座大中橋、特大橋，以及20座隧道、2座框架橋和1座公跨鐵橋。設(shè)計(jì)時(shí)速350公里/小時(shí)，最高時(shí)速394公里/小時(shí)。武廣客運(yùn)專(zhuān)線全線總工期四年半（含調(diào)試期半年），國(guó)家批復(fù)的投資估算為1166億元，是我國(guó)目前里程最長(zhǎng)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)最高、投資最大的鐵路客運(yùn)專(zhuān)線,于2009年12月26日全線建成通車(chē)。</p><p>　　新建鐵

13、路廣深港客運(yùn)專(zhuān)線是在建中的武廣客運(yùn)專(zhuān)線的延伸部分，由中鐵十七局六公司承建的綜合Ⅱ標(biāo)段（ZH-2）二、四分部全長(zhǎng)24.319公里,起訖里程為DK68+081～DK92+400，線路位于深圳市境內(nèi)，分別經(jīng)過(guò)深圳市的松崗鎮(zhèn)、公明鎮(zhèn)、光明鎮(zhèn)及石巖鎮(zhèn)。計(jì)劃工期23.5個(gè)月，工程總造價(jià)13億元, 線路布設(shè)于丘陵地區(qū)，本工程的特點(diǎn)是工期緊、任務(wù)重、重難點(diǎn)工程多、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)高、特別對(duì)測(cè)量精度要求更高。</p><p><b&

14、gt;　　2.儀器設(shè)備和軟件</b></p><p>　　2.1選定儀器設(shè)備和軟件</p><p>　　結(jié)合業(yè)主的對(duì)測(cè)量精度的要求及本工程的特點(diǎn)，在儀器的選擇上我們采用南方測(cè)繪儀器有限公司生產(chǎn)的北極星9600型GPS測(cè)量系統(tǒng)，該儀器為12通道單頻接收機(jī)，其靜態(tài)相對(duì)定位精度為： 靜態(tài)基線 ±（5mm +1ppmD）。</p><p>　

15、　北極星9600型GPS測(cè)量系統(tǒng)配備有Planning星歷預(yù)報(bào)軟件（可預(yù)報(bào)30天內(nèi)測(cè)區(qū)各測(cè)點(diǎn)一天24小時(shí)的衛(wèi)星分布狀況及健康狀況）、南方后處理解算軟件（包含數(shù)據(jù)傳輸、基線向量處理、GPS網(wǎng)平差軟件等功能），完全能夠滿足我標(biāo)段GPS控制測(cè)量數(shù)據(jù)處理的要求。 </p><p>　　GPS施測(cè)和數(shù)據(jù)處理時(shí)采用的其它設(shè)備有對(duì)講機(jī)、移動(dòng)電話、電腦和必要的交通工具等。</p><p>　　2．2北極星

16、960型GPS特色 </p><p>　　9600 智能一體化 GPS 接收機(jī)的問(wèn)世，給廣大 GPS 用戶帶來(lái)了驚喜。輕巧的一體化設(shè)計(jì)能讓您充分感受到休閑測(cè)量的快樂(lè)，沒(méi)有電纜，沒(méi)有電池，沒(méi)有天線，任何東西都已內(nèi)置在一個(gè)小小的主機(jī)殼里，寬大的液晶顯示屏還可讓您在采集數(shù)據(jù)時(shí)查看星歷情況、衛(wèi)星分布。該機(jī)適合于不同層次用戶，既可當(dāng)傻瓜機(jī)使用，也可使用內(nèi)置采集器來(lái)進(jìn)行 GPS 數(shù)據(jù)采集工作。另外，采用雙電源系統(tǒng)，可以自動(dòng)切

17、換到另一塊電池中供電，從而保證不間斷測(cè)量工作。9600 高達(dá) 16M 的內(nèi)存，能連續(xù)存儲(chǔ)約二十天的采集數(shù)據(jù)。</p><p>　　2．3北極星9600型GPS系統(tǒng)組成 9600 型 GPS 測(cè)量系統(tǒng)可分為硬件、軟件兩個(gè)部分，具體組成如下： 硬件：9600 接收機(jī) （內(nèi)置測(cè)量型天線及抑制多路徑板） 原裝進(jìn)口 OEM 板和 CPU；  9600 單片機(jī)內(nèi)置采集器（內(nèi)置采集軟件）；

18、 可充電電池及充電器； 鋁或木三腳架； 數(shù)據(jù)傳輸電纜。 軟件：包括數(shù)據(jù)傳輸軟件（計(jì)算機(jī)與 9600 主機(jī)通訊軟件）、GPS 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（包含基線向量處理、閉合差自動(dòng)搜索、網(wǎng)平差、高程擬合以及圖形輸出等功能）。 為達(dá)到高精度的大地測(cè)量要求，9600 型 GPS 測(cè)量系統(tǒng)采用靜態(tài)相對(duì)定位模式。此時(shí)外業(yè)部分需兩臺(tái)或兩臺(tái)以上 GPS 接收機(jī)。同時(shí)，為方便野外觀測(cè)，提高野外作業(yè)的效率，建議用戶在條件許可下配

19、置更多 GPS 接收機(jī)。我們所提供的標(biāo)準(zhǔn)配置為三臺(tái)套，用戶可視自己需要而增減。 9600 型 GPS 測(cè)量系統(tǒng)還可擴(kuò)展成后差分測(cè)量系統(tǒng)。精度可達(dá)±0.1m——±1m（精度與作用距離成反比） 。 后差分型測(cè)量系統(tǒng)，采用兩臺(tái)以上接收機(jī)同時(shí)作業(yè)觀測(cè)，其中一臺(tái)作基準(zhǔn)站，一臺(tái)作</p><p>　　2．4測(cè)量系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù) 9600 接收機(jī)： ── 12 個(gè)并行的獨(dú)立通道、可同時(shí)

20、接收 12 顆衛(wèi)星 ── L1 載波相位、C／A 碼偽距，1575.42MHz ── 扁平有源天線帶內(nèi)裝式抑徑板 ── 根據(jù)衛(wèi)星高度及衛(wèi)星運(yùn)行的健康狀況自動(dòng)選擇衛(wèi)星 ── flash 閃存內(nèi)存 16M（與優(yōu)盤(pán)同芯片組），可存儲(chǔ)連續(xù)約 20 天數(shù)據(jù)量 ── 240*160 的大液晶顯示屏 ── 兩塊高性能鋰電池連續(xù)工作時(shí)間長(zhǎng)達(dá) 16 小時(shí)之久 靜態(tài)相對(duì)定位精度： ── 靜態(tài)基線：±（5mm+1ppm） ── 高

21、    程：±（10mm＋2ppm）</p><p><b>　　3.網(wǎng)的設(shè)計(jì)和觀測(cè)</b></p><p>　　3．1 GPS布網(wǎng) </p><p>　　廣深港客運(yùn)專(zhuān)線由鐵二院負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)，鐵二院提供給我標(biāo)段兩類(lèi)（CPI、CPII）共52個(gè)控制點(diǎn)，這些控制點(diǎn)位沿線路兩側(cè)布設(shè)，屬線狀分布，整個(gè)控制網(wǎng)距離較長(zhǎng)。

22、為了滿足高等控制網(wǎng)的高精度要求，應(yīng)采用經(jīng)典三角形網(wǎng)進(jìn)行觀測(cè)，三角形網(wǎng)幾何結(jié)構(gòu)強(qiáng)，具有良好的自檢能力，經(jīng)平差后網(wǎng)中相鄰點(diǎn)間基線向量的精度均勻。同時(shí)為了保證網(wǎng)形分布幾何強(qiáng)度，我們?cè)谶m當(dāng)位置加布了一些增加網(wǎng)形集合強(qiáng)度的轉(zhuǎn)點(diǎn)，這些點(diǎn)雖不會(huì)在工程施工中應(yīng)用到，但是對(duì)于完善網(wǎng)形和平差時(shí)誤差分布起著關(guān)鍵作用。如圖（3-1）中ZD1、ZD2點(diǎn)就是為了完善網(wǎng)形而特意加入的。</p><p>　　圖（3-1）

23、 ZD2</p><p>　　布網(wǎng)設(shè)計(jì)中要考慮舊有控制點(diǎn)（有國(guó)家或城市測(cè)繪成果資料）及其標(biāo)石的利用。特別是作為GPS網(wǎng)平差的約束點(diǎn)、校核點(diǎn)的利用和在網(wǎng)內(nèi)的位置是否有利于平差精度的控制，如約束點(diǎn)均勻地分布在四周有利于精度的控制。布網(wǎng)應(yīng)從起算點(diǎn)開(kāi)始，以邊連、點(diǎn)連混合方式連續(xù)構(gòu)成整體網(wǎng)。連接后，應(yīng)便于組成較長(zhǎng)的同步環(huán)、異步環(huán)及復(fù)測(cè)基線，使GPS網(wǎng)具有較強(qiáng)的幾何強(qiáng)度和多余觀測(cè)

24、及盡量做到重復(fù)設(shè)站，使GPS網(wǎng)具有一定的可靠性，為GPS網(wǎng)的整體精度提供保證。</p><p>　　點(diǎn)位應(yīng)選在基礎(chǔ)穩(wěn)定、交通方便、便于安置接收設(shè)備、土質(zhì)堅(jiān)實(shí)的地上或高大穩(wěn)固的建筑物上，以便長(zhǎng)期保存利用。</p><p>　　應(yīng)便于安置接收機(jī)設(shè)備和操作，視野開(kāi)闊，視場(chǎng)內(nèi)障礙物的高度角應(yīng)小于15°。</p><p>　　應(yīng)遠(yuǎn)離大功率無(wú)線電發(fā)射源(如電視臺(tái)、微波

25、站等)，其距離不得小于200m；遠(yuǎn)離高壓輸電線其距離不得小于50m。</p><p>　　附近不應(yīng)有強(qiáng)干擾衛(wèi)星信號(hào)接收的物體，并盡量避開(kāi)大面積水域。</p><p>　　原有舊控制點(diǎn)的利用，應(yīng)選成果精度符合要求的點(diǎn)，且其點(diǎn)的名稱(chēng)不易改變，對(duì)僅有標(biāo)石無(wú)成果或無(wú)符合要求的成果時(shí)，可借用其標(biāo)石作為新點(diǎn)選取。</p><p>　　點(diǎn)位應(yīng)考慮日后用常規(guī)加密的方便，點(diǎn)位之間最好

26、通視，或至少有一個(gè)方向通視。</p><p>　　3．2 GPS觀測(cè) </p><p>　　在實(shí)際外業(yè)觀測(cè)過(guò)程中,使用8臺(tái)北極星9600型GPS接收機(jī),做為一個(gè)同步時(shí)段同時(shí)進(jìn)行觀測(cè), 有效觀測(cè)衛(wèi)星數(shù)≥4顆, 時(shí)段長(zhǎng)度≥45分鐘,如果有的點(diǎn)不搬站, 則不關(guān)機(jī)，以保證盡可能長(zhǎng)的時(shí)段長(zhǎng)度。</p><p>　　外業(yè)觀測(cè)的質(zhì)量是保證GPS測(cè)量原始數(shù)據(jù)的質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。為提高

27、其觀測(cè)精度，在外業(yè)觀測(cè)前要制定科學(xué)周密的觀測(cè)計(jì)劃。</p><p>　　首先通過(guò)微機(jī)設(shè)置測(cè)區(qū)近似經(jīng)緯度，作業(yè)日期及時(shí)間，編制GPS衛(wèi)星可見(jiàn)性預(yù)報(bào)表，包括可見(jiàn)衛(wèi)星數(shù)、號(hào)，衛(wèi)星高度角、最佳觀測(cè)衛(wèi)星組，最佳觀測(cè)時(shí)間，點(diǎn)位精度因子等。根據(jù)上述預(yù)報(bào)選擇最佳觀測(cè)衛(wèi)星組，最佳觀測(cè)時(shí)間，制定好觀測(cè)計(jì)劃。確定每組觀測(cè)使用接收機(jī)的臺(tái)數(shù)和型號(hào)。具體還應(yīng)滿足如下要求：</p><p>　　全網(wǎng)的同步觀測(cè)時(shí)間均應(yīng)安

28、排在每天的最佳觀測(cè)時(shí)段，每時(shí)段最少跟蹤4顆衛(wèi)星，精度因子PDOP值均小于6。</p><p>　　在測(cè)站上，天線嚴(yán)格整平對(duì)中，天線固定標(biāo)志大致朝北。</p><p>　　每時(shí)段觀測(cè)時(shí)間根據(jù)規(guī)范要求，其時(shí)間長(zhǎng)短，應(yīng)根據(jù)基線的長(zhǎng)短而定，基線長(zhǎng)小于20km時(shí)，觀測(cè)時(shí)間取90分鐘為宜，數(shù)據(jù)采集間隔為10-60秒，一般采用15秒。</p><p>　　觀測(cè)過(guò)程中，觀測(cè)者應(yīng)坐在

29、接收機(jī)旁，頭頂不要超過(guò)天線，觀察數(shù)據(jù)接收情況，如衛(wèi)星數(shù)、信噪比及精度因子變化及點(diǎn)位周?chē)h(huán)境、觀測(cè)邊的長(zhǎng)度等因素，靈活掌握觀測(cè)時(shí)間，若出現(xiàn)觀測(cè)質(zhì)量不佳的情況應(yīng)及時(shí)聯(lián)絡(luò)各測(cè)站，可延長(zhǎng)觀測(cè)時(shí)間。</p><p>　　為確保數(shù)據(jù)安全，每天的觀測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)及時(shí)傳輸至微機(jī)存盤(pán)保存。每天測(cè)站的點(diǎn)名、點(diǎn)號(hào)、儀器高、天線高的輸入應(yīng)準(zhǔn)確無(wú)誤。</p><p>　　作業(yè)前，對(duì)GPS觀測(cè)系統(tǒng)光學(xué)對(duì)點(diǎn)器進(jìn)行檢校， GP

30、S觀測(cè)記錄格式按《GPS規(guī)程》有關(guān)規(guī)定執(zhí)行，每時(shí)段觀測(cè)前后各量取天線高各一次，讀至1mm，兩次量測(cè)較差均不大于3mm，取平均值作為最后天線高。作業(yè)時(shí)段及觀測(cè)時(shí)間安排應(yīng)按預(yù)先編制的作業(yè)計(jì)劃/調(diào)度表執(zhí)行。</p><p>　　接收機(jī)、天線、電纜、電池能否正常工作?！　夭畲蟮母邷馗邼裉鞖?，天線密封不好可能進(jìn)水。如果進(jìn)水，反映在觀測(cè)中信噪比變小，甚至小于3。因此一定要注意清除潮氣，以免影響觀測(cè)精度。　　當(dāng)GPS的

31、精度要求較高時(shí)，觀測(cè)時(shí)段的分布盡可能日夜均勻，以減少電離層、對(duì)流層的折射影響。</p><p>　　在觀測(cè)過(guò)程中, 自始至終有人值守, 并經(jīng)常檢查有效衛(wèi)星的歷元數(shù)是否符合要求,否則及時(shí)通知其它幾臺(tái)儀器, 延長(zhǎng)時(shí)段時(shí)間, 以保證觀測(cè)精度。 </p><p>　　觀測(cè)記錄應(yīng)填寫(xiě)齊全完整。</p><p>　　4. GPS數(shù)據(jù)處理</p><p>

32、;<b>　　4．1數(shù)據(jù)處理 </b></p><p>　　GPS基線解算及質(zhì)量控制要提高GPS網(wǎng)基線解算的精度，必須做好觀測(cè)數(shù)據(jù)的處理工作，檢驗(yàn)每天觀測(cè)數(shù)據(jù)的精度和有效性，每天必須及時(shí)地對(duì)外業(yè)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、檢驗(yàn)，即進(jìn)行基線解算及同步環(huán)、異步環(huán)坐標(biāo)分量相對(duì)閉合差、復(fù)測(cè)基線較差的統(tǒng)計(jì)和誤差衡量，對(duì)誤差超限的基線進(jìn)行適當(dāng)處理或進(jìn)行復(fù)測(cè)，以確保外業(yè)觀測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量和精度。</p>

33、<p>　　將外業(yè)觀測(cè)的數(shù)據(jù)利用專(zhuān)用軟件及時(shí)下載傳輸入計(jì)算機(jī)內(nèi), 并進(jìn)行外業(yè)數(shù)據(jù)的檢查。根據(jù)自動(dòng)處理基線向量的結(jié)果，檢查基線向量方差比(Ratio)、中誤差(rms)以及天線高等, 方差比＞3,中誤差＜20mm,參與解算的向量均應(yīng)符合要求。</p><p><b>　　具體情況如下：</b></p><p>　　按觀測(cè)時(shí)段組成5個(gè)同步環(huán)，環(huán)閉合差最大1.42

34、8 ppm,閉合差最小0.123 ppm，限差±10ppm。</p><p>　　控制網(wǎng)的三維無(wú)約束平差的精度：</p><p>　　最弱點(diǎn)點(diǎn)位誤差: 0.40cm 允許誤差:5 cm</p><p>　　最弱邊相對(duì)誤差： 1/866000 允許誤差:1/40000</p><p>

35、　　控制網(wǎng)的二維基線網(wǎng)平差的精度：</p><p>　　最弱點(diǎn)點(diǎn)位誤差: 0.22cm 允許誤差:5 cm</p><p>　　最弱邊相對(duì)誤差： 1/650000 允許誤差:1/40000</p><p>　　4．2觀測(cè)質(zhì)量的檢核 </p><p>　　計(jì)算同一時(shí)段觀測(cè)值的數(shù)據(jù)剔除率，其值應(yīng)

36、小于10%；</p><p>　　根據(jù)《GPS規(guī)范》要求，各級(jí)GPS基線精度計(jì)算公式如下：</p><p>　　σ= （4-1）</p><p>　　式中：σ——標(biāo)準(zhǔn)差（mm）；a——固定誤差≤10mm；b——比例誤差系數(shù)≤10ppm；d——相鄰點(diǎn)間距離（km）</p><p>　　同一

37、條邊任意兩個(gè)時(shí)段的成果互差，應(yīng)小于接收機(jī)標(biāo)稱(chēng)精度的2倍。</p><p>　　若干個(gè)獨(dú)立觀測(cè)邊組成閉合環(huán)時(shí)，各坐標(biāo)分量閉合差應(yīng)符合下式規(guī)定： </p><p>　　Wx≤3σ； Wy≤3σ； Wz≤3σ （4-2）</p><p>　　式中：n——閉合環(huán)中的邊數(shù)；σ——相應(yīng)級(jí)別規(guī)定的精度(按平均邊長(zhǎng)計(jì)算)</p><p&g

38、t;　　三邊同步環(huán)，第三邊處理結(jié)果與前兩邊代數(shù)和，其差值應(yīng)小于下列數(shù)值： </p><p>　　Wx≤σ／5； Wy≤σ／5； Wz≤σ／5； （4-3） </p><p>　　W=≤3σ／5 （4-4）</p><p>　　式中：σ——相應(yīng)級(jí)別規(guī)定的精度(按平均邊長(zhǎng)計(jì)算)。</p>

39、<p>　　4.2.1同步環(huán)檢驗(yàn) </p><p>　　同步觀測(cè)環(huán)是三臺(tái)或三臺(tái)以上接收機(jī)同步觀測(cè)所獲得的基線向量構(gòu)成的閉合環(huán)。</p><p>　　根據(jù)《GPS規(guī)程》要求，其坐標(biāo)分量應(yīng)分別≤2ppm；全長(zhǎng)閉合差應(yīng)≤3ppm。</p><p>　　4.2.2異步環(huán)檢驗(yàn) </p><p>　　在構(gòu)成多邊形環(huán)路的基線向量中，只要存在非同步

40、觀測(cè)基線向量，該多邊形環(huán)路叫異步觀測(cè)環(huán)。</p><p>　　坐標(biāo)分量閉合差：   </p><p>　　Wx=Wy=Wz≤±2σ （4-5）</p><p>　　異步環(huán)全長(zhǎng)閉合差: </p><p>　　W≤±2σ

41、 （4-6）</p><p>　　4．3提高GPS控制測(cè)量質(zhì)量及精度的體會(huì)與建議</p><p>　　對(duì)GPS網(wǎng)中已知點(diǎn)的坐標(biāo)的精度要進(jìn)行認(rèn)真的分析和檢驗(yàn)，避免那些存在較大誤差的“已知點(diǎn)”作為平差計(jì)算或坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的約束條件，其結(jié)果會(huì)影響GPS測(cè)量原有的精度，給GPS網(wǎng)的最后結(jié)果帶來(lái)影響。檢驗(yàn)方法，一是認(rèn)真查閱這些已知點(diǎn)的等級(jí)、精度等資料，二是通過(guò)高精度的測(cè)距儀進(jìn)行測(cè)距和已知

42、點(diǎn)計(jì)算的邊長(zhǎng)進(jìn)行比對(duì)，三是對(duì)已知點(diǎn)進(jìn)行分組約束平差試算，找出匹配的平差精度高的已知點(diǎn)。</p><p>　　對(duì)精度要求高，重點(diǎn)工程的GPS控制網(wǎng)的成果的檢驗(yàn)，可在其GPS網(wǎng)內(nèi)布設(shè)一級(jí)光電測(cè)距導(dǎo)線，從其測(cè)距導(dǎo)線的坐標(biāo)閉合的相對(duì)精度，檢驗(yàn)GPS測(cè)量最后的平面控制成果的精度，同時(shí)也檢驗(yàn)了已知點(diǎn)的相對(duì)精度。</p><p>　　采用GPS技術(shù)進(jìn)行城市控制測(cè)量，具有精度高、靈活性強(qiáng)、工作效率高的特點(diǎn)

43、，不但要求作業(yè)人員具有較高的GPS測(cè)量專(zhuān)業(yè)技術(shù)水平，而且更要有高度的責(zé)任心。這對(duì)確保觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量和平差計(jì)算成果的精度是至關(guān)重要的。因?yàn)槊恳皇д`都有可能造成觀測(cè)成果和內(nèi)業(yè)計(jì)算成果的錯(cuò)誤，造成返工或不可彌補(bǔ)的損失。具體要求是在靜態(tài)測(cè)量中，要保證測(cè)站點(diǎn)名、點(diǎn)號(hào)、儀器高、天線高輸入的正確。在內(nèi)業(yè)平差計(jì)算時(shí)，要對(duì)約束點(diǎn)、校核點(diǎn)、平面坐標(biāo)和高程的輸入進(jìn)行反復(fù)校對(duì)，保證其正確無(wú)誤。在動(dòng)態(tài)測(cè)量中，也要求觀測(cè)者時(shí)時(shí)保持高度的責(zé)任心，如立桿者必須做到氣泡居

44、中，點(diǎn)位對(duì)中，誤差在1cm以內(nèi)方可測(cè)量，這是保證動(dòng)態(tài)測(cè)量精度的關(guān)鍵，須認(rèn)真做好。</p><p>　　外業(yè)施測(cè)在在溫度比較低（0℃以下）時(shí)，應(yīng)提前20分鐘對(duì)接收機(jī)進(jìn)行加溫預(yù)熱。這樣的觀測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量?jī)?yōu)于未經(jīng)過(guò)接收機(jī)預(yù)熱的觀測(cè)數(shù)據(jù)。</p><p>　　5.基線處理的基本原理和操作</p><p>　　下面以廣深港客運(yùn)專(zhuān)線ZH-2標(biāo)中的一段控制網(wǎng)為例說(shuō)明基線處理的基本原

45、則和操作，施工網(wǎng)圖如圖5-1所示：</p><p><b>　　圖5-1</b></p><p>　　上圖網(wǎng)中的基線JD01-2112這條重復(fù)基線解算后的方差比太低，如圖5-2所示：</p><p><b>　　圖5-2</b></p><p>　　對(duì)此觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量差的數(shù)據(jù)進(jìn)行重新解算,一般我們采用

46、以下三種措施:</p><p>　　5．1確定合適的歷元間隔</p><p>　　我們可從圖5-1看到JD011751-21121751這條基線約有1.4km,而同步觀測(cè)時(shí)間有141分鐘,如果使用歷元間隔30秒來(lái)解算,則一共有282個(gè)歷元的數(shù)據(jù)參與解算，我們可看到圖5-1解算后方差比較低為2.0,沒(méi)達(dá)到成為合格固定雙差解的條件。由于基線越長(zhǎng)，所觀測(cè)的采集時(shí)間也越長(zhǎng)，我們野外觀測(cè)時(shí)間有141

47、分鐘，現(xiàn)調(diào)整縮小歷元間隔為10秒來(lái)解算，這時(shí)參與計(jì)算的一共有523個(gè)歷元的數(shù)據(jù)，比用歷元間隔30秒來(lái)解算多三倍的數(shù)據(jù)量?，F(xiàn)在用10秒間隔來(lái)算結(jié)果如圖5-3所示：</p><p><b>　　圖5-3</b></p><p><b>　　圖5-3-1</b></p><p>　　此時(shí)方差比為1.1,反而比2.0更低,我們可查

48、看基線詳解圖5-3-1,數(shù)據(jù)某些時(shí)間段出現(xiàn)周跳或中斷,數(shù)據(jù)量多同時(shí)也帶進(jìn)了更多的質(zhì)量差的數(shù)據(jù),這時(shí)又要求縮小歷元間隔。</p><p>　　5．2 如何確定合適的參考衛(wèi)星、高度截止角</p><p>　　如果更改歷元間隔來(lái)解算無(wú)法使基線方差比增加，我們?cè)賮?lái)選擇較好的參考衛(wèi)星及調(diào)整高度截止角。當(dāng)高度截止角較低時(shí)，參與解算的衛(wèi)星數(shù)目多，但低空衛(wèi)星數(shù)據(jù)通訊容易被外界干擾，低空衛(wèi)星質(zhì)量差的數(shù)據(jù)較多

49、；當(dāng)高度截止角較高時(shí)，參與解算的衛(wèi)星數(shù)目少，但高空衛(wèi)星數(shù)據(jù)通訊不容易被外界干擾，高空衛(wèi)星質(zhì)量好的數(shù)據(jù)較多。</p><p>　　如圖5-2的參考衛(wèi)星為14、高度截止角設(shè)為20度時(shí)方差比為2.0,現(xiàn)改為參考衛(wèi)星22、高度截止角35度時(shí),如圖5-4, 方差比為9.0,已滿足合格固定雙差解的條件。</p><p><b>　　圖5-4</b></p><

50、p>　　綜上所述確定合適的參考衛(wèi)星及高度截止角原則：</p><p>　　從基線詳解中查看采集數(shù)據(jù)的衛(wèi)星，從中選取一較好的衛(wèi)星做為解算時(shí)的參考衛(wèi)星，從而得到更好的解算效果。</p><p>　　當(dāng)基線詳解中查看到衛(wèi)星數(shù)目足夠多，適當(dāng)增加高度截止角，盡量讓高空衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)入解算；</p><p>　　當(dāng)基線詳解中查看到衛(wèi)星數(shù)目比較少時(shí)（最低解算要求4顆以上衛(wèi)星），

51、適當(dāng)降低高度截止角，盡量讓多一些衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)入解算。</p><p>　　5．3 如何剔除無(wú)效歷元</p><p>　　從圖5-5，我們看到歷元有中斷的地方較多，我們雙擊左狀態(tài)欄的21121751.STH數(shù)據(jù)雙擊彈出數(shù)據(jù)編輯框。圖中紅線代表接收機(jī)對(duì)衛(wèi)星L1載波信號(hào)的跟蹤情況，每一條紅線對(duì)應(yīng)一顆衛(wèi)星，衛(wèi)星序號(hào)為圖左端所示。紅線中斷處表示當(dāng)時(shí)衛(wèi)星信號(hào)失鎖，為無(wú)效歷元。刪除無(wú)效歷元時(shí)點(diǎn)中,然后按住

52、鼠標(biāo)左鍵拖拉框選圈住上圖中有歷元中斷的地方即可剔除無(wú)效歷元,點(diǎn)中可恢復(fù)剔除歷元。</p><p><b>　　圖5-5</b></p><p>　　無(wú)效歷元剔除后將變灰如圖5-6。</p><p><b>　　圖5-6</b></p><p>　　用以上三種方法綜合交叉使用來(lái)解算基線合格后要檢核異步

53、環(huán)、同步環(huán)和重復(fù)基線限差(限差要求見(jiàn)第四章)合格后才能網(wǎng)平差。</p><p>　　所述三種基線解算條件只是一個(gè)大致的原則：根據(jù)基本原則合理的相互配合進(jìn)行設(shè)置，以使基線解算達(dá)到要求。在基線解算中還要求同步環(huán)中各條基線解算設(shè)置條件盡量保持一致，而修改了基線設(shè)置后又很難使其保持一致從而造成閉合環(huán)差過(guò)大。因此，我們一般只對(duì)基線方差比小于解算通過(guò)條件的基線進(jìn)行重解，其他基線不作改動(dòng)。</p><p&g

54、t;<b>　　6. 測(cè)設(shè)成果</b></p><p>　　基線處理成功后，即可進(jìn)入軟件的網(wǎng)平差界面，進(jìn)行WGS-84坐標(biāo)系下的自由網(wǎng)平差及二維約束網(wǎng)平差。 </p><p>　　6．1 GPS點(diǎn)WGS-84坐標(biāo)系自由網(wǎng)平差 </p><p>　　6.1.1 GPS點(diǎn)WGS-84坐標(biāo)系坐標(biāo)平差及精度 </p><p>　

55、　按《GPS規(guī)程》規(guī)定，基線向量的改正數(shù): </p><p>　　Vx=Vy=Vz≤3σ （6-1）</p><p>　　實(shí)測(cè)基線182條，經(jīng)檢查最大的基線向量改正數(shù)為17.6mm，完全符合規(guī)程要求。 </p><p>　　基線的相對(duì)精度最低為1/150576。 </p><p>　　6.1.2

56、GPS點(diǎn)WGS-84坐標(biāo)系大地坐標(biāo)及其精度 </p><p>　　WGS-84坐標(biāo)的點(diǎn)位中誤差最大為5.1mm;最小為1.0mm。</p><p>　　6．2 GPS點(diǎn)54系二維約束平差 </p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)院提供的已知控制點(diǎn)，進(jìn)行二維強(qiáng)制約束平差，此次GPS網(wǎng)復(fù)測(cè)，經(jīng)平差得到結(jié)果如下: </p><p>　　邊長(zhǎng)中誤差最大為9.4

57、mm。邊長(zhǎng)的相對(duì)精度最高為1/3367601；最低為1/126957，高于規(guī)定1/12萬(wàn)的精度，完全符合要求。</p><p><b>　　7. 結(jié)束語(yǔ)</b></p><p>　　靜態(tài)GPS在廣深港鐵路客運(yùn)專(zhuān)線控制網(wǎng)布設(shè)中的應(yīng)用，與傳統(tǒng)導(dǎo)線測(cè)量方法相比較，勘測(cè)精度和勘測(cè)效率都有了大幅度的提高。GPS靜態(tài)、快速靜態(tài)相對(duì)定位測(cè)量無(wú)需點(diǎn)間通視能夠高精度地進(jìn)行各種控制測(cè)量，

58、極大地降低勞動(dòng)作業(yè)強(qiáng)度，減少野外砍伐工作量，提高作業(yè)效率。GPS測(cè)量作業(yè)效率為常規(guī)測(cè)量方法的3倍以上。當(dāng)點(diǎn)位測(cè)定后回到室內(nèi)或在野外，不受人為因素的影響，整個(gè)作業(yè)過(guò)程全由微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)控制，自動(dòng)記錄、自動(dòng)數(shù)據(jù)預(yù)處理、自動(dòng)平差計(jì)算，大大提高了線路測(cè)設(shè)的精度及工作效率。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　回顧過(guò)去四年的大學(xué)生活，我得到了許

59、多老師、同學(xué)、朋友和親人的指導(dǎo)、幫助、關(guān)心和鼓勵(lì)。在此向他們表示衷心的感謝。</p><p>　　首先感謝我的指導(dǎo)老師張國(guó)慶高工。論文的選題、數(shù)據(jù)處理與寫(xiě)作都是在張老師的悉心指導(dǎo)下完成的。張老師勤懇踏實(shí)的為人、治學(xué)作風(fēng)，將使我終生銘記。四年來(lái)，老師在我的學(xué)習(xí)和生活上傾注了大量的心血，在此，謹(jǐn)對(duì)導(dǎo)師的教誨和幫助表示衷心的感謝并獻(xiàn)上誠(chéng)摯的敬意！</p><p>　　還要感謝陪伴我度過(guò)四年愉快、

60、充實(shí)大學(xué)生活的2006級(jí)測(cè)繪工程班全體同學(xué)。感謝資源工程學(xué)院提供的良好的生活和學(xué)習(xí)環(huán)境。感謝資源工程學(xué)院的各位老師和同學(xué)，在四年的生活中給我提供了許多的幫助和便利，向他們表示衷心的感謝。</p><p>　　最后，我要感謝多年來(lái)一直支持、鼓勵(lì)我，并為我的成長(zhǎng)和學(xué)業(yè)付出艱辛勞動(dòng)和無(wú)盡關(guān)心的父母和家人。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：  </b><

61、;/p><p>　　[1] 方輝. GPS測(cè)量原理及應(yīng)用[M]. 武漢：武漢測(cè)繪科技大學(xué)出版社,1998      [2] 許其風(fēng). GPS衛(wèi)星導(dǎo)航與精密定位.北京：解放軍出版社,1989      [3] 黃勁松，李征航. GPS快速靜態(tài)定位技術(shù). 武漢測(cè)繪科技大學(xué)學(xué)報(bào)，1996 

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64、he line of control measurements Departments：Resources Engineering Professional：Surveying andMapping</p><p>　　Student ID：2006070110 Author：Heronghe Instructor:zhongguoqing</p><p>　　[A

65、bstract] This article describes the static GPS measurement technology railway of passenger dedicated line ZH-2 Standard Control Survey in Guangzhou-Shenzhen-Hong Kong, a comprehensive account of Traverse and observations

66、; equipment and software options; outside data processing; baseline treatment basic principles and operation, do have some guidance and reference in long circuit for the future control of static GPS measurements.</p&