簡介:答辯人謝顯龍,GPS在高鐵控制網(wǎng)中的應用,指導老師湯俊,GPS在高鐵控制網(wǎng)中的作用,框架,1引言,2GPS在高鐵控制網(wǎng)中的應用,3TGO數(shù)據(jù)處理,4工程實例分析,5小結,1引言,為了滿足高速鐵路軌道的平順性,根據(jù)GPS高鐵控制網(wǎng)中的布設要求、方法、控制網(wǎng)的優(yōu)化設計以及設計指標,對高鐵線路進行逐級布設控制網(wǎng)(CP0,CPⅠ,CPⅡ,CPⅢ),然后對各等級的控制網(wǎng)進行GPS靜態(tài)觀測,內頁通過天寶公司的TGOFFICE軟件對控制網(wǎng)進行基線處理和網(wǎng)平差處理,應用于工程施工。,2GPS在高鐵控制網(wǎng)中的應用,在GPS高鐵控制網(wǎng)中,按照分級布網(wǎng)的原則,把高鐵控制網(wǎng)分為四個等級。首級GPS框架網(wǎng)(CP0)作為全線的平面坐標框架基準網(wǎng),第二級為基礎平面控制網(wǎng)(CPI),第三級為線路控制網(wǎng)(CPⅡ),第四級為軌道控制網(wǎng)(CPⅢ)。,2GPS在高鐵控制網(wǎng)中的應用,CP0為線路勘測、施工、運營維護建立平面坐標框架;CPI為線路勘測、施工、運營維護提供坐標基準;CPⅡ為線路勘測和線下工程施工提供控制基準;CPⅢ為線路軌道鋪設和運營維護提供控制基準。,21各等級控制網(wǎng)的作用,2GPS在高鐵控制網(wǎng)中的應用,按30~50KM左右設置一座,按照國家B級點觀測標準施測。,22GPS控制網(wǎng)的布設方法,CP0首級GPS框架網(wǎng),2GPS在高鐵控制網(wǎng)中的應用,CPⅠ第二級基礎平面控制網(wǎng),CPⅠ控制網(wǎng)布網(wǎng)方式,在第一級框架網(wǎng)(CP0)的基礎上采用GPS施測;按B級GPS網(wǎng)精度要求測量,全線(段)一次布網(wǎng),統(tǒng)一測量,整體平差。沿線路每4KM布設1對GPS點,相鄰的GPS點距離大于1000M,基線方向的中誤差不大于13″,最弱邊的相對中誤差1/7000,采用大地四邊形或三角鎖的形式構成整個CPⅠ網(wǎng)。,2GPS在高鐵控制網(wǎng)中的應用,CPⅡ第三級GPS線路控制網(wǎng),,在CPI的基礎上采用導線法或C級GPS施測,CPⅡ控制點的點間距為800~1000米。為勘測、施工階段的線路平面控制和無砟軌道施工階段軌道控制網(wǎng)的基準?;€方向中誤差不大于17″,最弱邊的相對中誤差為1/100000,導線等級為四等,測角中誤差為25″,相對閉合差為1/40000。,CPⅡ控制網(wǎng)布網(wǎng)方式,,2GPS在高鐵控制網(wǎng)中的應用,CPⅢ第四級軌道控制網(wǎng),CPⅢ邊角交會網(wǎng),CPⅢ控制網(wǎng)是在線路CPⅡ控制網(wǎng)的基礎上,采用全站儀自由設站交會法進行施測得到的。CPⅢ控制網(wǎng)是一個三維控制網(wǎng),其平面坐標(X、Y)和高程(H)對應的點位是虛擬點。CPⅢ控制點的距離布置一般在60米左右,不超過70米,CPⅢ控制點的布設縱向間距和軌面高度基本保持一致,橫向間距低于結構寬度。,,2GPS在高鐵控制網(wǎng)中的應用,23GPS測量作業(yè)的基本要求,項目,等級,2GPS在高鐵控制網(wǎng)中的應用,24GPS控制網(wǎng)優(yōu)化設計,GPS控制網(wǎng)的優(yōu)化設計是實施GPS測量的基本工作,來保證GPS控制網(wǎng)的測量精度高、作業(yè)效率高、低成本、可靠性好。通過GPS控制網(wǎng)中的四類優(yōu)化設計來提高網(wǎng)的精度和可靠性,即GPS網(wǎng)零類優(yōu)化設計、GPS網(wǎng)一類優(yōu)化設計、GPS網(wǎng)二類優(yōu)化設計、GPS網(wǎng)三類優(yōu)化設計。,3TGO數(shù)據(jù)處理,TGO,是美國TRIMBLE(天寶)公司開發(fā)的GPS處理軟件,可以對觀測得到的靜態(tài)GPS數(shù)據(jù)和RTK數(shù)據(jù)進行處理,理的對象是TRIMBLEGPS的原始數(shù)據(jù)和其他品牌的GPS數(shù)據(jù)(RINEX)。整個軟件包由多個模塊構成,主要有靜態(tài)后處理、動態(tài)計算模塊、坐標轉換模塊、基線處理模塊、網(wǎng)平差模塊、RTK測量數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)通訊模塊、星歷預報模塊、DTMLINK模塊,ROADLINK模塊等。,3TGO數(shù)據(jù)處理,野外觀測數(shù)據(jù)下載至計算機,TGO軟件建立坐標系統(tǒng),TGO新建項目選擇相應坐標系統(tǒng),根據(jù)外業(yè)記錄表編輯點名稱、天線高、天線類型,編輯TIMELINE(周跳編輯),處理GPS基線,在WGS84坐標系下進行網(wǎng)無約束平差處理,選擇當?shù)刈鴺讼到y(tǒng)加入已知點點坐標,網(wǎng)約束平差,成果輸出,GPS校正,TGO數(shù)據(jù)處理流程,導入靜態(tài)觀測數(shù)據(jù)DAT或RNIX根式,殘差處理、PDOP處理、高度角處理,通過,通過,不通過,加權,4工程實例分析,41工程概況,本文的實例是對成浦高鐵某段GPS控制網(wǎng)進行加密處理。成浦高鐵是四川省成都市內的城際高鐵,起點站為成都西站,終點為浦江站,沿途一共經(jīng)過12個高鐵站。分別為成都西站→雙流站→溫江站→羊馬站→崇州站→隆興站→大邑站→王泗鎮(zhèn)站→邛崍站→西來站→浦江站→朝陽湖站,正線長為99084KM,全線工程總投資達150億元,設計最高速度為200KM/H。,設計線路等級Ⅰ級;設計速度220公里/小時;限制坡度20‰;最小曲線半徑2200米;正線間距44米;到發(fā)線有效長450米;機車類型和諧號動車組(CRH6);機車制動方式自動制動牽引類型電力牽引;調度方式綜合調度。,4工程實例分析,42成浦高鐵設計標準,4工程實例分析,43成浦高鐵GPS控制網(wǎng)加密處理,對于成浦高鐵GPS控制網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理方式有兩種一種是三維無約束平差,另一種是二維約束平差。由于整條成浦線控制網(wǎng)很大,布設的GPS控制網(wǎng)是很大的,這里選擇其中的一種GPS同步觀測環(huán)進行處理。,4工程實例分析,三維無約束平差,選取一個同步環(huán)的觀測數(shù)據(jù)進行處理,該環(huán)由6個點組合而成,分別為JMCPⅡ142、CPⅡ152、JMCPⅡ1421、JMCPⅡ140、JMCPⅡ143、JMCPⅡ144,其中CPⅡ152是已知點,坐標(12973090455339152092632290874882),共產(chǎn)生12個三維基線向量,21個多余觀測數(shù)。,4工程實例分析,NOFROMTOV_DXV_DYV_DZ限差(CM)CMCMCM1CPII52JMCPII421033128034155合格2CPII52JMCPII42025095031156合格3CPII52JMCPII40029099026155合格5CPII52JMCPII43020051014155合格6CPII52JMCPII44024052008156合格7JMCPII42JMCPII40001002001150合格8JMCPII421JMCPII42009030007150合格9JMCPII421JMCPII40007029011151合格10JMCPII421JMCPII43015029008151合格11JMCPII421JMCPII44009031006153合格12JMCPII43JMCPII44002000000151合格,三維無約束平差處理結果,殘差解算,4工程實例分析,NOFROMTOSMMSCMMS/SPPM1CPII52JMCPII42112837080411/3170003162CPII52JMCPII4214758890501/2970003373CPII52JMCPII4015269170501/3040003294CPII52JMCPII42112837080411/3170003165CPII52JMCPII4313562440451/2990003346CPII52JMCPII4414170860391/3600002787JMCPII42JMCPII403111330281/1120008958JMCPII421JMCPII422265190381/6000016769JMCPII421JMCPII404743710341/14100070810JMCPII421JMCPII435063680301/16600060211JMCPII421JMCPII449978820331/30000033312JMCPII43JMCPII445117430331/156000643,平差后的邊長及精度,4工程實例分析,NONAMEBDMSDBCMLDMSDLCMHMDHCMXMDXCMYMDYCM1JMCPII423036391730900010339255065000048583000033878843580004999671178470002CPII523037242520804810339067073003949328209633892741270484999666214020393JMCPII4213036439609503910339190517503248788607833880323280394999669463680324JMCPII403036420096603610339367164402948788307233879708060364999674167020295JMCPII433036405483705510339004564004448707910833879287650554999664507370446JMCPII44303643689370551033841591950444897711083388027068055499965948564044,投影結果,4工程實例分析,二維無約束平差時在三維約束平差的基礎上進行的,在該同步環(huán)進行三維無約束平差處理輸出結果以后,就可進行二維無約束平差處理。在二維無約束平差網(wǎng)中,共產(chǎn)生12個基線向量,多余觀測有20條。,二維約束平差,4工程實例分析,二維約束平差,NOFROMTOV_DXCMV_DYCM1CPII52JMCPII4211730262CPII52JMCPII421490003CPII52JMCPII401420274CPII52JMCPII4210080145CPII52JMCPII431380666CPII52JMCPII440640917JMCPII42JMCPII400060328JMCPII421JMCPII420250289JMCPII421JMCPII4003405610JMCPII421JMCPII4312605611JMCPII421JMCPII4404507912JMCPII43JMCPII44079031,殘差處理,4工程實例分析,NOFROMTODXMDYMMDXCMMDYCM1CPII52JMCPII421124186313249832039032合格2CPII52JMCPII42138984184964748000000合格3CPII52JMCPII40130338947953502000000合格4CPII52JMCPII421124186313249832039032合格5CPII52JMCPII43134542261706817000000合格6CPII52JMCPII44124712206728859000000合格7JMCPII42JMCPII408645242988754000000合格8JMCPII421JMCPII4214797871714916039032合格9JMCPII421JMCPII406152634703670039032合格10JMCPII421JMCPII4310355954956649039032合格11JMCPII421JMCPII44525899978691039032合格12JMCPII43JMCPII449830065022042000000合格,二維基線向量解算,4工程實例分析,NONAMEXMYMMXCMMYCMMPCM1JMCPII423388098552546711614092JMCPII443388241272346594678023CPII523389488394346661966614JMCPII403388185004946741501635JMCPII433388142971746644898446JMCPII421338824653124669446493039032051,二維無約束平差后的坐標,5小結,對于高鐵GPS控制網(wǎng)的測量,要按照國家全球定位系統(tǒng)(GPS)規(guī)范測量觀測標準施測。CP0按照國家B級施測,CPⅠ按照B級施測,CPⅡ按照C級施測,CPⅢ由全站儀自由設站交會進行施測。,對GPS網(wǎng)進行優(yōu)化設計時,要實現(xiàn)工程資源和工程質量的最佳配置。,5小結,GPS基線質量的評估指標主要是由有解算類型、觀測閉合差和均方差RMS來決定的。,采用TIMELINE處理基線時,先進行周跳處理,如果有不通過的基線或者基線顏色為紅色,需要對該基線進行殘差處理、如果殘差值大需要進行PDOP處理,如果其數(shù)值比較大,需要進行高度角處理,直到所有的基線都通過為止。,謝謝觀賞,,謝謝您的觀看與聆聽,
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