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1、 word 格式 专业资料 学习参考 前 言 4 第 1 章 绪论绪论 5 1 1 概述 5 1 2 国内外研究的现状 6 1 3 本文主要研究内容 7 第 2 章 GPS 定位基本原理及误误差来来源 9 2 1 GPS 定位的基本原理 9 2 1 1 GPS 系统简介 9 2 1 2 GPS 定位的基本测量 10 2 1 3 GPS 定位的基本原理 12 2 2 GPS 定位的误差来源 15 2 2 1 与卫星有关的误差 15 2 2 2 卫星信号传播误差 16 2 2 3 与接收设备有关的误差 17 2 2 4 粗差 19 2 3 GPS 数据采集模式及网间坐标转换 19 2 3 1 GP
2、S 数据采集模式 19 2 3 2 GPS 网与其它网之间的坐标转换 20 第 3 章桥桥梁控制测测量 22 3 1 概述 22 3 2 桥梁控制网的特点 22 word 格式 专业资料 学习参考 3 3 桥梁控制网的布设 23 3 3 1 桥梁控制网的基准和投影面的确定 24 3 3 2 桥梁控制网的布设要求 27 3 3 3 桥梁控制网的布设方法 29 3 4 桥梁控制网的精度要求 31 3 4 1 桥梁控制网精度估算 31 3 4 2 高程控制网的精度 33 3 5 控制网施测方法 34 第 4 章 高速铁铁路测测量控制技术术体系 36 4 1 精密测量控制体系的研究 36 4 1 1
3、客运专线铁路精密工程测量的概念 36 4 1 2 建立客运专线铁路精密工程测量体系的必要性 36 4 2 高速铁路客运专线铁路工程技术要求 37 4 2 1 坐标系统 37 第 5 章 GPS 在大型桥桥梁控制测测量中的应应用 39 5 1 GPS 桥梁控制网的技术指标 39 5 2 GPS 控制网的网形设计 39 5 3 GPS 桥梁控制网的布设要求 40 5 4 GPS 控制网的施测 40 5 5 1 GPS 仪器的选择与检验 40 5 5 2 GPS 控制网的外业实施 40 word 格式 专业资料 学习参考 5 5 3 观测数据的处理 41 5 5 4 GPS 基线向量网平差 42 第
4、 6 章 京沪沪高速铁铁路丹阳阳至昆山特大桥桥工程实实例 44 6 1 丹阳至昆山特大桥简介 44 6 2 丹阳至昆山特大桥 GPS 控制网布设 44 6 2 1 坐标系与投影面的选取 44 6 2 2 时间基准 45 6 2 3 控制网技术 精度指标 45 6 2 4 平面控制网的布设 45 6 3 GPS 平面控制测量 46 6 3 1 外业观测 46 6 3 2 基线解算 47 6 3 3 投影转换 48 6 3 4 GPS 网平差 49 6 3 5 精度统计分析 49 致谢谢 52 word 格式 专业资料 学习参考 GPS 在高速铁路特大桥控制测量中的应用 摘 要 GPS 相对定位技
5、术已经在测绘 交通 城建 国土资源管理等各个领域得 到了广泛的应用 它的平面相对定位精度已经完全能够满足工程的需要 结合 GPS 定位测量的各种优点 将 GPS 相对定位技术引入特大型桥梁控制网的测量 和基础放样 无论对 GPS 技术本身的发展还是对特大型桥梁测量控制都具有极 为重要的意义 本文主要就 GPS 技术在特大型桥梁测量控制的应用进行了研究 从 GPS 基本原理出发 论述了控制网的布设 特别对桥梁控制网设计 选点 布设以 及精度分析做了详细的论述 并结合苏通大桥 GPS 控制网控制测量和基础放样 的实例 对 GPS 在特大型桥梁测量控制中的应用进行了分析 得到了 GPS 相 对定位技
6、术完全能够应用于特大型桥梁平面控制网和 GPS RTK 技术满足大型桥 梁基础放样精度要求的结论 word 格式 专业资料 学习参考 关键词 GPS 桥梁 控制网 铁路特大桥 高速铁路 前 言 近年来 随着我国交通事业的蓬勃发展 桥梁建设己经迈入了一个新的历 史 阶段 正由桥梁大国向技术强国迈进 各种特大型桥梁飞跨南北 成为国家交 通 网络中的重要枢纽 在这些科技含量高 工程规模浩大的桥梁建设中 测绘作 为 word 格式 专业资料 学习参考 建设的先行 其传统经典的测量手段发挥了极为重要的作用 但我国在建和拟 建 的许多特大型桥梁中 特别是高速铁路大桥 其地理条件极为复杂 施工工艺 和精度要
7、求也在不断提高 传统的测量手段已经很难满足建设的需要 因此 探 索一种新的测量控制方法就显的尤为重要 长期以来 利用常规的测量方法布设高精度的测量控制网 主要依赖于高 精度的测距仪和经纬仪 由于地形复杂 区域广以及其它一些原因 这给常规 测量带来了一定的困难 常规的边 角控制网测量要求各控制点间必须通视 给网形的布设带来了很大的限制而且工作量大 受气候条件影响显著 作业时 间较长 随着 GPS 技术的迅速发展 GPS 技术的应用已渗透到军事 交通 测 绘 水利等各行各业 GPS 涉及的面很广 值得研究的问题也很多 目前 范 围上数公里至几千公里的控制网或形变监测网 精度上从百米至毫米级的定位
8、一般都将 GPS 作为首选手段 随着 RTK 技术的日趋成熟 GPS 已开始向分米 乃至厘米级的放样 高精度动态定位等领域渗透 现在 GPS 卫星定位技术己经 逐步用于建立桥梁施工平面控制网 并可方便的用于桥梁施工平面控制网的复 测 基础施工放样和对大桥进行监测 本论文主要根据高速铁路大型桥梁的实 际需要 结合高速铁路丹阳至昆山特大桥工程的工程实例 对 GPS 在大型桥梁 测量控制中的应用进行了一些研究和探讨 word 格式 专业资料 学习参考 第 1 章 绪论 1 1 概述 全球定位系统 Global Positioning System GPS 这一当代高新技术的产物 目前 在航空 航天
9、军事 交通 运输 资源勘探 通信 气象等几乎所有 的 领域中 它都被作为一项非常重要的技术手段和方法 用于导航 定位 授时 和 测定大气物理参数等 测量是较早采用 GPS 技术的领域 最初 它主要用于建立各种类型和等级 的 测量控制网 目前 它除了仍大量地用于这些方面外 在测量领域的其它方面也 已得到了广泛的应用 如用于各种类型的施工放样 测图 变形观测 航空摄 影 测量 海测和地理信息系统中地理数据的采集等 在各种类型的控制测量中 GPS 定位技术已基本取代常规测量手段 成为主要的技术手段 GPS 在道路工程中的应用 主要是用于建立各种道路工程控制网及测定航 word 格式 专业资料 学习参
10、考 测外业控制点等 目前 国内己普遍采用 GPS 技术建立线路各等级控制网 实 践证明 在几十公里范围内的点位误差只有 2cm 左右 达到了常规方法难以实 现的度 同时也大大提前了工期 铁道部在西南铁路 渝怀铁路中应用 GPS 建立了首级控制网 精度也完全 满足普通铁路施工测量的要求 近年 京沪 秦沈等高精度高速铁路控制网的 建立及实施 更显示出了 GPS 用于铁路平面控制的魅力 由于 GPS 高程受地 形 已知数据 观测条件等影响严重 所以目前 GPS 高程用于高速铁路的控制 施工中还存在着很多方面的问题值得进一步深究 在控制测量方面 GPS 较之于常规方法具有以下一些特点 1 测量精度高
11、GPS 观测的精度要明显高于一般的常规测量手段 GPS 基线向量的相对精 度一般在 10 1 10 9 之间 这是普通测量方法很难达到的 国外有试验结果表 明 在长度为 50km 450km 的基线上 三次试验结果的精度统计为 南北分量 1 9mm 东西分量 2 1mm 垂直分量的平均精度为 8 10 6 1 e 10 3 1 17m 且与距离无明显关系 2 选点灵活 费用低 由于 GPS 测量不要求测站间相互通视 不需要建造规标 布网费用可以大 大 降低 3 全天候作业 GPS 测量几乎可以在任何时间 任何气候条件下 均可以进行 GPS 观测 大 word 格式 专业资料 学习参考 大方便了
12、测量作业 有利于按时 高效地完成控制网的布设 4 观测时间短 采用 GPS 进行一般等级的控制测量时 在每个测站上的观测时间一般在 1 2 个小时左右 采用快速静态定位的方法 观测时间则更短 5 观测 处理高度自动化 采用 GPS 进行控制测量时 观测过程和数据处理过程均是高度自动化的 这 大大减少了人为误差和粗差发生的可能性 6 其他 此外还有诸如数学模型简单 可同时测定点的三维坐标 易于实现无人值 守 观测等特点 1 2 国内外研究的现状 随着 GPS 静态定位技术的发展与完善 GPS 技术己普遍用于各种用途的控 制 点测量 并已在各种类型和等级的控制网建立中逐步取代常规的测量方法 我国采
13、用 GPS 技术布设了新的国家大地测量控制网 很多城市也都采用 GPS 技术建立了城市控制网 随着 GPS 技术的发展 GPS 定位技术所取得的精度越 来越高 对于长至数百甚至数千公里的基线 其相对定位精度可达 98 1010 量级 短至数公里的基线 平差后的点位精度也能达到毫米级 近年来 随着 GPS 定位技术的迅速发展 近期有一些大桥 应用 GPS 定 位技术进行其首级平面控制网的测设 取得了可喜的成果 GPS 技术的应用 word 格式 专业资料 学习参考 不仅大大减轻了劳动强度 缩短了作业时间 减弱了大气折光的影响 更使特 长距离 无法通视地区的高精度控制网测设成为可能 在桥位高程控制
14、测量中 传统的测量方法往往按规范规定的方法进行跨河水准测量 联测两岸高程 例 如 安徽的芜湖大桥 南京长江二桥 江阴大桥等 其跨河高程测量均采用经 纬仪倾角法进行作业 但此类方法一般只适用于 2 千米以下的跨河宽度 超过 2 千米以上的就极其少见 难度也很大 而对于 30 千米宽的跨海长度 要采用 常规的跨河水准测量方法几乎没有可能 在国内桥位高程控制测量中 利用桥位附近己有桥梁通道或在两岸稳定的 国 家级水准点间进行跨河传递高程 布置成闭合环线或附合水准路线 把江河两 岸 联系起来 是取得两岸统一高程的一种有效方法 GPS 高程拟合测量是 GPS 过江高程传递最近发展使用的一种方法 在范围
15、不太大的地形平坦区域内 以高等级水准点作为高程拟合起算点 结合高精度 GPS 观测值 选用适宜的高程异常处理模型 高程传递的精度可达国家二 三等水 准 精度 GPS 高程拟合过江的关键问题是如何精确建立高程异常模型 由于地球 表 面及地层各处物质密度 质量的不同 各点的大地高和正常高之间的差异十分 复 杂 在范围较大的区域采用 GPS 高程拟合方法传递高程 有时会出现较难控制 的 word 格式 专业资料 学习参考 大误差或难以预料的粗差 国际上 对桥位平面控制和高程控制技术的研究已取得了可喜的成绩 美 国 早在 1984 年的斯坦福粒子加速器的工程测量中采用 GPS 定位技术 平差后其 平面
16、位置精度达 1 2mm 高程精度达 2 3mm 欧洲核子研究中心的大型环形电 子对撞机控制测量 GPS 定位精度亦达毫米级 横跨英吉利海峡的欧洲海底隧道 工程 1987 年开始施工 工程全长 50km 隧道深入海底 40m 当采用经典大 地测量方法时 隧道纵横向误差为 而后来采用 GPS 进行控制测量得到 6 10 4 隧道纵横向误差为 大大提高了工程质量 减少了工程费用 6 10 1 随着 GPS 技术的广泛应用 GPS 技术已越来越多地应用于大型工程的施工 控 制测量 特别是平面控制网的测设中 尽管GPS技术相对于常规测量方式有不 可比拟的优越性 但由于GPS技术测量的精度范围很大 从米级到毫米级甚至 亚毫米级 对于不同用途的控制网 必须根据其自身特点进行严密设计 本文 将结合京沪高速铁路工程研究GPS在桥梁控制测量中的应用 1 3 本文主要研究内容 长期以来 利用常规的测量方法布设高精度的测量控制网 主要依赖于高 精度的测距仪和经纬仪 由于地形复杂 区域广以及其它一些原因 这给常规 测量带来了一定的困难 常规的边 角控制网测量要求各控制点间必须通视 给网形的布设带来了很大的限制而
