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1、铁路工程精密控制网测量数据处理系统Railway engineering precise control survey data processing system中铁第四勘察设计院集团有限公司2010年6月 中铁四院主要内容 高速铁路精测网概述 系统研发背景 系统总体框架 系统功能 系统技术特性 系统运行环境 软件推广及应用前景2010年6月 中铁四院概述 目前，日、法、德、意、西班牙、比利时等国家建成投入运 营的高速铁路已逾5000km，正在建设及已立项准备修建高速 铁路的国家和地区有十几个，长度在5000km以上。国内开展 高速铁路的研究始于上世纪90年代，在高速铁路基础理论、 技术标准
2、、结构设计等方面取得了重大进展。“十一五”期 间，我国将大规模建设高速铁路客运专线，并大量采用无砟 轨道。与一般铁路相比，无砟轨道工程在结构上具有良好的 连续性、平顺性和稳定性的特点，但需要高精度、高难度的 测量工作作保证，高精度的测量已经成为制约高速铁路建设 的重要保证和成败的关键因素之一。 2010年6月 中铁四院概述 高速铁路精密测量控制技术作为高速铁路建设成套 技术的一个重要组成部分，在高速铁路建设过程中 也越来越显示出其重要性。在高速铁路建设中，德 国、日本等高速铁路大国都有自己的一套适合高速 铁路建设的铁路工程测量成套技术体系。 以德国高速铁路建设的经验，“要成功地建设无砟 轨道，
3、就必须有一套完整、高效且非常精确的测量系统，否则必定失败”。 2010年6月 中铁四院高速铁路精测网概述2010年6月 中铁四院高速铁路精测网概述 高速铁路工程测量平面控制网应在框架控制网（CP0）基础 上分三级布设，第一级为基础平面控制网（CP），主要为 勘测、施工、运营维护提供坐标基准；第二级为线路平面控 制网（CP），主要为勘测和施工提供控制基准；第三级为 为轨道控制网（CP），主要为轨道铺设和运营维护提供控 制基准。 高速铁路工程测量高程控制网分二级布设，第一级线路水准 基点控制网，为高速铁路工程勘测设计、施工提供高程基准 ；第二级轨道控制网（CP），为高速铁路轨道施工、维护 提供高程
4、基准。2010年6月 中铁四院高速铁路精测网概述 基础平面控制网（CP）采用边联结方式构网，形成由三角 形或大地四边形组成的带状网，按GPS静态相对定位原理建 立，为线路平面控制网提供起闭的基准。CP控制网应附合 到CP0上，并采用固定数据平差。 线路平面控制网（CP）采用边联结方式构网，形成由三角 形或大地四边形组成的带状网，并与CP联测构成附合网， 按GPS测量或导线测量方法施测，为勘测、施工阶段的线路 平面控制和轨道控制网提供起闭的基准。CP控制网应附合 到CP上，并采用固定数据平差。2010年6月 中铁四院高速铁路精测网概述 轨道控制网（CP）采用自由测站边角交会法进行平面控制 网的测
5、量，其控制点布设密度为：纵向点间距约为60m，横 向点间距不超过结构宽度；采用自由测站边角交会法获得测 站至各CP点的距离观测值和方向观测值；CP网的上一级 控制基准为线路沿线的CP网和CP网。CP网网型、控制 基准和观测方法见下图。2010年6月 中铁四院系统研发背景铁路工程精密控制网测量数据处理系统根据“客运专线无砟轨道技术再创新工作的指导意见” （铁工管函20061006号），中铁第四勘察设计院集团有 限公司立项并开展了“铁路工程精密控制网测量数据处理 系统”的研究与开发。在各级领导及有关部门的关心和支 持下，经过研发组全体成员的不懈努力，完成了“铁路工 程精密控制网测量数据处理系统”的
6、研制。目前，“铁路工程精密控制网测量数据处理系统”已在 京沪高铁、哈大客专、石武客专、广深港客专、宁杭客专 得到广泛应用，效果显著。 2010年6月 中铁四院系统研发背景铁路工程精密控制网测量数据处理系统 研发目的：解决和完成我国铁路CP、CP控制网、无砟轨道 CP自由测站边角交会控制网、隧道洞内CP和有砟轨道 CP导线控制网、三角高程网等观测数据检核、构网平差 计算以及精度评定的数据处理工作（旨在满足我国铁路建 设中精密工程测量数据处理的各项要求）。2010年6月 中铁四院系统研发背景铁路工程精密控制网测量数据处理系统工程测量平差数据处理软件(SYADJ)GPS静态后处理软件(SYGPS)坐
7、标转换与换带计算软件(CoordTran) 组成部分：2010年6月 中铁四院 软件开发技术依据： 1.高速铁路工程测量规范 TB10601-2009（铁建设 2009196号） ；2.国家一、二等水准测量规范（GB/T 12897-2006）；3.工程测量规范（GB50026-2007）；4.精密工程测量规范（GB/T 15314-1994）；5.全球定位系统（GPS）铁路测量规范（TB10054-97）6.全球定位系统GPS测量规范（GB/T 18314-2009）；7.城市轨道交通工程测量规范（GB/T 50308-2008）；系统研发背景2010年6月 中铁四院系统研发背景 软件开发工
8、具： Windows XP / VISTA系统环境.net Frame2.0框架环境Visual Studio 2005开发工具C#语言编译代码COM+组件编程技术及GUI+图形用户界面技术2010年6月 中铁四院系统总体框架2010年6月 中铁四院高速铁路精测网技术要求控制网测量方法测量等级点间距相邻点的相对中误差（mm）CP0GPS50km 20 CPGPS二等4km10 一对点 CPGPS三等600800m8导线三等400800m8CP自由测站边角交会5070m1一对点各级平面控制网设计的主要技术要求 2010年6月 中铁四院高速铁路精测网技术要求控制网基线边方向中误差最弱边相对中误差C
9、P01/2 000 000CP1.31/180 000CP1.71/100 000CP0、CP、CP控制网GPS测量的精度指标 控制网名称测量方法方向观测中 误差距离观测中 误差相邻点的相 对中误差CP平面网自由测站边 角交会1.81.0mm1.0mmCP平面网的主要技术要求 2010年6月 中铁四院高速铁路精测网技术要求等固定误差a比例误差系 数b（ mm/km）基线方位角约束点间的约束平差后级（mm）中误差（ ）边长相对中 误差最弱边边长 相对中 误差一等510.91/5000001/250000 二等511.31/2500001/180000 三等511.71/1800001/10000
10、0 四等5221/1000001/70000 五等10231/700001/40000各等级GPS控制网测量的主要技术要求 2010年6月 中铁四院高速铁路精测网技术要求等 级一 等二 等三 等四等五等项 目静卫星截止高度 角（）1 51 51 51515态同时观测有效 卫星数44444测有效时段长度 （min）1 209 06 04540量观测时段数221 2121数据采样间隔 （s）15 6015 6015 6010 3010 30接收机类型双 频双 频双 频单/双 频单/双 频PDOP或GDOP6681010各等级GPS测量作业的基本技术要求 2010年6月 中铁四院CP数据处理 CP基
11、线向量解算应符合下列要求：1）同一时段观测值的数据剔除率宜小于10%；2）同一基线不同时段重复观测基线较差应满足下式基线弦长标准差（mm），按相应等级计算 由若干条独立基线边组成的独立环或附合路线各坐标分量 （Wx、Wy、Wz）及全长Ws闭合差应满足下式的规定：n 闭合环的边数2010年6月 中铁四院CP数据处理 CP控制网平差及坐标转换应符合下列规定：1）无约束平差中基线向量各分量的改正数绝对值应 满足下式的要求，并提供无约束平差WGS-84坐标系中的 空间直角坐标，基线矢量及其改正数和其精度信息；基线弦长标准差（mm），按相应等级计算2010年6月 中铁四院CP数据处理 2） 约束平差中基
12、线向量各分量改正数与无约束平差 同一基线改正数较差的绝对值应满足下式要求，并提 供约束平差后相应坐标系的空间直角坐标，基线矢量 及其改正数和其精度信息；基线弦长标准差（mm），按相应等级计算 3）根据独立坐标系投影带的划分，将CP控制网的空 间直角坐标分别投影到相应的平面坐标投影带中，计 算CP控制点的工程独立坐标；2010年6月 中铁四院CP数据处理 CP基线向量解算应符合下列要求：1）同一时段观测值的数据剔除率宜小于10%；2）同一基线不同时段重复观测基线较差应满足下式基线弦长标准差（mm），按相应等级计算 由若干条独立基线边组成的独立环或附合路线各坐标分量 （Wx、Wy、Wz）及全长Ws闭合差应满足下式的规定：n 闭合环的边数2010年6月 中铁四院CP数据处理 CP控制网平差及坐标转换应符合下列规定：1）无约束平差中基线向量各分量的改正数绝对值应 满足下式的要求，并提供无约束平差WG
