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答辩人：谢显龙答辩人：谢显龙GPS在高铁控制网中在高铁控制网中的应用的应用指导老师：汤俊指导老师：汤俊 GPS在高铁控制网中的作用 GPS在高铁控制网中的应用毕业论文答辩 框 架GPS在高铁控制网中的应用毕业论文答辩1 引言引言2 GPS在高铁控制网中的应用在高铁控制网中的应用3 TGO数据处理数据处理4 工程实例分析工程实例分析 5 小结小结 1 引言GPS在高铁控制网中的应用毕业论文答辩 为了满足高速铁路轨道的平顺性，根据为了满足高速铁路轨道的平顺性，根据GPS高高铁控制网中的布设要求、方法、控制网的优化设计铁控制网中的布设要求、方法、控制网的优化设计以及设计指标，对高铁线路进行逐级布设控制网以及设计指标，对高铁线路进行逐级布设控制网（CP0，CP，CP，CP），然后对各等级的），然后对各等级的控制网进行控制网进行GPS静态观测，内页通过天宝公司的静态观测，内页通过天宝公司的TG Office软件对控制网进行基线处理和网平差处软件对控制网进行基线处理和网平差处理，应用于工程施工。理，应用于工程施工。2 GPS在高铁控制网中的应用GPS在高铁控制网中的应用毕业论文答辩 在在GPS高铁控制网中，按照分级布网的原高铁控制网中，按照分级布网的原则，把高铁控制网分为四个等级。则，把高铁控制网分为四个等级。首级首级GPS框架网（框架网（CP0）作为全线的平面坐标框架基准）作为全线的平面坐标框架基准网，第二级为基础平面控制网（网，第二级为基础平面控制网（CPI），第三），第三级为线路控制网（级为线路控制网（CP），第四级为轨道控），第四级为轨道控制网（制网（CP）。）。2 GPS在高铁控制网中的应用GPS在高铁控制网中的应用毕业论文答辩CP0：为线路勘测、施工、运营维护建立平面坐标：为线路勘测、施工、运营维护建立平面坐标框架；框架；CPI：为线路勘测、施工、运营维护提供坐标基准；：为线路勘测、施工、运营维护提供坐标基准；CP：为线路勘测和线下工程施工提供控制基准；：为线路勘测和线下工程施工提供控制基准；CP：为线路轨道铺设和运营维护提供控制基准。：为线路轨道铺设和运营维护提供控制基准。2.1各等级控制网的作用各等级控制网的作用 2 GPS在高铁控制网中的应用GPS在高铁控制网中的应用毕业论文答辩 按按3050km左右设置一座，按照左右设置一座，按照国国家家B级级点观测标准施测。点观测标准施测。2.2 GPS控制网的布设方法控制网的布设方法CP0：首级：首级GPS框架网框架网 2 GPS在高铁控制网中的应用GPS在高铁控制网中的应用毕业论文答辩CP：第二级基础平面控制网：第二级基础平面控制网CP控制网布网方式控制网布网方式 在第一级框架网（在第一级框架网（CP0）的基础上采用）的基础上采用GPS施测；按施测；按B级级GPS网精度要求测量，全线（段）一次布网，统一测量，整网精度要求测量，全线（段）一次布网，统一测量，整体平差。沿线路每体平差。沿线路每4km布设布设1对对GPS点，相邻的点，相邻的GPS点距离大点距离大于于1000m，基线方向的中误差不大于，基线方向的中误差不大于1.3，最弱边的相对中，最弱边的相对中误差误差1/7000，采用大地四边形或三角锁的形式构成整个，采用大地四边形或三角锁的形式构成整个CP网。网。2 GPS在高铁控制网中的应用GPS在高铁控制网中的应用毕业论文答辩CP：第三级：第三级GPS线路控制网线路控制网 在在CPI的基础上采用导线法或的基础上采用导线法或C级级GPS施测，施测，CP控制控制点的点间距为点的点间距为800 1000米。为勘测、施工阶段的线路平面米。为勘测、施工阶段的线路平面控制和无砟轨道施工阶段轨道控制网的基准。基线方向中误控制和无砟轨道施工阶段轨道控制网的基准。基线方向中误差不大于差不大于1.7，最弱边的相对中误差为，最弱边的相对中误差为1/100000，导线等级，导线等级为四等，测角中误差为为四等，测角中误差为2.5，相对闭合差为，相对闭合差为1/40000。CP控制网布网方式控制网布网方式 2 GPS在高铁控制网中的应用GPS在高铁控制网中的应用毕业论文答辩CP：第四级轨道控制网：第四级轨道控制网CP边角交会网边角交会网 CP控制网是在线路控制网是在线路CP控制网的基础上，采用全站仪控制网的基础上，采用全站仪自由设站交会法进行施测得到的。自由设站交会法进行施测得到的。CP控制网是一个三维控控制网是一个三维控制网，其平面坐标（制网，其平面坐标（x、y）和高程（）和高程（H）对应的点位是虚拟点。）对应的点位是虚拟点。CP控制点的距离布置一般在控制点的距离布置一般在60米左右，不超过米左右，不超过70米，米，CP控制点的布设纵向间距和轨面高度基本保持一致，横向间距低控制点的布设纵向间距和轨面高度基本保持一致，横向间距低于结构宽度。于结构宽度。2 GPS在高铁控制网中的应用GPS在高铁控制网中的应用毕业论文答辩2.3 GPS测量作业的基本要求测量作业的基本要求项目项目等级等级 2 GPS在高铁控制网中的应用GPS在高铁控制网中的应用毕业论文答辩2.4 GPS控制网优化设计控制网优化设计 GPS控制网的优化设计是实施控制网的优化设计是实施GPS测量的基本测量的基本工作，来保证工作，来保证GPS控制网的测量精度高、作业效率高、控制网的测量精度高、作业效率高、低成本、可靠性好。通过低成本、可靠性好。通过GPS控制网中的四类优化设控制网中的四类优化设计来提高网的精度和可靠性，即计来提高网的精度和可靠性，即GPS网零类优化设计、网零类优化设计、GPS网一类优化设计、网一类优化设计、GPS网二类优化设计、网二类优化设计、GPS网三类优化设计。网三类优化设计。3 TGO数 据 处 理 GPS在高铁控制网中的应用毕业论文答辩 TGO，是美国，是美国Trimble（天宝）公司开发的（天宝）公司开发的GPS处理软处理软件，可以对观测得到的静态件，可以对观测得到的静态GPS数据和数据和RTK数据进行处理，数据进行处理，理的对象是理的对象是Trimble GPS的原始数据和其他品牌的的原始数据和其他品牌的GPS数据数据（RINEX）。）。整个软件包由多个模块构成，整个软件包由多个模块构成，主要有：静态后主要有：静态后处理、动态计算模块、处理、动态计算模块、坐标转换模块、基线处理模块、网平坐标转换模块、基线处理模块、网平差模块差模块、RTK测量数据处理模块、数据通讯模块、星历预报测量数据处理模块、数据通讯模块、星历预报模块、模块、DTMlink模块，模块，ROADlink模块等。模块等。3 TGO数 据 处 理 GPS在高铁控制网中的应用毕业论文答辩野外观测数据下载至计算机野外观测数据下载至计算机TGO软件建立坐标系统软件建立坐标系统TGO新建项目新建项目选择相应坐标系统选择相应坐标系统根据外业记录表编辑根据外业记录表编辑点名称、天线高、天线类型点名称、天线高、天线类型编辑编辑Timeline（周跳编辑）（周跳编辑）处理处理GPS基线基线在在WGS-84坐标系下进行坐标系下进行网无约束平差处理网无约束平差处理选择当地坐标系统选择当地坐标系统加入已知点点坐标加入已知点点坐标网约束平差网约束平差成果输出成果输出GPS校正校正TGO数据处理流程导入静态观测数据导入静态观测数据*.dat或或RNIX根式根式残差处理、残差处理、PDOP处理、高度角处理处理、高度角处理通过通过不通过加权 4 工程实例分析 GPS在高铁控制网中的应用毕业论文答辩4.1 工程概况工程概况 本文的实例是对成浦高铁某段本文的实例是对成浦高铁某段GPS控制网进控制网进行加密处理行加密处理。成浦高铁是四川省成都市内的城际高。成浦高铁是四川省成都市内的城际高铁，起点站为成都西站，终点为浦江站，沿途一共铁，起点站为成都西站，终点为浦江站，沿途一共经过经过12个高铁站。分别为成都西站个高铁站。分别为成都西站双流站双流站温温江站江站羊马站羊马站崇州站崇州站隆兴站隆兴站大邑站大邑站王泗镇王泗镇站站邛崃站邛崃站西来站西来站浦江站浦江站朝阳湖站，正线长朝阳湖站，正线长为为99.084km，全线工程总投资达，全线工程总投资达150亿元，设计亿元，设计最高速度为最高速度为200km/h。设计线路等级：设计线路等级：级；级；设计速度：设计速度：220公里公里/小时；小时；限制坡度：限制坡度：20；最小曲线半径：最小曲线半径：2200米；米；正线间距：正线间距：4.4米；米；到发线有效长：到发线有效长：450米；米；机车类型：和谐号动车组机车类型：和谐号动车组（CRH6）；）；机车制动方式：自动制动机车制动方式：自动制动牵引类型：电力牵引；牵引类型：电力牵引；调度方式：综合调度。调度方式：综合调度。4 工程实例分析 GPS在高铁控制网中的应用毕业论文答辩4.2 成浦高铁设计标准成浦高铁设计标准 4 工程实例分析 GPS在高铁控制网中的应用毕业论文答辩4.3 成浦高铁成浦高铁GPS控制网加密处理控制网加密处理 对于成浦高铁对于成浦高铁GPS控制网的数据处控制网的数据处理方式有两种：理方式有两种：一种是三维无约束平差，一种是三维无约束平差，另一种是二维约束平差另一种是二维约束平差。由于整条成浦。由于整条成浦线控制网很大，布设的线控制网很大，布设的GPS控制网是很控制网是很大的，这里选择其中的一种大的，这里选择其中的一种GPS同步观同步观测环进行处理。测环进行处理。4 工程实例分析 GPS在高铁控制网中的应用毕业论文答辩三维无约束平差三维无约束平差 选取一个同步环的观测数据进行处理，该环由选取一个同步环的观测数据进行处理，该环由6个点组个点组合而成，分别为合而成，分别为JMCP142、CP152、JMCP142-1、JMCP140、JMCP143、JMCP144，其中，其中CP152是是已知点，坐标（已知点，坐标（-1297309.045 5339152.0926 3229087.4882），共），共产生产生12个三维基线向量，个三维基线向量，21个多余观个多余观测数。测数。4 工程实例分析 GPS在高铁控制网中的应用毕业论文答辩-No.From To V_DX V_DY V_DZ 限差 （cm）(cm)(cm)(cm)-1 CPII52 JMCPII42-1 0.33 -1.28 0.34 1.55 合格 2 CPII52 JMCPII42 0.25 -0.95 0.31 1.56 合格 3 CPII52 JMCPII40 0.29 -0.99 0.26 1.55 合格 5 CPII52 JMCPII43 -0.20 0.51 -0.14 1.55 合格 6 CPII52 JMCPII44 -0.24 0.52 -0.08 1.56 合格 7 JMCPII42 JMCPII40 -0.01 0.02 0.01 1.50 合格 8 JMCPII42-1 JMCPII42 -0.09 0.30 -0.07 1.50 合格 9 JMCPII42-1 JMCPII40 -0.07 0.29 -0.11 1.51 合格 10 JMCPII42-1 JMCPII43 0.15 -0.29 0.08 1.51 合格 11 JMCPII42-1 JMCPII44 0.09 -0.31 0.06 1.53 合格 12 JMCPII43 JMCPII44 0.02 0.00 -0.00 1.51 合格-三维无约束平差处理结果三维无约束平差处理结果残差解算 4 工程实例分析 GPS在高铁控制网中的应用毕业论文答辩-No.FROM TO S(m)MS(cm)MS/S ppm-1 CPII52 JMCPII42-1 1283.708 0.41 1/317000 3.16 2 CPII52 JMCPII42 1475.889 0.50 1/297000 3.37 3 CPII52 JMCPII40 1526.917 0.50 1/304000 3.29 4 CPII52 JMCPII42-1 1283.708 0.41 1/317000 3.16 5 CPII52 JMCPII43 1356.244 0.45 1/299000 3.34 6 CPII52 JMCPII44 1417.086 0.39 1/360000 2.78 7 JMCPII42 JMCPII40 311.133 0.28 1/112000 8.95 8 JMCPII42-1 JMCPII42 226.519 0.38 1/60000 16.76 9 JMCPII42-1 JMCPII40 474.371 0.34 1/141000 7.0810 JMCPII42-1 JMCPII43 506.368 0.30 1/166000 6.0211 JMCPII42-1 JMCPII44 997.882 0.33 1/300000 3.3312 JMCPII43 JMCPII44 511.743 0.33 1/156000 6.43-平差后的边长及精度 4 工程实例分析 GPS在高铁控制网中的应用毕业论文答辩-No.Name B(dms)dB(cm)L(dms)dL(cm)H(m)dH(cm)x(m)dx(cm)y(m)dy(cm)-1 JMCPII42 30.363917309 0.00 103.392550650 0.00 485.830 0.00 3387884.358 0.00 499967117.847 0.00 2 CPII52 30.372425208 0.48 103.390670730 0.39 493.282 0.96 3389274.127 0.48 499966621.402 0.39 3 JMCPII42-1 30.364396095 0.39 103.391905175 0.32 487.886 0.78 3388032.328 0.39 499966946.368 0.32 4 JMCPII40 30.364200966 0.36 103.393671644 0.29 487.883 0.72 3387970.806 0.36 499967416.702 0.29 5 JMCPII43 30.364054837 0.55 103.390045640 0.44 487.079 1.08 3387928.765 0.55 499966450.737 0.44 6 JMCPII44 30.364368937 0.55 103.384159195 0.44 489.771 1.08 3388027.068 0.55 499965948.564 0.44-投影结果 4 工程实例分析 GPS在高铁控制网中的应用毕业论文答辩 二维无约束平差时在三维约束平差的基础上二维无约束平差时在三维约束平差的基础上进行的，在该同步环进行三维无约束平差处理进行的，在该同步环进行三维无约束平差处理输出结果以后，就可进行二维无约束平差处理。输出结果以后，就可进行二维无约束平差处理。在二维无约束平差网中，共产生在二维无约束平差网中，共产生12个基线向量，个基线向量，多余观测有多余观测有20条。条。二维约束平差二维约束平差 4 工程实例分析 GPS在高铁控制网中的应用毕业论文答辩二维约束平差二维约束平差-No.From To V_DX(cm)V_DY(cm)-1 CPII52 JMCPII42-1 1.73 -0.26 2 CPII52 JMCPII42 1.49 0.00 3 CPII52 JMCPII40 1.42 0.27 4 CPII52 JMCPII42-1 0.08 -0.14 5 CPII52 JMCPII43 1.38 -0.66 6 CPII52 JMCPII44 0.64 -0.91 7 JMCPII42 JMCPII40 -0.06 0.32 8 JMCPII42-1 JMCPII42 -0.25 0.28 9 JMCPII42-1 JMCPII40 -0.34 0.56 10 JMCPII42-1 JMCPII43 1.26 -0.56 11 JMCPII42-1 JMCPII44 0.45 -0.79 12 JMCPII43 JMCPII44 -0.79 -0.31-残差处理 4 工程实例分析 GPS在高铁控制网中的应用毕业论文答辩-No.FROM TO dX(m)dY(m)mdX(cm)mdY(cm)-1 CPII52 JMCPII42-1 -1241.8631 324.9832 0.39 0.32 合格 2 CPII52 JMCPII42 -1389.8418 496.4748 0.00 0.00 合格 3 CPII52 JMCPII40 -1303.3894 795.3502 0.00 0.00 合格 4 CPII52 JMCPII42-1 -1241.8631 324.9832 0.39 0.32 合格 5 CPII52 JMCPII43 -1345.4226 -170.6817 0.00 0.00 合格 6 CPII52 JMCPII44 -1247.1220 -672.8859 0.00 0.00 合格 7 JMCPII42 JMCPII40 86.4524 298.8754 0.00 0.00 合格 8 JMCPII42-1 JMCPII42 -147.9787 171.4916 0.39 0.32 合格 9 JMCPII42-1 JMCPII40 -61.5263 470.3670 0.39 0.32 合格 10 JMCPII42-1 JMCPII43 -103.5595 -495.6649 0.39 0.32 合格 11 JMCPII42-1 JMCPII44 -5.2589 -997.8691 0.39 0.32 合格 12 JMCPII43 JMCPII44 98.3006 -502.2042 0.00 0.00 合格-二维基线向量解算 4 工程实例分析 GPS在高铁控制网中的应用毕业论文答辩-No.Name X(m)Y(m)Mx(cm)My(cm)Mp(cm)-1 JMCPII42 3388098.5525 467116.1409 2 JMCPII44 3388241.2723 465946.7802 3 CPII52 3389488.3943 466619.6661 4 JMCPII40 3388185.0049 467415.0163 5 JMCPII43 3388142.9717 466448.9844 6 JMCPII42-1 3388246.5312 466944.6493 0.39 0.32 0.51-二维无约束平差后的坐标二维无约束平差后的坐标 5 小 结 GPS在高铁控制网中的应用毕业论文答辩对于高铁对于高铁GPS控制网的测量，要按照国家全球定位系统控制网的测量，要按照国家全球定位系统（GPS）规范测量观测标准施测。）规范测量观测标准施测。CP0按照国家按照国家B级施测，级施测，CP按照按照B级施测，级施测，CP按照按照C级施测，级施测，CP由全站仪自由由全站仪自由设站交会进行施测。设站交会进行施测。对对GPSGPS网进行优化设计时，要实现工程资源和工程质量的最佳网进行优化设计时，要实现工程资源和工程质量的最佳配置。配置。5 小 结 GPS在高铁控制网中的应用毕业论文答辩GPS基线质量的评估指标主要是由有解算类型、观测闭合基线质量的评估指标主要是由有解算类型、观测闭合差和均方差差和均方差RMS来决定的。来决定的。采用采用TimelineTimeline处理基线时，先处理基线时，先进行进行周跳处理，周跳处理，如果有如果有不不通过的基线或者基线颜色为红色通过的基线或者基线颜色为红色，需要对该基线进行，需要对该基线进行残残差处理差处理、如果残差值大需要进行、如果残差值大需要进行PDOPPDOP处理处理，如果其数值，如果其数值比较大，需要进行比较大，需要进行高度角处理高度角处理，直到所有的基线都通过，直到所有的基线都通过为止。为止。谢谢观赏 GPS在高铁控制网中的应用毕业论文答辩谢谢您的观看与聆听