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文檔簡(jiǎn)介
1、鐵路工程衛(wèi)星測(cè)量規(guī)范條文說(shuō)明1.0.1本規(guī)范是以現(xiàn)行的新建鐵路工程測(cè)量規(guī)范、新建鐵路攝影測(cè)量規(guī)范規(guī)定的測(cè)量精度為標(biāo)準(zhǔn),充分考慮經(jīng)實(shí)踐證明鐵路衛(wèi)星測(cè)量能夠達(dá)到的精度,采納了路內(nèi)各勘察設(shè)計(jì)院、工程局、以及鐵路局的技術(shù)開(kāi)發(fā)成果和作業(yè)技術(shù)規(guī)定編制而成的,適用于不同等級(jí)鐵路、不同勘察階段和不同用途的衛(wèi)星測(cè)量工作。1.0.4 衛(wèi)星接收機(jī)的定期檢驗(yàn)鑒定,是國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn),各單位除認(rèn)真執(zhí)行外。在一個(gè)項(xiàng)目開(kāi)始測(cè)量之前,為了解經(jīng)過(guò)長(zhǎng)途運(yùn)輸之后,儀器及設(shè)備工作狀態(tài)是否正常,規(guī)定在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行接收機(jī)比長(zhǎng)測(cè)量和附屬設(shè)備的檢驗(yàn)校正。1.0.5 本條規(guī)定除符合本規(guī)范的規(guī)定外,尚應(yīng)符合國(guó)家和鐵道部現(xiàn)行有關(guān)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。這些標(biāo)
2、準(zhǔn)包括: TB 1010199 新建鐵路工程測(cè)量規(guī)范 TB 1005097新建鐵路攝影測(cè)量規(guī)范TBJ 101-88 既有鐵路測(cè)量技術(shù)規(guī)則客運(yùn)專線鐵路無(wú)碴軌道工程測(cè)量暫行規(guī)定(鐵建設(shè)2006189號(hào)) GB/T183142001 全球定位系統(tǒng)(GPS)測(cè)量規(guī)范 CH 8016-1995全球定位系統(tǒng)(GPS)測(cè)量型接收機(jī)檢定規(guī)程 CH 1002-1995測(cè)繪產(chǎn)品檢查驗(yàn)收規(guī)定 GB 12896-1991 國(guó)家三、四等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范 GB 50026-93 工程測(cè)量規(guī)范GB/T17942-2000國(guó)家三角測(cè)量規(guī)范3.1.2 、3.1.4 衛(wèi)星相對(duì)定位獲取的是WGS-84坐標(biāo)系中的三維坐標(biāo)向量(X、Y、Z
3、),反映了WGS-84坐標(biāo)系的指向和尺度,不能用于鐵道工程的施工。施工坐標(biāo)系與獨(dú)立坐標(biāo)系本質(zhì)上同屬于獨(dú)立坐標(biāo)系。習(xí)慣使用的橋、隧施工坐標(biāo)系是一般的平面坐標(biāo)系,實(shí)質(zhì)上講是一個(gè)經(jīng)過(guò)坐標(biāo)平移和旋轉(zhuǎn)的自定義橢球(工程橢球)的高斯投影坐標(biāo)系。計(jì)算自定義橢球的高斯投影坐標(biāo)需要確定自定義橢球的基本參數(shù)和中央子午線經(jīng)度。而自定義橢球參數(shù)的計(jì)算需要測(cè)區(qū)平均高程異常,工程平均高程,以及施工坐標(biāo)系的起算點(diǎn)假定坐標(biāo)和工程主軸的坐標(biāo)方位角。經(jīng)過(guò)秦嶺特長(zhǎng)鐵路隧道等十多座特長(zhǎng)隧道和特長(zhǎng)橋梁的工程驗(yàn)證表明,基于工程橢球建立施工坐標(biāo)系是適宜的。本條規(guī)定了建立工程施工坐標(biāo)系所需的各個(gè)參數(shù),以保證轉(zhuǎn)換精度。3.1.3 、3.1.4
4、利用衛(wèi)星測(cè)量技術(shù)進(jìn)行鐵路工程測(cè)量時(shí),為滿足工程設(shè)計(jì)的需求,往往需要將WGS-84坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成1954年北京坐標(biāo)系或者1980西安坐標(biāo)系的坐標(biāo)或者工程獨(dú)立坐標(biāo)。鐵路線路測(cè)量過(guò)去常采用國(guó)家統(tǒng)一的高斯正形投影3°帶平面直角坐標(biāo)系統(tǒng)。因?yàn)殍F路是沿地面修建的,在我國(guó)中、西部地區(qū)地勢(shì)高,線路橫跨多個(gè)投影帶,地面長(zhǎng)度測(cè)量值與測(cè)量坐標(biāo)反算值之間差別大(如青藏線,長(zhǎng)度變形高達(dá)0.6m/km),投影誤差不能滿足工程放樣的精度要求。因此,應(yīng)合理設(shè)計(jì)鐵路坐標(biāo)系統(tǒng),使這種變形在工程放樣誤差中可以忽略不計(jì);同時(shí),高等級(jí)鐵路(客運(yùn)專線、高速鐵路、磁懸浮)的工程放樣的精度與一般鐵路相比有一定提高,把投影誤差的影響限制
5、到更小也是必要的。因此,僅僅規(guī)定采用1954年北京坐標(biāo)系或1980西安坐標(biāo)系是不妥當(dāng)?shù)?,已不能滿足工程建設(shè)的需要。所以,本條規(guī)定了“應(yīng)根據(jù)工程的地理位置和高程變化情況,按工程放樣精度對(duì)投影誤差的要求選擇坐標(biāo)系”。經(jīng)研究,對(duì)于設(shè)計(jì)時(shí)速160250km/h的鐵道工程,可在投影長(zhǎng)度變形不超過(guò)2.5/km的原則下,設(shè)計(jì)坐標(biāo)系統(tǒng);對(duì)鋪設(shè)無(wú)碴軌道的鐵路工程、隧道和橋梁工程,長(zhǎng)度變形值應(yīng)小于10/km或者更小,測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)可以采用施工坐標(biāo)系或者工程獨(dú)立坐標(biāo)系。3.1.5 衛(wèi)星定位獲取的大地高轉(zhuǎn)換為我國(guó)高程系統(tǒng)的高程,一般采用幾何擬合法計(jì)算測(cè)區(qū)高程異常,進(jìn)而計(jì)算測(cè)點(diǎn)的高程。根據(jù)國(guó)內(nèi)外的研究和實(shí)踐,擬合法的結(jié)果
6、精度與測(cè)區(qū)地形狀況、聯(lián)測(cè)水準(zhǔn)基點(diǎn)的精度和分布有關(guān)。擬合的大地水準(zhǔn)面與實(shí)際水準(zhǔn)面吻合的程度越好,高程轉(zhuǎn)換的精度越高。擬合法一方面要求聯(lián)測(cè)一定數(shù)量的已知水準(zhǔn)基點(diǎn),參與擬合測(cè)區(qū)大地水準(zhǔn)面計(jì)算,另外還需要有一定數(shù)量的未參與大地水準(zhǔn)面擬合計(jì)算的聯(lián)測(cè)已知高程基點(diǎn)進(jìn)行擬合高程效果檢驗(yàn),以保證擬合高程的可靠性。因此,本條規(guī)定用適當(dāng)數(shù)學(xué)模型推求測(cè)點(diǎn)的高程異常,計(jì)算測(cè)點(diǎn)的高程。4.1.1 鐵路衛(wèi)星測(cè)量網(wǎng)的精度分級(jí)是在充分考慮衛(wèi)星測(cè)量精度高,布網(wǎng)靈活性強(qiáng),相鄰等級(jí)網(wǎng)的布網(wǎng)方法、測(cè)量方法和觀測(cè)時(shí)間沒(méi)有太大差異的前提下,并根據(jù)鐵路工程對(duì)測(cè)量精度的需要和鐵路衛(wèi)星測(cè)量網(wǎng)帶狀布設(shè),長(zhǎng)、短邊邊長(zhǎng)懸殊大等特點(diǎn)劃分的。規(guī)范既允許按
7、等級(jí)布網(wǎng),也允許根據(jù)需要越級(jí)布網(wǎng)或者一次布設(shè)全面網(wǎng),也是基于衛(wèi)星測(cè)量各級(jí)網(wǎng)的觀測(cè)綱要沒(méi)有很大差異規(guī)定的。4.1.2 弦長(zhǎng)精度公式中固定誤差a和比例誤差系數(shù)b的含義分別與生產(chǎn)廠家給出的精度公式中的a、b值的含義基本相同,其區(qū)別在于廠家給出的是某一標(biāo)準(zhǔn)條件下的精度,本規(guī)范的4.1.2式是考慮了外界因素影響的精度。 根據(jù)對(duì)20多個(gè)工程項(xiàng)目的統(tǒng)計(jì),邊長(zhǎng)精度與測(cè)邊的長(zhǎng)度呈強(qiáng)相關(guān)。按照既滿足統(tǒng)計(jì)結(jié)果,又顧及到與邊長(zhǎng)、精度等級(jí)、測(cè)量?jī)x器精度相匹配的情況,同時(shí)考慮路內(nèi)設(shè)計(jì)、施工單位擁有的設(shè)備情況,以及測(cè)量型衛(wèi)星接收機(jī)發(fā)展的現(xiàn)狀與趨勢(shì),確定表4.1.3各級(jí)控制網(wǎng)的弦長(zhǎng)精度指標(biāo)。邊長(zhǎng)與精度等級(jí)、測(cè)量?jī)x器精度的匹配
8、 說(shuō)明表4.1.2級(jí)別測(cè)量?jī)x器精度控制網(wǎng)設(shè)計(jì)邊長(zhǎng)邊長(zhǎng)相對(duì)精度固定誤差a(mm)比例誤差b(1×106)一級(jí)511000m1/196000二級(jí)51800m1/158000三級(jí)51400m1/100000四級(jí)102300m(5+1 儀器)1/50000500m(10+1 儀器)1/50000五級(jí)102200m(5+1 儀器)1/30000300m(10+1 儀器)1/30000注:邊長(zhǎng)中誤差按式(4.1.2)計(jì)算4.1.3 衛(wèi)星測(cè)量控制網(wǎng)的精度指標(biāo)是根據(jù)鐵路工程對(duì)測(cè)量精度的要求確定的。一等網(wǎng)主要用于無(wú)碴軌道首級(jí)施工控制網(wǎng)(CP)、復(fù)雜特大橋一級(jí)施工控制網(wǎng)測(cè)量和長(zhǎng)度15km以上隧道的施工控
9、制網(wǎng)測(cè)量;二等網(wǎng)主要用于長(zhǎng)度814km隧道施工控制網(wǎng)和復(fù)雜特大橋二級(jí)施工控制網(wǎng)測(cè)量;三等網(wǎng)主要用于高速鐵路、客運(yùn)專線的首級(jí)控制測(cè)量,長(zhǎng)度48km的長(zhǎng)隧道施工控制,特大橋三級(jí)施工控制網(wǎng)以及無(wú)碴軌道CP控制網(wǎng)測(cè)量;四等網(wǎng)主要用于長(zhǎng)度4km以下隧道施工控制、大橋三級(jí)施工控制網(wǎng)、設(shè)計(jì)行車速度160km/h及以下鐵路的首級(jí)控制測(cè)量或者航測(cè)加密國(guó)家四等控制點(diǎn)測(cè)量;五等網(wǎng)主要用于大橋五級(jí)網(wǎng)、線路導(dǎo)線測(cè)量。各級(jí)控制網(wǎng)的精度指標(biāo)是根據(jù)新建鐵路工程測(cè)量規(guī)范和客運(yùn)專線鐵路無(wú)碴軌道工程測(cè)量技術(shù)暫行規(guī)定的有關(guān)規(guī)定,按照就近向高一級(jí)歸化的原則,并參考大量橋、隧施工控制網(wǎng),線路和航測(cè)加密國(guó)家四等控制點(diǎn)網(wǎng)的實(shí)測(cè)統(tǒng)計(jì)資料制定的
10、。一等、二等、三等網(wǎng)的最弱點(diǎn)點(diǎn)位中誤差是根據(jù)11個(gè)工程項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)得到;四、五等網(wǎng)主要用于長(zhǎng)大線路的線路、航測(cè)首級(jí)控制,規(guī)定最弱點(diǎn)點(diǎn)位中誤差相對(duì)于高一級(jí)控制點(diǎn)不得大于5,與1/500圖解精度的實(shí)地精度相符。同時(shí), 統(tǒng)計(jì)總長(zhǎng)40km、250km、350km、800km 的4個(gè)線路工程項(xiàng)目的實(shí)測(cè)精度,這個(gè)精度指標(biāo)也是可以達(dá)到的。 受地形限制, 特別困難條件下鐵路控制網(wǎng)短邊長(zhǎng)度不足1km,最短可能300米左右。為保證網(wǎng)的精度,規(guī)定邊長(zhǎng)短于300米時(shí),邊長(zhǎng)中誤差小于10。 基線方位角中誤差是為滿足無(wú)碴軌道安裝、橋梁墩臺(tái)交會(huì)、隧道橫向貫通誤差要求、以及相鄰點(diǎn)相對(duì)點(diǎn)位誤差規(guī)定的。有關(guān)技術(shù)要求指標(biāo)的說(shuō)明如下:1
11、、最弱邊相對(duì)中誤差衛(wèi)星測(cè)量不同于常規(guī)測(cè)量,未進(jìn)行網(wǎng)平差以前,無(wú)法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)何處為最弱點(diǎn),哪一條邊為最弱邊。三等以上的最弱邊相對(duì)中誤差精度是以現(xiàn)行規(guī)范的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),并以控制網(wǎng)中精度要求較高的橋梁控制網(wǎng)進(jìn)行規(guī)定的。四等以下最弱邊相對(duì)中誤差是按滿足隧道貫通精度要求規(guī)定的。本表規(guī)定的最弱邊相對(duì)中誤差,是指按技術(shù)設(shè)計(jì)要求構(gòu)成衛(wèi)星測(cè)量控制網(wǎng)的直接邊的精度。2、基線方位角中誤差方位角中誤差是為滿足無(wú)碴軌道施工、隧道橫向貫通誤差和橋梁網(wǎng)橋墩交會(huì)的精度需要規(guī)定的。采用規(guī)范表4.1.3 的方位角中誤差指標(biāo)計(jì)算的隧道橫向貫通誤差、無(wú)碴軌道軌向誤差、橋梁墩臺(tái)交會(huì)誤差,滿足現(xiàn)行新建鐵路工程測(cè)量規(guī)范(TB 10101-99)
12、的要求。因方位角中誤差與控制網(wǎng)邊長(zhǎng)的長(zhǎng)短關(guān)聯(lián)程度高,在實(shí)施測(cè)量時(shí),按技術(shù)設(shè)計(jì)要求控制最短邊的長(zhǎng)度,以保證方位角精度達(dá)到技術(shù)指標(biāo)的要求。對(duì)橋梁、隧道控制網(wǎng)而言,特別注意交會(huì)后視邊和進(jìn)洞方向邊的長(zhǎng)度滿足要求。3、最弱點(diǎn)點(diǎn)位中誤差平面控制網(wǎng)的點(diǎn)位誤差是相對(duì)的概念。本規(guī)范規(guī)定的點(diǎn)位誤差是相對(duì)于起算點(diǎn)而言的,最弱點(diǎn)是點(diǎn)位中誤差最大的點(diǎn),一般情況下是指離開(kāi)起算點(diǎn)最遠(yuǎn)的點(diǎn)。大型建筑物施工控制網(wǎng)的最弱點(diǎn)點(diǎn)位中誤差是為滿足無(wú)碴軌道安裝測(cè)量、隧道貫通測(cè)量、以及橋墩交會(huì)的精度要求而設(shè)的。線路(包含航測(cè)外控)首級(jí)控制網(wǎng)主要服務(wù)于地形圖測(cè)繪和工程定線,最弱點(diǎn)點(diǎn)位中誤差以滿足1/500測(cè)圖而設(shè)計(jì)的。一等、二等、三等的最弱
13、點(diǎn)中誤差是根據(jù)11個(gè)工程項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)得到。四等網(wǎng)最弱點(diǎn)中誤差是根據(jù)4個(gè)線路工程項(xiàng)目(線路長(zhǎng)度分別為 40km、250km、350km、800km)統(tǒng)計(jì)得到。最弱點(diǎn)中誤差超限的控制網(wǎng),說(shuō)明起始數(shù)據(jù)和觀測(cè)存在問(wèn)題,應(yīng)分析原因,進(jìn)行補(bǔ)測(cè)。4、相鄰點(diǎn)相對(duì)中誤差 相鄰點(diǎn)相對(duì)中誤差是指相對(duì)于相鄰?fù)?jí)點(diǎn)而言的。為控制下級(jí)網(wǎng),能保證同級(jí)相鄰點(diǎn)之間的相對(duì)精度就可以了。大型建筑物包括隧道、橋梁、無(wú)碴軌道控制網(wǎng)的相鄰點(diǎn)相對(duì)中誤差規(guī)定為810,線路(航測(cè)外控)首級(jí)控制網(wǎng)則規(guī)定為5。5、關(guān)于大地高的精度衛(wèi)星測(cè)量所得的大地高差精度一般都低于空間弦長(zhǎng)的精度。在GPS觀測(cè)中,只要采取限制基線長(zhǎng)度(例如20km),減少測(cè)距誤差和大
14、氣延遲誤差的殘差,選擇低溫干燥有微風(fēng)的天氣觀測(cè),基線起算點(diǎn)的坐標(biāo)精度控制在米級(jí),使用雙頻接收機(jī)觀測(cè),注意防止多路徑影響,天線高量測(cè)精度不大于1,大地高差測(cè)量精度可以保持在1以內(nèi)。鐵路測(cè)量的基線長(zhǎng)度大多在20 km以內(nèi),高程分量的精度可以達(dá)到與弦長(zhǎng)精度相當(dāng)?shù)闹笜?biāo)。但考慮到一、二、三等網(wǎng)比例系數(shù)b較小,高程分量的精度達(dá)不到這個(gè)要求,故規(guī)定按弦長(zhǎng)比例系數(shù)b的兩倍要求,本條規(guī)定對(duì)中樁高程測(cè)量、航測(cè)平高點(diǎn)測(cè)量是必要的。4.2.2 控制網(wǎng)的平均可靠率是指評(píng)判一個(gè)控制網(wǎng)實(shí)現(xiàn)質(zhì)量的準(zhǔn)則,也就是控制網(wǎng)的可靠性。在測(cè)量工作中,因?yàn)橛^測(cè)值與未知數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系具有不確定性,觀測(cè)值中存在系統(tǒng)誤差或粗差,以及觀測(cè)值先驗(yàn)
15、權(quán)與實(shí)際情況不符,導(dǎo)致平差存在模型誤差,成果精度不能正確反映網(wǎng)的質(zhì)量。為了得到高的實(shí)現(xiàn)質(zhì)量,一個(gè)辦法是進(jìn)行第二次獨(dú)立觀測(cè);另一個(gè)方法是在布網(wǎng)時(shí),事先考慮用獨(dú)立的附加觀測(cè)值,控制網(wǎng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu),檢驗(yàn)?zāi)P驼`差。在控制網(wǎng)評(píng)價(jià)中,多余觀測(cè)是第一個(gè)重要的可靠性準(zhǔn)則。根據(jù)大量統(tǒng)計(jì),一個(gè)對(duì)觀測(cè)值能起良好控制的網(wǎng),觀測(cè)值的多余觀測(cè)分量與總觀測(cè)數(shù)之比應(yīng)在0.250.5之間。本規(guī)范取0.250.50作為標(biāo)準(zhǔn)。平均可靠率的計(jì)算方法如下:設(shè)網(wǎng)的總點(diǎn)數(shù)為Np,已知點(diǎn)數(shù)為K ,接收機(jī)為N臺(tái),每站觀測(cè)時(shí)段數(shù)或者重復(fù)設(shè)站數(shù)為a,全網(wǎng)可能進(jìn)行的同步觀測(cè)數(shù)T,于是:每個(gè)同步觀測(cè)有獨(dú)立邊 N1總的獨(dú)立觀測(cè) n=T*a*(N1)網(wǎng)的必
16、要觀測(cè) L=NpK1多余觀測(cè) r= nL平均可靠率 4.2.6 最簡(jiǎn)獨(dú)立環(huán)指有包含關(guān)系的一組獨(dú)立環(huán)中,其中一個(gè)獨(dú)立環(huán)的閉合差不能由其他環(huán)的閉合差用代數(shù)方法計(jì)算求得,這個(gè)環(huán)成為最簡(jiǎn)獨(dú)立環(huán)。規(guī)定最簡(jiǎn)獨(dú)立環(huán)所含基線個(gè)數(shù)不能太多,可以避免基線誤差互相掩蓋,含較大誤差的邊不能有效的檢出。獨(dú)立基線數(shù)量的規(guī)定與儀器數(shù)量、觀測(cè)時(shí)段數(shù)有關(guān)。采用n臺(tái)接收機(jī),同步觀測(cè)的基線數(shù)量為n(n1)/2條,而獨(dú)立基線數(shù)僅有n1條。為了保證獨(dú)立環(huán)檢驗(yàn)的基線數(shù)最少,則其閉合環(huán)邊數(shù)最多為n條。在衛(wèi)星測(cè)量的誤差來(lái)源當(dāng)中,信號(hào)傳遞過(guò)程中的電離層、對(duì)流層延遲的影響和其他外界因素的影響,有可能產(chǎn)生粗差和各種隨機(jī)誤差, 有時(shí)這些誤差嚴(yán)重影響
17、衛(wèi)星測(cè)量的質(zhì)量和結(jié)果精度,因此要求對(duì)獨(dú)立觀測(cè)邊構(gòu)成的閉合環(huán)或附合線路進(jìn)行閉合差檢查,就是為了檢查觀測(cè)質(zhì)量,也能適當(dāng)?shù)卦u(píng)定精度。在控制網(wǎng)圖形設(shè)計(jì)時(shí),考慮本規(guī)范4.2.6最簡(jiǎn)獨(dú)立環(huán)邊數(shù)規(guī)定是必要的。關(guān)于獨(dú)立邊數(shù)和獨(dú)立環(huán)的邊數(shù)的含義和它們之間的關(guān)系,解釋如下:設(shè)接收機(jī)N臺(tái)同步觀測(cè)一個(gè)時(shí)段,可以得到N(N1)/2條同步邊,但其中N1條邊是獨(dú)立邊,換言之第N條邊的坐標(biāo)差可以由另外N1條邊推算出。我們稱這N1條邊為獨(dú)立邊,而第N條邊為非獨(dú)立邊。在數(shù)據(jù)處理時(shí)不應(yīng)將非獨(dú)立邊當(dāng)作獨(dú)立邊來(lái)處理,更不能將同步環(huán)當(dāng)作獨(dú)立環(huán)處理,這個(gè)問(wèn)題必須引起高度重視。不然很可能將同步差引起的誤差和軟件誤差帶入平差,人為降低測(cè)量結(jié)果
18、的精度,同時(shí)也不符合平差的原則??刂凭W(wǎng)的獨(dú)立邊邊數(shù)n、獨(dú)立環(huán)數(shù)r、獨(dú)立環(huán)邊數(shù)m、控制網(wǎng)點(diǎn)數(shù)Np之間的關(guān)系為:r=nNp+1n K1(m1)+ K2其中 K1 =int(K0); K0=(Np2)/(m2);K2=Mod(K0)+2 (K0 K1)>0)或者 K2=1 (K0 K1)=0)根據(jù)不同Np、 m 計(jì)算網(wǎng)平均可靠率列如說(shuō)明表4.2.6r/n mNp 3 4 5 6 8 10 0.47 0.31 0.25 0.18 0.18 20 0.49 0.32 0.24 0.21 0.14 40 0.49 0.33 0.25 0.20 0.15 60 0.50 0.33 0.25 0.20
19、0.15計(jì)算結(jié)果表明:閉合多邊形的邊數(shù)m5,網(wǎng)的平均可靠率大于0.25,m=6,網(wǎng)的平均可靠率大約0.20。 如果不規(guī)定閉合環(huán)的邊數(shù),要求每點(diǎn)至少觀測(cè)a時(shí)段。當(dāng)a=2,用于觀測(cè)的接收機(jī)為3臺(tái),在控制點(diǎn)數(shù)為60時(shí),r/n =0.26,和要求閉合環(huán)的邊數(shù)m5的情況相近。取控制點(diǎn)數(shù)=60,a=1.5,1.6,1.7,1.8,不同數(shù)量接收機(jī)參加觀測(cè),r/n值與接收機(jī)個(gè)數(shù)有關(guān)。a=1.5,6臺(tái)以上的接收機(jī)參加觀測(cè)才能達(dá)到與m5相當(dāng)?shù)目刂扑?。一、二、三等網(wǎng)平均設(shè)站數(shù)為2,四、五等為1.5, m4或5或6可以保證網(wǎng)的可靠性滿足規(guī)定。因此,在網(wǎng)的圖形設(shè)計(jì)時(shí),使閉合環(huán)邊的數(shù)目滿足表4.2.6的規(guī)定是非常必要的
20、。 4.3.2 關(guān)于布設(shè)首級(jí)控制點(diǎn)點(diǎn)對(duì)的一些說(shuō)明鐵路線路一般比較長(zhǎng),線路可能會(huì)跨越多個(gè)投影帶,在各分帶交界處附近應(yīng)布設(shè)一對(duì)互相通視的控制點(diǎn),可以使采用其它測(cè)量方法進(jìn)行加密和擴(kuò)展時(shí),該處的坐標(biāo)能統(tǒng)一和唯一,有利于工作的順利開(kāi)展。一個(gè)項(xiàng)目往往劃為分多個(gè)任務(wù)段,有多家勘測(cè)單位參與。這些單位有可能是沒(méi)有隸屬關(guān)系的多個(gè)獨(dú)立法人單位;也可能是隸屬于同一單位下的多個(gè)下屬測(cè)量分支機(jī)構(gòu);勘測(cè)分界就是指這些單位間的互相搭接處。 在勘測(cè)分界處(不同勘測(cè)單位)布設(shè)首級(jí)控制點(diǎn)點(diǎn)對(duì),是為保證勘測(cè)分界處的兩家單位采用不同的基準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)量工作時(shí),實(shí)現(xiàn)測(cè)量成果平順銜接的基礎(chǔ)。有利于保證全線測(cè)量成果的統(tǒng)一,避免在銜接處出現(xiàn)矛盾,使
21、兩家單位間的測(cè)量成果實(shí)現(xiàn)平順銜接。同時(shí)規(guī)定 “勘測(cè)分界處聯(lián)測(cè)的高等級(jí)三角點(diǎn)、控制點(diǎn)或點(diǎn)對(duì)應(yīng)納入相鄰雙方的控制網(wǎng)中”,以確定兩網(wǎng)坐標(biāo)成果的轉(zhuǎn)換關(guān)系。而對(duì)于兩家勘測(cè)單位的公用控制點(diǎn)點(diǎn)對(duì)在兩個(gè)衛(wèi)星控制網(wǎng)中的坐標(biāo)較差,首先應(yīng)改算對(duì)方網(wǎng)的公用控制點(diǎn)或點(diǎn)對(duì)坐標(biāo),然后與本網(wǎng)進(jìn)行比較。若坐標(biāo)較差較大是屬于三角點(diǎn)問(wèn)題,則剔除不兼容的三角點(diǎn)。若是觀測(cè)粗差,則剔除粗差。因此規(guī)定為“坐標(biāo)較差大于5時(shí),應(yīng)分析原因,剔除不兼容的聯(lián)測(cè)三角點(diǎn)或者含粗差的觀測(cè),保證分界處控制點(diǎn)坐標(biāo)的一致性”。本條規(guī)定“有條件時(shí),優(yōu)先進(jìn)行控制網(wǎng)整體平差,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享”,盡管實(shí)際工作中很難做到這一點(diǎn) ,但仍是線路控制測(cè)量平差的最佳選擇。4.3.3
22、 衛(wèi)星導(dǎo)線測(cè)量布網(wǎng)要求的依據(jù)說(shuō)明如下:1、衛(wèi)星導(dǎo)線測(cè)量控制點(diǎn)布設(shè)密度及要求本條規(guī)定的衛(wèi)星導(dǎo)線測(cè)量是指采用衛(wèi)星測(cè)量技術(shù)代替常規(guī)測(cè)量方法施測(cè)初測(cè)導(dǎo)線或航測(cè)主導(dǎo)線、無(wú)碴軌道的CPII測(cè)量。本條按現(xiàn)行新建鐵路工程測(cè)量規(guī)范、客運(yùn)專線鐵路無(wú)碴軌道工程測(cè)量暫行規(guī)定中的要求規(guī)定了布點(diǎn)密度。所規(guī)定的“相鄰控制點(diǎn)宜互相通視”,主要是考慮滿足地形測(cè)繪、專業(yè)調(diào)查、施工放樣的需要。2、線路工程加密控制網(wǎng)應(yīng)布設(shè)成以首級(jí)控制網(wǎng)的相鄰點(diǎn)對(duì)為起閉點(diǎn)的附合路線形式。本處規(guī)定“相鄰點(diǎn)對(duì)的首級(jí)控制點(diǎn)”是防止導(dǎo)線測(cè)量越點(diǎn)對(duì)閉合,避免從導(dǎo)線點(diǎn)與從首級(jí)控制點(diǎn)放樣中線出現(xiàn)矛盾(在越過(guò)的首級(jí)控制點(diǎn)處是導(dǎo)線的最弱點(diǎn))。4.4.2 利用衛(wèi)星定位技
23、術(shù)建立隧道施工控制網(wǎng)的精度設(shè)計(jì)和常規(guī)測(cè)量方法布設(shè)控制網(wǎng)的測(cè)量設(shè)計(jì)一樣,都是以洞外控制測(cè)量對(duì)貫通誤差影響值的限差為目標(biāo)值,確定觀測(cè)值的精度和測(cè)量等級(jí),進(jìn)行測(cè)量技術(shù)設(shè)計(jì)。不同的地方是,其一,衛(wèi)星定位網(wǎng)對(duì)貫通誤差影響值的限差和常規(guī)控制網(wǎng)相比從數(shù)量上是不同的;其二,通過(guò)設(shè)計(jì)確定的觀測(cè)精度的觀測(cè)量不再是測(cè)邊和測(cè)角,可能是點(diǎn)位,或者是基線矢量,也可能是基線的方位;其三,精度設(shè)計(jì)的方法既不是導(dǎo)線法,也不是三角網(wǎng)法,應(yīng)該是權(quán)函數(shù)法,或者是誤差來(lái)源分析法。本條規(guī)定針對(duì)利用衛(wèi)星定位技術(shù)建立隧道施工控制網(wǎng)存在的這些問(wèn)題和近年來(lái)研究及應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)編制的。1、洞外控制測(cè)量對(duì)貫通誤差影響值的限差的確定現(xiàn)行的新建鐵路工程測(cè)量
24、規(guī)范在規(guī)定貫通誤差限差時(shí),4km和48km隧道的限差是沿用原鐵路隧道測(cè)量技術(shù)通則(1985年版)的規(guī)定,8km以上的限差主要根據(jù)測(cè)量誤差理論分析計(jì)算的,就當(dāng)時(shí)的測(cè)量技術(shù)水平和設(shè)備條件而言,這些規(guī)定是妥當(dāng)?shù)?。隨著衛(wèi)星定位技術(shù)在隧道控制測(cè)量中的應(yīng)用,洞外地面控制測(cè)量引起的貫通誤差影響值的量與常規(guī)測(cè)量相比較小。因?yàn)?,控制測(cè)量對(duì)貫通誤差影響值與測(cè)量方法、布網(wǎng)強(qiáng)度和儀器設(shè)備精度有密切的關(guān)系,因此,重新研究確定隧道橫向貫通誤差的限差還是很必要的。洞外地面控制測(cè)量一般在隧道進(jìn)出口各布置一個(gè)投點(diǎn)(j、c)和三個(gè)定向點(diǎn)(j1、j2、j3;c1、 c2 、c3)組成洞口子網(wǎng)。其邊長(zhǎng)大約3001000米。進(jìn)、出口子
25、網(wǎng)間無(wú)需過(guò)渡點(diǎn)。網(wǎng)的長(zhǎng)邊比隧道長(zhǎng)度略長(zhǎng)1000米左右。由此看來(lái),長(zhǎng)短邊懸殊特別大是隧道控制網(wǎng)突出的特點(diǎn)。為提高網(wǎng)的強(qiáng)度,進(jìn)出口兩個(gè)子網(wǎng)間的聯(lián)系網(wǎng)多布置成大地四邊形,進(jìn)出口兩投點(diǎn)(隧道軸線)應(yīng)為直接測(cè)量邊。控制網(wǎng)測(cè)量一般用不低于5mm+1ppm的雙頻接收機(jī)觀測(cè)。通過(guò)模擬計(jì)算,結(jié)果列入說(shuō)明表4.4.31 橫向貫通精度要求 說(shuō)明表4.4.31貫通精度隧 道 長(zhǎng) 度(km)<4410101515202025253030353540洞外網(wǎng)3030505070708080100100110110140140160由計(jì)算結(jié)果可以看出,洞外衛(wèi)星定位網(wǎng)的影響值與隧道長(zhǎng)度幾乎成正比,但隨隧道長(zhǎng)度增加而增加的
26、幅度不大。洞外控制測(cè)量引起橫向貫通誤差與洞口投點(diǎn)至貫通面的垂距以及各測(cè)邊在貫通面的投影長(zhǎng)度相關(guān)。對(duì)衛(wèi)星定位建立的隧道施工控制網(wǎng)來(lái)說(shuō),大多數(shù)隧道為直線隧道或可視為直線隧道,洞外控制測(cè)量引起橫向貫通誤差主要的是與洞口投點(diǎn)至貫通面的垂距成比例,當(dāng)相 鄰 兩 開(kāi) 挖 口 間 的 長(zhǎng)度位于表中某一長(zhǎng)度區(qū)間時(shí),應(yīng)按長(zhǎng)度內(nèi)插橫向貫通誤差限值。條文4.4.2中的表4.4.2的限差數(shù)據(jù)就是根據(jù)模擬計(jì)算和近年在長(zhǎng)隧道、特長(zhǎng)隧道控制測(cè)量中的經(jīng)驗(yàn)規(guī)定的。2、測(cè)量設(shè)計(jì)的方法洞外地面控制測(cè)量采用衛(wèi)星定位技術(shù)布網(wǎng)時(shí),洞外控制測(cè)量對(duì)貫通誤差的影響值與進(jìn)、出口投點(diǎn)及其后視點(diǎn)的位置、精度及貫通面的位置有關(guān)。目前,采用盾構(gòu)法開(kāi)挖建
27、筑隧道是發(fā)展趨勢(shì),故只考慮從兩端相向開(kāi)挖,在中間一個(gè)貫通面貫通的情況。即使為縮短工期,采用多開(kāi)挖面施工,多個(gè)貫通面貫通,只討論一個(gè)貫通面貫通的情況,對(duì)隧道貫通而言是安全的。根據(jù)理論研究,洞外衛(wèi)星定位控制網(wǎng)對(duì)貫通誤差的影響值計(jì)算的最嚴(yán)密的方法是權(quán)函數(shù)法。該法詳見(jiàn)本規(guī)范附錄K的K.0.2。 如果知道QXX,就可計(jì)算出影響值。眾所周知,這在網(wǎng)平差以后是非常簡(jiǎn)單的問(wèn)題。然而,在測(cè)量設(shè)計(jì)階段,因?yàn)镼XX是未知的,且不能用較準(zhǔn)確的數(shù)值來(lái)構(gòu)建,因此,用衛(wèi)星定位技術(shù)施測(cè)隧道施工控制網(wǎng)的測(cè)量設(shè)計(jì)很難用權(quán)函數(shù)法進(jìn)行。目前,比較流行的方法是誤差來(lái)源分析法,此法詳見(jiàn)附錄K的K.0.1。 洞外控制測(cè)量引起的隧道橫向貫通
28、誤差的來(lái)源有:進(jìn)出口投點(diǎn)的點(diǎn)位誤差影響、進(jìn)出口洞內(nèi)外測(cè)量聯(lián)系邊方位角誤差影響、洞口投點(diǎn)間長(zhǎng)度中誤差的影響。其中洞口投點(diǎn)的坐標(biāo)誤差一般只有幾個(gè)毫米,與橫向貫通誤差影響值相比僅占1/10以下,在測(cè)量設(shè)計(jì)時(shí)可以忽略不計(jì)。與此相仿,洞口投點(diǎn)間長(zhǎng)度中誤差的影響對(duì)直線隧道沒(méi)有影響;對(duì)曲線隧道來(lái)說(shuō),其影響與洞口投點(diǎn)間長(zhǎng)度的精度和進(jìn)出口兩投點(diǎn)在貫通面上的投影長(zhǎng)度相關(guān)。從控制測(cè)量作業(yè)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)知:兩投點(diǎn)間的長(zhǎng)度精度一般都在數(shù)十萬(wàn)乃至上百萬(wàn)分之一,曲線隧道雖然受測(cè)邊精度的影響,但由于鐵路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的提高(客專最小曲線半徑4000米,客貨共線 3500米,設(shè)計(jì)速度160km/h及以下的鐵路6002000米),兩洞口投
29、點(diǎn)在貫通面上的投影長(zhǎng)度很小,測(cè)邊誤差引起的橫向貫通誤差在控制網(wǎng)精度設(shè)計(jì)時(shí)可以忽略。加上曲線隧道或者曲線和直線組合的隧道的長(zhǎng)度越來(lái)越長(zhǎng),隧道洞外衛(wèi)星控制網(wǎng)曲折度很小,常常呈(或可視)直線型。因此,進(jìn)行控制測(cè)量設(shè)計(jì)時(shí),只考慮方向誤差的影響,忽略邊長(zhǎng)測(cè)量精度的影響不會(huì)對(duì)網(wǎng)的精度設(shè)計(jì)產(chǎn)生不良影響。在只考慮洞內(nèi)外測(cè)量聯(lián)系邊的方位誤差的影響的前提下,我們對(duì)秦嶺特長(zhǎng)隧道、烏鞘嶺特長(zhǎng)隧道、新關(guān)角特長(zhǎng)隧道、精伊線北天山隧道、南疆線隧道群、米花嶺隧道等進(jìn)行測(cè)量設(shè)計(jì),與權(quán)函數(shù)法的計(jì)算結(jié)果比較,其值都比嚴(yán)密值約大3%5% ??梢哉J(rèn)為只考慮洞內(nèi)外測(cè)量聯(lián)系邊的方位誤差的影響進(jìn)行測(cè)量設(shè)計(jì)是可行的和安全的。4.5.1橋梁施工
30、控制網(wǎng)的尺度基準(zhǔn)的設(shè)計(jì)是非常重要的,它直接影響橋梁軸線的長(zhǎng)度精度。根據(jù)多年橋梁控制測(cè)量的經(jīng)驗(yàn),采用精密光電測(cè)距的辦法建立衛(wèi)星網(wǎng)尺度基準(zhǔn)時(shí),因?yàn)榫芄怆姕y(cè)距的精度和可靠性已為測(cè)量界所承認(rèn),這種方法也是可以采用的。至于衛(wèi)星測(cè)量的基線長(zhǎng)度作為網(wǎng)的尺度基準(zhǔn)是否恰當(dāng),從近年測(cè)量的實(shí)踐來(lái)看,衛(wèi)星測(cè)量的長(zhǎng)度精度(指投影到橋梁墩臺(tái)平均高程面的基線長(zhǎng)度精度)滿足橋梁軸線精度要求是沒(méi)有問(wèn)題的。當(dāng)前主要問(wèn)題是對(duì)衛(wèi)星測(cè)量精度和可靠性的認(rèn)識(shí)。所以,規(guī)范規(guī)定了二種尺度設(shè)計(jì)為網(wǎng)的尺度基準(zhǔn)。4.5.2 關(guān)于橋軸線的測(cè)量精度mL規(guī)定 1999年部頒新建鐵路工程測(cè)量規(guī)范6.1.6條規(guī)定了施工控制網(wǎng)的精度?!捌矫婵刂凭W(wǎng)的主網(wǎng)中,跨
31、河的軸線邊和最弱邊的邊長(zhǎng)中誤差均不應(yīng)大于10”。這一規(guī)定是基于橋梁控制網(wǎng)采用獨(dú)立坐標(biāo)系,控制點(diǎn)的坐標(biāo)容許誤差按墩臺(tái)前后、左右邊緣距設(shè)計(jì)中心線尺寸的容許誤差±20的0.4倍考慮的。多年來(lái),就有橋梁軸線長(zhǎng)度中誤差是按橋式、或按橋長(zhǎng)、或按橋墩中心點(diǎn)位誤差(下部結(jié)構(gòu))來(lái)控制的不同看法。規(guī)范是按橋式為主,適當(dāng)兼顧橋長(zhǎng)和墩臺(tái)中心點(diǎn)位誤差值兩種方法。因每座橋梁的長(zhǎng)度不一樣,現(xiàn)在的橋梁越來(lái)越長(zhǎng),單純采用mL= 10作為橋軸線長(zhǎng)度精度已不適宜。本規(guī)范修訂采用按橋式估算橋軸線測(cè)量中誤差。同時(shí)考慮到橋梁軸線的測(cè)量精度僅僅是軸線的整體精度,橋梁每跨的定位精度也是十分重要的。欲保證由每跨定位精度組成的橋軸線全
32、長(zhǎng)精度滿足要求,橋軸線測(cè)量的必要精度規(guī)定比計(jì)算精度提高倍??刂泣c(diǎn)的坐標(biāo)容許誤差按施工放樣精度要求最高的幾何中心的容許誤差M的0.4倍考慮的,這樣可以認(rèn)為控制測(cè)量的誤差影響可以忽略不計(jì)。據(jù)此,推演出最弱邊的邊長(zhǎng)中誤差如規(guī)范4.5.22式所示。4.5.3 雖然衛(wèi)星定位布網(wǎng)方便靈活,受到的制約條件少。但橋梁控制網(wǎng)是用于施工放樣,控制網(wǎng)的布置原則是以便于橋墩臺(tái)定位為目的??紤]到由于施工放樣通常仍采用常規(guī)儀器進(jìn)行,因此,本條中的相關(guān)規(guī)定都是以常規(guī)測(cè)量方面的要求制定的。同時(shí)考慮到橋軸線長(zhǎng)度控制和橋墩交會(huì)的的嚴(yán)密性,提高控制網(wǎng)的強(qiáng)度,保證控制網(wǎng)有較高的可靠性是十分必要的。4.5.4 關(guān)于以橋代路特長(zhǎng)旱橋控制
33、測(cè)量的精度和布網(wǎng)設(shè)計(jì),我們認(rèn)為,這種橋的墩臺(tái)放樣無(wú)需使用交會(huì)法測(cè)設(shè),可以直接用量距法測(cè)定,最多采用交會(huì)法核對(duì),因此采用分段控制,整體布網(wǎng)的原則布設(shè)控制網(wǎng),以保證橋梁的施工安裝的精度及其整體性。 4.5.5本條規(guī)定主要考慮新型結(jié)構(gòu)的橋和跨海特大橋等特殊精度要求而制定的。5.1.2 關(guān)于多路徑誤差的影響問(wèn)題 衛(wèi)星測(cè)量的主要誤差有衛(wèi)星測(cè)量誤差、信號(hào)傳播誤差和接收誤差,其中與測(cè)量者有關(guān)系的是信號(hào)傳播誤差、主要包括電離層和對(duì)流層的時(shí)延誤差,多路徑誤差。多路徑誤差一般通過(guò)選擇合適的測(cè)站點(diǎn)位來(lái)減弱。規(guī)范規(guī)定點(diǎn)位附近不宜有強(qiáng)烈干擾衛(wèi)星信號(hào)接收的物體,是指強(qiáng)反射的地面(臨近水面地區(qū)、平坦光滑地面、鹽堿地、金屬礦
34、區(qū)等)和造成信號(hào)反射的環(huán)境(山坡上、山谷中、建筑物旁等)??缭浇咏蛄嚎刂凭W(wǎng)時(shí),應(yīng)使視線離開(kāi)水平面一定距離。5.1.3 關(guān)于測(cè)量環(huán)視圖的問(wèn)題衛(wèi)星測(cè)量必須接收四顆以上衛(wèi)星方可正常工作,在點(diǎn)位對(duì)空通視條件困難,障礙物阻擋衛(wèi)星信號(hào)嚴(yán)重,可見(jiàn)衛(wèi)星數(shù)量少時(shí),選擇有利的觀測(cè)時(shí)間窗口顯得尤為重要,此時(shí)應(yīng)用羅盤(pán)儀測(cè)繪環(huán)視圖。但隨著雙星、多星系統(tǒng)(GPS、GLONASS、伽利略)的出現(xiàn),可以接收到的衛(wèi)星數(shù)量將大大增加,從根本上解決了接收四顆以上衛(wèi)星信息的獲取問(wèn)題,測(cè)量環(huán)視圖必要性大大降低。但在作業(yè)中,單星系統(tǒng)(GPS)接收機(jī)在將來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間仍然會(huì)繼續(xù)使用,結(jié)合現(xiàn)在生產(chǎn)作業(yè)中只在對(duì)空通視困難的點(diǎn)測(cè)量環(huán)視圖,
35、并對(duì)與這些點(diǎn)相關(guān)的點(diǎn)的觀測(cè)進(jìn)行觀測(cè)綱要設(shè)計(jì),故本次修訂將該條進(jìn)行了修改,規(guī)定為“點(diǎn)位對(duì)空通視條件困難,障礙物阻擋衛(wèi)星信號(hào)嚴(yán)重時(shí),應(yīng)用羅盤(pán)儀測(cè)繪環(huán)視圖。”7.1.1 關(guān)于衛(wèi)星測(cè)量的基本技術(shù)要求說(shuō)明如下:(1) 衛(wèi)星高度角 理論和實(shí)踐研究表明,隨著衛(wèi)星高度角降低,衛(wèi)星信號(hào)接收的信噪比也隨之減小。當(dāng)衛(wèi)星高度角30°以下時(shí),信噪比隨高度角降低而急劇下降,特別是在L2頻率上更為明顯。另外,高度角越小,雖然有較多機(jī)會(huì)獲得較小的三維位置的PDOP,但是對(duì)流層影響越顯著,測(cè)量誤差隨之增大。各等級(jí)測(cè)量的衛(wèi)星高度角一般選定為15°,這樣可以在簡(jiǎn)化氣象模型條件下保證所需的測(cè)量精度。根據(jù)實(shí)測(cè)資料的
36、統(tǒng)計(jì)分析,對(duì)一等控制網(wǎng)應(yīng)適當(dāng)提高截止高度角,衛(wèi)星高度角在外業(yè)觀測(cè)時(shí)可以設(shè)定為15°,以保證觀測(cè)值的數(shù)量,但在內(nèi)業(yè)處理時(shí)應(yīng)改變截止高度角為18°,提高衛(wèi)星信號(hào)的質(zhì)量。(2) 有效衛(wèi)星總數(shù) 衛(wèi)星定位的實(shí)質(zhì)是空間距離交會(huì),原則上觀測(cè)三顆衛(wèi)星有三個(gè)獨(dú)立的空間距離,就可以確定測(cè)站的三維坐標(biāo)X、Y、Z。但為消除接收機(jī)鐘差的影響,一個(gè)測(cè)站上至少應(yīng)同步觀測(cè)四顆衛(wèi)星。同步觀測(cè)的衛(wèi)星越多,多余觀測(cè)量就越多,用最小二乘法計(jì)算的成果精度就越高。因此規(guī)定有效觀測(cè)衛(wèi)星總數(shù)為四顆以上。(3) 時(shí)段中任一衛(wèi)星有效觀測(cè)時(shí)間 在兩個(gè)或兩個(gè)以上測(cè)站上同步觀測(cè)4顆衛(wèi)星的情況下,使用單差模型至少觀測(cè)3個(gè)歷元,使用雙
37、差模型至少必須觀測(cè)兩個(gè)歷元。但是,如果同步觀測(cè)時(shí)間間隔短,所測(cè)衛(wèi)星幾何分布變化很小,解的可靠性就比較差。為提高解的可靠性,所需的時(shí)間就較長(zhǎng)。同時(shí),電磁波傳輸中的多路徑誤差也要求適當(dāng)?shù)匮娱L(zhǎng)觀測(cè)時(shí)間,解算基線固定模糊度的觀測(cè)時(shí)間與接收機(jī)型號(hào)有關(guān),各個(gè)廠家、各類機(jī)型的新舊儀器均在生產(chǎn)中應(yīng)用著,考慮到多路徑影響和觀測(cè)中存在周跳的可能性,規(guī)定了任一衛(wèi)星有效觀測(cè)時(shí)間為1530min。(4) 觀測(cè)時(shí)段長(zhǎng)度時(shí)段長(zhǎng)度確定主要是顧及成果精度的高低和整周模糊度的求解確定的。從實(shí)測(cè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看,當(dāng)收集的數(shù)據(jù)能正確解出整周模糊度后,再延長(zhǎng)觀測(cè)時(shí)間,提高精度的量是有限的。經(jīng)驗(yàn)表明,在不出現(xiàn)周跳的情況下,1530分鐘的同步
38、觀測(cè)是必要的。另外,接收機(jī)內(nèi)使用晶體振蕩器,頻率穩(wěn)定度只能達(dá)到10-8,觀測(cè)時(shí)間越長(zhǎng),鐘差引起的模糊度求解誤差越大,因此,觀測(cè)時(shí)段也不宜太長(zhǎng)。綜合衛(wèi)星測(cè)量需要的數(shù)據(jù)量和晶體振蕩器不穩(wěn)定兩個(gè)因素,工程衛(wèi)星測(cè)量的觀測(cè)時(shí)段可在0.51.5h之間選擇。根據(jù)實(shí)測(cè)資料的統(tǒng)計(jì)分析,對(duì)隧道、橋梁控制網(wǎng)長(zhǎng)邊測(cè)量(例如10km以上的邊)一等網(wǎng)的觀測(cè)時(shí)間可延長(zhǎng)至120分鐘,二等網(wǎng)的觀測(cè)時(shí)間延長(zhǎng)至90分鐘。 (5) 數(shù)據(jù)采樣間隔 密集的數(shù)據(jù)采樣有助于載波相位觀測(cè)值周跳的診斷與修復(fù)。靜態(tài)測(cè)量時(shí)段長(zhǎng)度較長(zhǎng),規(guī)定數(shù)據(jù)采樣間隔為1030s,快速靜態(tài)觀測(cè)時(shí)間短,規(guī)定采樣間隔為510s,這些規(guī)定對(duì)于保證成果質(zhì)量是必要的。(6)
39、衛(wèi)星圖形強(qiáng)度因子衛(wèi)星絕對(duì)定位成果的精度取決于觀測(cè)精度和被測(cè)衛(wèi)星在空中的分布。后者用三維定位精度因子PDOP或三維定位及時(shí)間綜合幾何精度因子GDOP表示。在所測(cè)衛(wèi)星相同情況下,PDOP和GDOP有良好的一致性。當(dāng)儀器噪聲水平一定時(shí),PDOP值(或GDOP)對(duì)絕對(duì)定位的成果精度有重大影響,但在相對(duì)定位中就不能反映本質(zhì)情況。本規(guī)程采用了測(cè)繪行業(yè)規(guī)范和有關(guān)接收機(jī)制造商提供的作業(yè)指南中的取值,作為本規(guī)程的取值。7.1.2鐵路線路控制網(wǎng)邊長(zhǎng)都不會(huì)太長(zhǎng),橋梁和隧道網(wǎng)的邊長(zhǎng)最長(zhǎng)不超過(guò)40km,屬于中長(zhǎng)基線。衛(wèi)星測(cè)量主要誤差來(lái)源包括:衛(wèi)星部分:星歷誤差、衛(wèi)星鐘誤差、相對(duì)論效應(yīng);信號(hào)傳播:電離層、對(duì)流層、多路徑效
40、應(yīng);信號(hào)接收:接收機(jī)鐘誤差、位置誤差、天線相位中心變化;其他影響:地球潮汐、負(fù)荷潮。其中,對(duì)流層的影響可以通過(guò)氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)和改正模型減弱其影響。目前,常用的改正模型有Hopfield公式和Saastmoinen公式,改正效果很難達(dá)到92%95%。研究表明減弱影響的主要措施是觀測(cè)測(cè)站氣象要素用模型進(jìn)行改正,或利用同步觀測(cè)求差。當(dāng)兩測(cè)站相距不遠(yuǎn)例如20km,由于信號(hào)通過(guò)對(duì)流層的路徑相似,用求差的方法可以明顯減弱影響。當(dāng)基線大于100km時(shí),必須用觀測(cè)氣象要素用模型改正。最近幾年的測(cè)量實(shí)踐表明:對(duì)鐵路衛(wèi)星定位測(cè)量而言,由于測(cè)邊屬于短基線,利用實(shí)測(cè)的氣象進(jìn)行氣象改正的效果并不明顯,故規(guī)定一般情況下不測(cè)
41、氣象要素,但規(guī)定“對(duì)于有特殊需要、精度要求特別高的控制網(wǎng)應(yīng)同時(shí)觀測(cè)氣象元素”, 這樣為規(guī)范留下一定空間。7.2.1 關(guān)于最佳觀測(cè)星組的確定 進(jìn)行衛(wèi)星可見(jiàn)性預(yù)報(bào)時(shí),采用7.2.2條中接收機(jī)單點(diǎn)定位結(jié)果作為測(cè)區(qū)概略位置進(jìn)行預(yù)報(bào),按如下方法選擇最佳觀測(cè)時(shí)間和衛(wèi)星星組:(1)產(chǎn)生星歷數(shù)據(jù)采集日期的衛(wèi)星預(yù)報(bào),檢查預(yù)報(bào)的衛(wèi)星號(hào)、衛(wèi)星升落時(shí)間是否與實(shí)際接收的衛(wèi)星信息一致,保證GPS測(cè)量軟件中計(jì)劃模塊的各項(xiàng)參數(shù)設(shè)置正確。(2)找出一天中(可工作時(shí)間內(nèi))連續(xù)有五顆以上衛(wèi)星,持續(xù)一小時(shí)以上的時(shí)間段,并確定觀測(cè)盲區(qū)(不能進(jìn)行觀測(cè)的時(shí)間區(qū)間),一般不宜將觀測(cè)安排在僅有連續(xù)4顆衛(wèi)星的時(shí)段內(nèi)實(shí)施,特別應(yīng)注意在觀測(cè)盲區(qū)附近
42、15分鐘不宜安排觀測(cè)。(3)以較高的截止高度角(如20°或25°以上)找出滿足(2)款條的星組和時(shí)段。(4)計(jì)算每個(gè)時(shí)段內(nèi)連續(xù)衛(wèi)星星組的PDOP(GTOP)值。PDOP值滿足規(guī)定的時(shí)段為可工作時(shí)段,在可工作時(shí)段中,截止高度角、連續(xù)衛(wèi)星數(shù)量多的時(shí)段為最佳觀測(cè)時(shí)段,該時(shí)段內(nèi)的連續(xù)衛(wèi)星星組為最佳衛(wèi)星星組。7.2.3 關(guān)于調(diào)度命令表的一些說(shuō)明 在調(diào)度命令表中,測(cè)站觀測(cè)的日時(shí)段號(hào)填入當(dāng)天已測(cè)時(shí)段的累計(jì)數(shù),測(cè)站編號(hào)填入測(cè)站點(diǎn)名縮寫(xiě)及編號(hào)(不超過(guò)4位),對(duì)于需要現(xiàn)場(chǎng)輸入測(cè)站名以及數(shù)據(jù)文件名的接收機(jī)而言,這樣可以使測(cè)區(qū)點(diǎn)名唯一、記錄數(shù)據(jù)的文件名唯一,為內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理提供方便。8.1.3 “基
43、線需要高精度處理”主要指高精度的控制網(wǎng)或者長(zhǎng)基線(一般是指大于50100 km的基線)網(wǎng)的基線處理。精密星歷可以滯后觀測(cè)日幾天在互聯(lián)網(wǎng)上下載。8.1.6 理論上講,整周模糊度應(yīng)當(dāng)是整數(shù),但平差的結(jié)果往往是實(shí)數(shù)。以平差解算的實(shí)數(shù)作為整周未知參數(shù)獲得的解稱為雙差實(shí)數(shù)解或稱雙差浮點(diǎn)解。如將實(shí)數(shù)取整后作為整周未知參數(shù)獲得的解稱為雙差固定解。根據(jù)作業(yè)的經(jīng)驗(yàn),15km以內(nèi)的基線雙差求解模型可有效地消除電離層的影響,求解的整周模糊度有良好的整數(shù)特性,與就近整數(shù)之差在0.150.20之間,解算成果可靠,故取雙差固定解。對(duì)于15km30km的基線,求解的整周模糊度與就近整數(shù)之差可能在0.150.20之間,也可能
44、在0.3以上,因此,需要在雙差固定解和雙差浮點(diǎn)解之間選擇最優(yōu)解。對(duì)于大于30km的基線,一般不大可能得到雙差固定解和雙差浮點(diǎn)解,故規(guī)定采用三差解作為最終結(jié)果。鐵路測(cè)量控制網(wǎng)邊長(zhǎng)短懸殊很大(如隧道控制網(wǎng)), 因此,規(guī)定基線解算成果的選用按基線長(zhǎng)度進(jìn)行選擇是適宜的。8.1.7 經(jīng)過(guò)對(duì)12個(gè)項(xiàng)目140個(gè)獨(dú)立環(huán)的檢驗(yàn)表明,采用3可以使環(huán)閉合差的合格率達(dá)到100。四、五等控制網(wǎng)若采用5mm+1Pmm的儀器測(cè)量,本規(guī)程的限差指標(biāo)是比較寬松的;經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì),的取值采用測(cè)量?jī)x器的標(biāo)稱精度,有5左右的閉合出現(xiàn)超限情況。因此本規(guī)范規(guī)定的取值宜采用儀器的標(biāo)稱精度計(jì)算,這樣既不增加作業(yè)工作量,又可以有效防止粗差的出現(xiàn)。8
45、.3.1網(wǎng)平差前應(yīng)根據(jù)控制網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)方案,從同步觀測(cè)區(qū)中選擇獨(dú)立基線構(gòu)成控制網(wǎng),并經(jīng)8.1.7條檢驗(yàn)符合要求后方可進(jìn)行。作業(yè)中有些單位的基線是自動(dòng)處理,每個(gè)同步觀測(cè)的m(m1)/2條基線全部加入網(wǎng)平差進(jìn)行計(jì)算,由于沒(méi)有顧及同步圖形中基線之間的誤差相關(guān)性,基線解是不精密的,導(dǎo)致精度是虛擬,致使精度過(guò)高,不能準(zhǔn)確反映控制網(wǎng)的真實(shí)精度,這樣計(jì)算的網(wǎng)平差成果也不是合理的。因此本條明確了控制網(wǎng)平差圖形必須由獨(dú)立基線構(gòu)成。8.3.2 關(guān)于網(wǎng)平差的有關(guān)說(shuō)明(1)若發(fā)現(xiàn)有基線矢量的某一觀測(cè)值(如方向)存在粗差,應(yīng)剔除該基線邊(即三個(gè)觀測(cè)值:方向、距離、高差)再次平差,并重新進(jìn)行檢查,直到滿足要求為止。(2)無(wú)約束平差結(jié)果是控制網(wǎng)的內(nèi)符合精度,控制網(wǎng)距離相對(duì)精度、方位角中誤差、最弱點(diǎn)中誤差等應(yīng)滿足相應(yīng)等級(jí)的精度指標(biāo),這是約束平差滿足精度規(guī)定的前提條件,因此應(yīng)當(dāng)進(jìn)行檢查。8.3.4 由于聯(lián)測(cè)的國(guó)家三角點(diǎn)相距較遠(yuǎn),形成的角度為間接角;GPS測(cè)量的角度也是間接角,因其距離長(zhǎng)、方位精度高,按GPS測(cè)量的角度與已知基準(zhǔn)點(diǎn)角度等精度考慮作為檢驗(yàn)指
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