優(yōu)秀畢業(yè)論文答辯pptgps在高鐵控制網(wǎng)中的應(yīng)用

1、答辯人：謝顯龍,GPS在高鐵控制網(wǎng)中的應(yīng)用,指導(dǎo)老師：湯俊,GPS在高鐵控制網(wǎng)中的作用,框 架,1 引言,2 GPS在高鐵控制網(wǎng)中的應(yīng)用,3 TGO數(shù)據(jù)處理,4 工程實例分析,5 小結(jié),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(shè)要求、方法、控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計以及設(shè)計指標，對高鐵線路進行逐級布設(shè)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(nèi)頁通過天寶公司的TG Office

2、軟件對控制網(wǎng)進行基線處理和網(wǎng)平差處理，應(yīng)用于工程施工。,2 GPS在高鐵控制網(wǎng)中的應(yīng)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(chǔ)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）。,2 GPS在高鐵控制網(wǎng)中的應(yīng)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

3、；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(shè)和運營維護提供控制基準。,2.1各等級控制網(wǎng)的作用,2 GPS在高鐵控制網(wǎng)中的應(yīng)用,按30～50km左右設(shè)置一座，按照國家B級點觀測標準施測。,2.2 GPS控制網(wǎng)的布設(shè)方法,CP0：首級GPS框架網(wǎng),2 GPS在高鐵控制網(wǎng)中的應(yīng)用,CPⅠ：第二級基礎(chǔ)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(chǔ)上采用GPS施測；按B級GPS網(wǎng)精度要求測量，全線

4、（段）一次布網(wǎng)，統(tǒng)一測量，整體平差。沿線路每4km布設(shè)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1.3″，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(gòu)成整個CPⅠ網(wǎng)。,2 GPS在高鐵控制網(wǎng)中的應(yīng)用,CPⅡ：第三級GPS線路控制網(wǎng),,在CPI的基礎(chǔ)上采用導(dǎo)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。基線方

5、向中誤差不大于1.7″，最弱邊的相對中誤差為1/100000，導(dǎo)線等級為四等，測角中誤差為2.5″，相對閉合差為1/40000。,CPⅡ控制網(wǎng)布網(wǎng)方式,,2 GPS在高鐵控制網(wǎng)中的應(yīng)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(chǔ)上，采用全站儀自由設(shè)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(yīng)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

6、70米，CPⅢ控制點的布設(shè)縱向間距和軌面高度基本保持一致，橫向間距低于結(jié)構(gòu)寬度。,,2 GPS在高鐵控制網(wǎng)中的應(yīng)用,2.3 GPS測量作業(yè)的基本要求,項目,等級,2 GPS在高鐵控制網(wǎng)中的應(yīng)用,2.4 GPS控制網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計,GPS控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)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(shè)計來提高網(wǎng)的精度和可靠性，即GPS網(wǎng)零類優(yōu)化設(shè)計、GPS網(wǎng)一類優(yōu)化設(shè)計、G

7、PS網(wǎng)二類優(yōu)化設(shè)計、GPS網(wǎng)三類優(yōu)化設(shè)計。,3 TGO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Trimble GPS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(gòu)成，主要有：靜態(tài)后處理、動態(tài)計算模塊、坐標轉(zhuǎn)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(yù)報模塊、DTMlink模塊，ROADl

8、ink模塊等。,3 TGO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(yīng)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WGS-84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(dǎo)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

9、過,不通過,加權(quán),4 工程實例分析,4.1 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(nèi)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99.084km，全線工程總投資達150億元，設(shè)計最高速度為200km/h。,設(shè)計線路等級：Ⅰ級；設(shè)計速度：220公里/小

10、時；限制坡度：20‰；最小曲線半徑：2200米；正線間距：4.4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(diào)度方式：綜合調(diào)度。,4 工程實例分析,4.2 成浦高鐵設(shè)計標準,4 工程實例分析,4.3 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(shè)的GPS控制

11、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、JMCPⅡ142-1、JMCPⅡ140、JMCPⅡ143、JMCPⅡ144，其中CPⅡ152是已知點，坐標（-1297309.045 5339152.0926 3229087.4882），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,-

12、---------------------------------------------------------------------No. From To V_DX V_DY V_DZ 限差 （cm） (cm

13、) (cm) (cm)----------------------------------------------------------------------- 1 CPII52 JMCPII42-1 0.33 -1.28 0.34 1.55 合格 2 CPII52 JMCPII4

14、2 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 -

15、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 JMC

16、PII42 -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 0.0

17、8 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----------------------------

18、-------------------------------------------,三維無約束平差處理結(jié)果,殘差解算,4 工程實例分析,------------------------------------------------------------------------- No. FROM TO S(m) MS(cm) MS/S

19、 ppm------------------------------------------------------------------------- 1 CPII52 JMCPII42-1 1283.708 0.41 1/317000 3.16 2 CPII52 JMCPII42 1475.889 0.50 1

20、/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

21、 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

22、 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 JMC

23、PII44 997.882 0.33 1/300000 3.3312 JMCPII43 JMCPII44 511.743 0.33 1/156000 6.43-------------------------------------------------------------------------,平差后的邊長及精度,4 工程實

24、例分析,---------------------------------------------------------------------------- No. Name B(dms) dB(cm) L(dms) dL(cm) H(m) dH(cm) x(m)

25、 dx(cm) y(m) dy(cm)---------------------------------------------------------------------------- 1 JMCPII42 30.363917309 0.00 103.392550650 0.00 485.830 0.00

26、 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

27、-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

28、 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 499966450.73

29、7 0.44 6 JMCPII44 30.364368937 0.55 103.384159195 0.44 489.771 1.08 3388027.068 0.55 499965948.564 0.44--------------------------------------------------------

30、-------------------,投影結(jié)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(chǔ)上進行的，在該同步環(huán)進行三維無約束平差處理輸出結(jié)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,---------------------------------------------------------- No.

31、 From To V_DX(cm) V_DY(cm)---------------------------------------------------------- 1 CPII52 JMCPII42-1 1.73 -0.26 2 CPII52

32、 JMCPII42 1.49 0.00 3 CPII52 JMCPII40 1.42 0.27 4 CPII52 JMCPII42-1 0.08 -0.14 5 CPII52

33、 JMCPII43 1.38 -0.66 6 CPII52 JMCPII44 0.64 -0.91 7 JMCPII42 JMCPII40 -0.06 0.32 8 JMCPII42-1 JMCPII4

34、2 -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.

35、45 -0.79 12 JMCPII43 JMCPII44 -0.79 -0.31---------------------------------------------------------,殘差處理,4 工程實例分析,-----------------------------------------------------------

36、--- No. FROM TO dX(m) dY(m) mdX(cm) mdY(cm)-------------------------------------------------------------- 1 CPII52 JMCPII42-1 -1241.8631 324.9832 0.39

37、 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

38、.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 JMCPII4

39、2 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

40、 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 -

41、502.2042 0.00 0.00 合格--------------------------------------------------------------,二維基線向量解算,4 工程實例分析,-------------------------------------------------------------------------- No. Name X(m

42、) Y(m) Mx(cm) My(cm) Mp(cm)-------------------------------------------------------------------------- 1 JMCPII42 3388098.5525 467116.1409 2 JMCPII44 3388241.2723 46594

43、6.7802 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

44、 0.32 0.51--------------------------------------------------------------------------,二維無約束平差后的坐標,5 小結(jié),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(shè)站交會進行施測。,對GPS網(wǎng)進行優(yōu)化設(shè)計時，要實現(xiàn)工