企業(yè)培訓_測量工程師業(yè)務培訓班講義

合蚌鐵路建設合蚌鐵路建設 測量工程師業(yè)務培訓班測量工程師業(yè)務培訓班 講 義 京福客專安徽有限責任公司 西南交通大學北京研究院 二九年七月 目 錄 第一篇 坐標系統(tǒng)與數(shù)據(jù)處理1 第一部分第一部分 高程控制網(wǎng)高程控制網(wǎng).1 (一) 高程基準與高程控制網(wǎng)1 (二) 水準測量的質(zhì)量控制與成果分析3 第二部分第二部分 平面控制網(wǎng)平面控制網(wǎng).7 (一) 位置基準與坐標系7 (二) GPS 定位與平面控制網(wǎng)布設.17 (三) 數(shù)據(jù)質(zhì)量控制與成果分析23 第二篇 無砟軌道鐵路測量規(guī)范27 一一 客運專線無碴軌道結(jié)構(gòu)特點客運專線無碴軌道結(jié)構(gòu)特點.27 二二 無碴軌道鋪設精度無碴軌道鋪設精度.27 三三暫規(guī)暫規(guī)的編制原則和由來的編制原則和由來 29 （一） 編制原則.29 （二） 主要內(nèi)容.30 四四暫規(guī)暫規(guī)的重要性的重要性 30 （一） 客運專線無碴軌道鐵路精密工程測量的概念.30 （二） 為什么要制定客運專線無碴軌道鐵路工程測量暫行規(guī)定新標準 .31 五五 傳統(tǒng)測量與無碴軌道鐵路精密工程測量的比較傳統(tǒng)測量與無碴軌道鐵路精密工程測量的比較.33 （一） 傳統(tǒng)的鐵路工程測量方法.33 （二） 客運專線鐵路精密工程測量的特點.35 六六 暫規(guī)暫規(guī)的特點的特點.39 （一） 三網(wǎng)合一.40 （二） 平面基礎(chǔ)控制網(wǎng)采用 GPS B 級網(wǎng)40 （三） 二等水準測量.41 （四） 平面和高程控制網(wǎng)的精度.41 （五） CPI、CPII、CPIII 建立時機、方法和相互關(guān)系.42 （六） 對評估、驗收的一些考慮.43 （七） 經(jīng)濟指標情況分析.43 七七 暫規(guī)暫規(guī)主要技術(shù)標準的宣貫主要技術(shù)標準的宣貫.44 （一） 平面控制測量.44 （二） 高程控制測量.46 第三篇 精測網(wǎng)復測及施工控制網(wǎng)加密50 第一部分第一部分 精測網(wǎng)復測精測網(wǎng)復測.50 (一) 一般規(guī)定50 (二) 基礎(chǔ)平面控制網(wǎng) CP復測 50 (三) 數(shù)據(jù)處理54 (四) 線路控制網(wǎng) CP GPS 復測.58 (五) 線路控制網(wǎng) CP導線復測 58 (六) 高程控制網(wǎng)復測61 (七) 提交的測量成果報告62 第二部分第二部分 施工控制網(wǎng)加密施工控制網(wǎng)加密.63 (一) 編制依據(jù)及技術(shù)標準63 (二) 平面 GPS 加密方法與精度要求.63 (三) 平面控制網(wǎng)導線加密測量實施方案65 (四) 外業(yè)觀測的實施67 (五) 高程控制測量作業(yè)實施計劃69 (六) 平面控制測量作業(yè)實施計劃70 (七) 質(zhì)量保證措施72 (八) 精測網(wǎng)施測數(shù)據(jù)處理和平差方法74 第四篇 沉降觀測實施細則及 CPIII 測量技術(shù)77 第一部分第一部分 沉降觀測實施細則沉降觀測實施細則.77 (一) 沉降變形觀測網(wǎng)布設的總體原則77 (二) 路基沉降、位移變形觀測的具體實施方法80 (三) 橋涵沉降變形觀測的具體實施方法88 (四) 隧道基礎(chǔ)沉降變形觀測的具體實施方法96 (五) 過渡段沉降觀測的具體實施方法98 (六)沉降變形觀測資料整理及提交98 第二部分第二部分 CPIII 測量技術(shù)測量技術(shù)126 (一) 依據(jù)及內(nèi)容126 (二) 無砟軌道 CP控制網(wǎng)測量的時機 126 (三) CP控制網(wǎng)測量 126 (四) CPIII 網(wǎng)的維護 .135 第一篇第一篇 坐標系統(tǒng)與數(shù)據(jù)處理坐標系統(tǒng)與數(shù)據(jù)處理 第一部分 高程控制網(wǎng) ( (一一) ) 高程基準與高程控制網(wǎng)高程基準與高程控制網(wǎng) a) 大地水準面和大地體 任意自然靜止的液體表面都構(gòu)成一個水準面。水準面在物理意義上屬于一 個重力位等位（等勢）的表面。 海洋有潮起、潮落，但是通過常年的海洋潮汐觀測，可以統(tǒng)計得到一個潮 起、潮落的平均位置平均海水面。假想有一個通過平均海水面的靜止洋面 （大地水準面） ，并設定其可以等重力位的特性向陸地內(nèi)部無限延伸。因為任意 地表一點的重力位具有唯一性，因而大地水準面必將形成一個封閉的曲面。大 地水準面是個物理面，不是數(shù)學面。這個曲面內(nèi)部所包含的地球空間稱為大地 體。 大地水準面是我國高程測量的基準面。沿重力作用方向的鉛垂線是高程測 量中的基準線。 b) 高程起算基準 地面點到大地水準面的高程，稱為絕對高程。如下圖所示，P0P0為大地水 準面，地面點 A 和 B 到 P0P0的垂直距離 HA和 HB為 A、B 兩點的絕對高程。地 面點到任一水準面的高程，稱為相對高程。下圖中，A、B 兩點至任一水準面 P1P1的垂直距離 HA和 HB為 A、B 兩點的相對高程。 我國大地水準面的確定是通過在我國東部黃海沿岸設有多個驗潮站（浙江 坎門，吳淞口，青島，大連） ，并根據(jù)多年的驗潮資料來確定平均海水面（大地 水準面）的。黃海平均海水面是我國高程的起算面。1956 年在青島設立了水準 原點，其他各控制點的絕對高程都是根據(jù)青島水準原點推算的，稱此為 1956 年 黃海高程系。1987 年國家測繪局公布：中國的高程基準面啟用1985 國家高 程基準取代國務院 1959 年批準啟用的黃海平均海水面 。 1985 國家高程 基準比黃海平均海水面上升 0.0286m。設在青島的大地水準原點在 1956 年黃海高程系統(tǒng)中的絕對高程值是 72.289m，在 1985 年國家高程系統(tǒng)中的絕對 高程值是 72.2604m。 c) 高速鐵路精密水準控制 我國國家水準控制網(wǎng)共進行三期建設： 第一期， 1976 年以前完成，以 1956 年黃海高程系統(tǒng)為基準的一、 二等網(wǎng)完成。 第二期， 1976 年至 1990 年完成，以 1985 年國家高程系統(tǒng)為基 準的一、二等水準網(wǎng)完成。 第三期， 1990 年后進行的國家一等水準網(wǎng)的復測和局部地區(qū)二等 水準網(wǎng)加密。 國家一等水準網(wǎng)共布設 289 條路線，總長度 93360km，全網(wǎng)有 100 個閉合 環(huán)和 5 條單獨路線，共埋設固定水準標石 2 萬多座。國家二等水準網(wǎng)共布設 1139 條路線，總長度 136368km，全網(wǎng)有 822 個閉合環(huán)和 101 條附合路線和支 線，共埋設固定水準標石 33000 多座。國家一二等水準網(wǎng)分等級平差，一等水 準網(wǎng)先將大陸的進行平差，再求海南島的結(jié)果。二等是以一等水準環(huán)為控制進 行平差計算的。 客運專線無碴軌道鐵路工程測量暫行規(guī)定對高速鐵路的高程控制測量 作了規(guī)定： 全線應按國家二等水準測量精度要求施測，建立水準基點控制網(wǎng)； 在 CPIII 平面控制網(wǎng)布點完成后，按精密水準測量精度（界于國家 二、三等水準測量精度之間）要求施測，建立 CPIII 高程測量。 ( (二二) ) 水準測量的質(zhì)量控制與成果分析水準測量的質(zhì)量控制與成果分析 a) 外業(yè)的數(shù)據(jù)質(zhì)量控制 該部分工作主要用以確認外業(yè)水準測量所采集的觀測數(shù)據(jù)的有效性。只有 在外業(yè)水準觀測數(shù)據(jù)有效的情況下，才可以進行整網(wǎng)或分段的水準平差數(shù)據(jù)處 理。 外業(yè)的水準測量數(shù)據(jù)的有效性確認包括：投入使用的儀器設備是否滿足規(guī) 定、具體一個測站的測量操作程序和數(shù)據(jù)檢校是否滿足規(guī)定、具體一個測段的 測量操作程序和數(shù)據(jù)檢校是否滿足規(guī)定。相應規(guī)定可從國家二等水準測量規(guī)范 和暫規(guī)中獲取。不滿足規(guī)定要求的測站、測段必須重新按要求進行觀測。 具體的規(guī)定要求摘錄如下： 水準基點控制網(wǎng)的二等水準路線一般 150km 與國家一等水準點聯(lián) 測，最長不應超過 400km 聯(lián)測一次。CPIII 控制點高程測量工作應 在 CP平面測量完成后進行，并起閉于水準基點控制網(wǎng)的二等水 準基點。 二等水準測量測站觀測順序為：往測奇數(shù)站為“后前前后” ， 偶數(shù)站為“前后后前” ；返測奇數(shù)站為“前后后前” ， 偶數(shù)站為“后前前后” 。 水準測量所使用的儀器及水準尺，應滿足：“水準儀視準軸與水準 管軸的夾角，DS1 級不應超過 15；水準尺上的米間隔平均長與 名義長之差，對于因瓦水準尺，不應超過 0.15mm，對于雙面水準 尺，不應超過 0.5mm；二等水準測量采用補償式自動安平水準儀時， 其補償誤差不應超過 0.2” 。 觀測讀數(shù)和記錄的數(shù)字取位應滿足：“使用 DS05 或 DS1 級儀器， 應讀記至 0.05mm 或 0.1mm；使用數(shù)字水準儀應讀記至 0.01mm” 。 其它要求見下圖表 b) 內(nèi)業(yè)的數(shù)據(jù)質(zhì)量控制 經(jīng)檢查，各項技術(shù)指標均合格的整網(wǎng)或分段的水準觀測數(shù)據(jù)才可以進行內(nèi) 業(yè)的平差數(shù)據(jù)計算、處理。水準基點控制網(wǎng)應以國家一等水準點為起算數(shù)據(jù)， 采用固定數(shù)據(jù)平差和 1985 國家高程基準；CPIII 高程控制點應附合于水準基點 控制網(wǎng)上，采用固定數(shù)據(jù)平差。水準基點測量和 CPIII 控制點高程測量工作應 在全線測量貫通后進行整體的嚴密平差。 水準測量有不同于平面控制網(wǎng)觀測，它有自已的特點：觀測精度高，工作 量大，難于多次重復。一般水準測量只進行往返測，取往返測（符合要求的） 高差平均作為高差的最或是值。當評定這種最或是值的精度時，也只有往返測 高差之差可以被利用，它反映了水準測量各種誤差共同作用的結(jié)果，具有真誤 差的性質(zhì)。它們含有偶然誤差的影響也含有系統(tǒng)誤差的影響。 系統(tǒng)誤差具有累積的特性。測量工作者（原蘇聯(lián)巴甫洛夫、我國周江文等） 早已發(fā)現(xiàn)，在往返測高差之差中有某種系統(tǒng)誤差存在。但是，不論用那一種公 式都不能正確反映往返測平均高差中系統(tǒng)誤差影響的大小。按照目前往返測水 準測量的作業(yè)方式，每公里系統(tǒng)誤差是不可能單獨求得的。根據(jù)對一些實驗性 （多次重復）水準測量進行統(tǒng)計分析有如下結(jié)果：“按照現(xiàn)行往返測規(guī)范作業(yè)， 往返測高差平均值中的系統(tǒng)誤差影響會隨著測線的加長而減少。根據(jù)實驗結(jié)果， 在300km長的測線上，其值不會大于(0.010.02)mm/km。這是由于在較長的線 路上系統(tǒng)誤差會有更多機會得到抵消或減弱，不會朝一個方向無止境地系統(tǒng)的 累積起來，所以對高差的影響不會很大?；谶@樣思想，目前既然還無法正確 計算系統(tǒng)誤差，因而也就沒有必要去計算什么系統(tǒng)誤差” 。 在短距離，如一個測段的往返測高差之差 h 中，偶然誤差肯定得到反映， 雖然也不排除有系統(tǒng)誤差的影響，但由于距離短，系統(tǒng)誤差畢竟很小，所以用 測段的往返測高差之差 h 來估算偶然中誤差還是可行的。同時，對于閉合環(huán)， 由往返測平均高差所形成的閉合差 W 也具有真誤差的性質(zhì)，反映了高差平均值 中的偶然誤差，也必然反映著系統(tǒng)誤差，包含著這兩種誤差的綜合反映，可叫 全中誤差。因而用環(huán)形閉合差 W 來估算全中誤差。因此，水準測量作業(yè)結(jié)束后， 每條水準路線應按測段往返測高差不符值計算偶然中誤差 M；當水準網(wǎng)的環(huán)數(shù) 超過 20 個時，還應按環(huán)線閉合差計算全中誤差 Mw。M和 Mw 應符合下圖表 的規(guī)定，否則應對超限的路線進行重測。滿足要求的技術(shù)規(guī)定，表明該水準測 量精度是合格的，可根據(jù)需要或要求進行成果分析和采用。 M和 Mw 按下列公式計算 要注意在實際水準測量中，使用高精度儀器進行低等級水準觀測的問題。 在這種情況下，如果計算得到的中誤差沒有達到儀器應有的標稱精度，則應該 懷疑儀器的工作狀況是否正常，即使水準等級的精度指標滿足了，對水準成果 的采用仍然應該慎重。因為一臺工作不正常的儀器，提供的觀測數(shù)據(jù)是不可靠 的。 c) 高程測量成果的分析 這部分工作主要針對復測和檢測。 為了保證控制點提供的高程基準的正確性，在工程建設的過程中，經(jīng)常需 要對已有高程控制點的復測和檢測，確保高程控制點的穩(wěn)定。常用的方法有兩 種：高差比對和高程比對。 高差比對用以比較分析相同高程點之間的高差，可以反映出地表相對高程 變化；高程比對用以比較分析相同高程點的高程，可以反映出地表整體的高程 變化。無論那種比對方式，只有在比對差異超出相應等級水準測量精度的限差 指標時，才能說這種高差或變化是顯著的，并考慮更新高程成果。否則，應沿 用原高程成果。 第二部分 平面控制網(wǎng) ( (一一) ) 位置基準與坐標系位置基準與坐標系 a) 參考橢球 地球的真實表面是凹凸不平的自然連續(xù)表面，其難以用規(guī)則的數(shù)學描述來 表征它的形態(tài)，這不利于對地表點位的準確描述和確定。但是，總體來看，地 球近似為一個橢球體。因而，人們用一個橢圓繞其自身短半軸旋轉(zhuǎn)而形成的旋 轉(zhuǎn)橢球體來近似地替代地球的真實形狀。旋轉(zhuǎn)橢球體與地球形體非常接近，旋 轉(zhuǎn)橢球面是一個形狀規(guī)則的數(shù)學表面，在其上可以做嚴密的計算，而且所推算 的元素（如長度與角度）同真實地球表面上的相應元素十分接近。這種用來代 表地球形狀的旋轉(zhuǎn)橢球稱為大地橢球。地球橢球體表面是一個規(guī)則的數(shù)學表面。 大地橢球的形態(tài)和大小由兩個元素確定：長半徑“a”和短半徑“b” ，或由 一個半徑和扁率來決定。扁率“f”表示橢球的扁平程度。扁率的計算公式為： f =（a-b）/a 地球橢球體的基本元素a、b、f 等，由于推求它的年代、使用的方法以及測定 的地區(qū)不同，其結(jié)果并不一致，故地球橢球體的參數(shù)值有很多種。 中國在1952 年以前采用海福特（Hayford）橢球體，從1953-1980 年采用 克拉索夫斯基橢球體。隨著人造地球衛(wèi)星的發(fā)射，有了更精密的測算地球形體 的條件。1975 年第16 屆國際大地測量及地球物理聯(lián)合會上通過國際大地測量 協(xié)會第一號決議中公布的地球橢球體，稱為GRS（1975） ，中國自1980年開始采 用GRS（1975）新參考橢球體系。由于地球橢球長半徑與短半徑的差值很小， 所以當制作小比例尺地圖時，往往把它當作球體看待，這個球體的半徑為6371 公里。 我國涉及使用的參考橢球形狀參數(shù) 僅僅確定大地橢球的形態(tài)，還不足以準確表述地表點位的相對和絕對關(guān)系， 還需要確定大地橢球和地球真實形體之間的相對位置關(guān)系（橢球定位和定向） 。 橢球定位是指確定橢球中心的位置，可分為兩類：局部定位和地心定位。局部 定位要求在一定范圍內(nèi)橢球面與大地水準面有最佳的符合，而對橢球的中心位 置無特殊要求；地心定位要求在全球范圍內(nèi)橢球面與大地水準面有最佳的符合， 同時要求橢球中心與地球質(zhì)心一致或最為接近。 橢球定向是指確定橢球旋轉(zhuǎn)軸的方向，不論是局部定位還是地心定位，都 應滿足兩個平行條件： 橢球短軸平行于地球自轉(zhuǎn)軸； 大地起始子午面平行于天文起始子午面。 這兩個平行條件是人為規(guī)定的，其目的在于簡化坐標轉(zhuǎn)換之間的換算。 具有確定參數(shù)，經(jīng)過定位和定向，同全球或某一地區(qū)大地水準面最佳擬合 的地球橢球叫做參考橢球。居于各國（地區(qū)）不同的地理位置和地貌情況，目 前世界上采用的參考橢球有很多個。我國的54北京坐標系和80西安坐標系使用 的參考橢球采用局部定位模式，而GPS全球定位系統(tǒng)的WGS-84坐標系使用的參 考橢球采用地心定位模式。 b) 坐標系 所謂坐標系，包含兩方面的內(nèi)容：一是在把大地水準面上的測量成果化算 到橢球體面上的計算工作中，所采用的橢球的大小形狀；二是橢球體與大地水 準面的相關(guān)位置不同，對同一點的地理坐標所計算的結(jié)果將有不同的值。因此， 選定了一個參考橢球，就確定了一個坐標系。 以參考橢球為基準的坐標系叫做參心坐標系。參心坐標系可分為空間直角 坐標系和大地坐標系兩種，它們都與地球體固連在一起，與地球同步運動因而 又稱為地固坐標系。以地心為原點的地固坐標系則稱地心地固坐標系，主要用 于描述地面點的相對位置。空間直角坐標用（x,y,z）表示，大地坐標用 （B,L,H）表示，它們之間可以方便的相互轉(zhuǎn)換。 大地坐標系P點的子午面NPS與起始子午面NGS所構(gòu)成的二面角叫做P點大 地經(jīng)度，P點的法線Pn與赤道面的夾角B叫P點的大地緯度，P點的位置用B、L 表示。經(jīng)線和緯線是地球表面上兩組正交（相交為90 度）的曲線，這兩組正交 的曲線構(gòu)成的坐標，也稱為地理坐標系。地表面某兩點經(jīng)度值之差稱為經(jīng)差， 某兩點緯度值之差稱為緯差。例如北京在地球上的位置可由北緯3956和東經(jīng) 11624來確定。若點P不在橢球面上，還要附加另一參數(shù)大地高H；若點在橢 球面上，H=0。大地坐標系是大地測量的基本坐標系，其優(yōu)點為：它是整個橢 球體上統(tǒng)一的坐標系，是全世界公用的最方便的坐標系統(tǒng)。大地參考框架是指 大地坐標系的物理實現(xiàn)，大地控制網(wǎng)是其具體表現(xiàn)形式。 空間直角坐標系以橢球中心O為原點，起始子午面與赤道面交線為X軸，在 赤道面上與X軸正交的方向為Y軸，橢球體的旋轉(zhuǎn)軸為Z軸，構(gòu)成右手坐標系O- XYZ，在該坐標系中，P點的位置用X、Y、Z表示。地球北極是地心地固坐標 系的基準指向點，地球北極的變動將引起坐標軸方向的變化。 地心地固坐標系是建立在一定的大地基準上的，用于表達地球表面空間位 置及其相對關(guān)系的數(shù)學參照系。這里談到的大地基準是指能夠最佳擬合地球形 狀的地球橢球的參數(shù)及橢球定位和定向。具體的坐標參考框架是上述大地基準 的一個物理實現(xiàn)，它通過一系列高精度控制點的空間直角坐標或大地坐標來確 定。我國的54北京坐標系下的高等級三角點就確定了我國54北京坐標框架；我 國80西安坐標系下的高等級三角點就確定了我國80西安坐標框架；全球IGS臺站 的精確空間直角坐標就確定了GPS定位系統(tǒng)所采用的坐標框架 （IGS97、IGS00、IGS05，其是用GPS觀測手段來對 ITRF97、ITRF2000、ITRF2005的一個實現(xiàn)或者確定） 。 不同的坐標框架的建立可以是因為參考橢球形態(tài)選用不相同，也可以是參 考橢球的定向、定位不相同。我國的兩種坐標系統(tǒng)的框架相對固定。GPS定位 系統(tǒng)采用的坐標框架有周期的更新，但參考橢球參數(shù)沒有變化，只有定向上的 細微變化，除非高精度的全球定位分析，一般定位情況下對各坐標框架不做區(qū) 別而是籠統(tǒng)地稱為WGS-84坐標框架。 不同的坐標框架之間可以通過轉(zhuǎn)換參數(shù)實現(xiàn)其內(nèi)坐標系的變換。任意一個 坐標系都是在一定的坐標框架下，通過一定的方式（空間三維、大地坐標、高 斯平面坐標）來描述點位的絕對和相對位置的。方式的不同，決定了坐標系的 種類不同。 c) 我國高鐵平面精測網(wǎng)采用的坐標系 高速鐵路平面精密控制網(wǎng)涉及使用的坐標系有：1954北京坐標系、1980西 安坐標系、WGS-84坐標系。 1954 年北京坐標系年北京坐標系 新中國建立后，我國大地測量進入全面發(fā)展時期，在全國范圍開展了正規(guī) 的大地測量和測圖工作，迫切需要建立一個參心大地坐標系。鑒于當時的歷史 條件，暫時采用了前蘇聯(lián)的克拉索夫斯基橢球參數(shù)，并與前蘇聯(lián)1942年坐標系 進行聯(lián)測，通過計算建立了我國大地坐標系，定名為1954年北京坐標系。其中 高程異常是以前蘇聯(lián)1955 年大地水準面差距重新平差結(jié)果為依據(jù)，按我國的天 文水準路線傳算過來的。因此1954年北京坐標系可以認為是前蘇聯(lián)1942年坐標 系的延伸，它的原點不在北京，而在前蘇聯(lián)的普爾科沃，相應的橢球是克拉索 夫斯基橢球。 1954 年北京坐標系建立以來，我國依據(jù)此坐標系建成了全國天文大地網(wǎng)， 完成了大量的測繪任務，但隨著測繪新理論、新技術(shù)的不斷發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)該 坐標系存在如下缺點： 橢球參數(shù)有較大誤差。與現(xiàn)代精確的橢球參數(shù)相比，長半軸約大 109m； 參考橢球面與我國大地水準面存在著自西向東明顯的系統(tǒng)性的傾斜， 東部地區(qū)大地水準面差距最大+68m。使得大比例尺地圖反映地面的 精度受到影響，也對觀測元素的歸算提出了嚴格要求； 幾何大地測量和物理大地測量應用的參考面不統(tǒng)一，給實際工作帶 來麻煩； 定向不明確。橢球短軸的指向既不是國際上較普遍采用的國際協(xié)議 （習用）原點CIO（Conventional International Origin）,也不是我國 地極原點1968.0 JYD ；起始大地子午面也不是國際時間局BIH 所 定義的格林尼治平均天文臺子午面，從而給坐標換算帶來一些不便 和誤差； 另外，監(jiān)于該坐標系是按局部平差逐步提供大地點成果的，因而不 可避免地出現(xiàn)一些矛盾和不夠合理的地方。 盡管如此，由于習慣的沿用，居于54北京坐標系的基礎(chǔ)地圖資料和坐標數(shù)據(jù)成 果仍在我國廣泛使用。 1980 年國家大地坐標系（年國家大地坐標系（1980 年西安坐標系）年西安坐標系） 為適應大地測量發(fā)展的需要，我國也已經(jīng)具備條件，1978年4月決定建立我 國新的坐標系。建立新的坐標系提出如下原則： 全國天文大地網(wǎng)整體平差要在新的參考橢球面上進行。為此，首先 建立一個新的大地坐標系，并命名為國家大地坐標系； 1980 年國家大地坐標系大地原點設在我國中部的西安市附近涇陽 縣永樂鎮(zhèn)； 采用國際大地測量和物理聯(lián)合會協(xié)會1975 年推薦的4 個地球橢球 基本參數(shù)； 該橢球在定向滿足兩個條件：1)1980 年國家大地坐標系的橢球短軸 平行于地球質(zhì)心指向我國1968.0 地極原點（ 1968.0 JYD ）的方向； 2)大地起始子午面平行于格林尼治平均天文臺起始子午面； 橢球定位參數(shù)以我國范圍內(nèi)高程異常值平方和等于最小為條件求解。 新建立的1980國家大地坐標系從根本上避免了54北京坐標系的缺點，能夠更好 地服務于我國的測繪事業(yè)與工程測量工作。 WGS-84坐標系坐標系 該坐標系是一個協(xié)議地球參考系（CTS-Conventional Terrestrial System） ， 其原點是地球的質(zhì)心，Z軸指向BIH1984.0定義的協(xié)議地球極（CTP- Conventional Terrestrial Pole）的北方向，X軸指向BIH1984.0零度子午面和CTP 赤道的交點，Y 軸和Z、X軸構(gòu)成右手坐標系。 WGS-84橢球采用國際大地測量與地球物理聯(lián)合會第17屆大會大地測量常數(shù) 推薦值。自1987年1月10日之后，GPS衛(wèi)星星歷均采用WGS-84坐標系統(tǒng)。因此 GPS網(wǎng)的測站坐標及測站之間的坐標差均屬于WGS-84系統(tǒng)。為了求得GPS測站 點在某一國家或地區(qū)的坐標系中的坐標，就必須進行坐標系的轉(zhuǎn)換。 我國高速鐵路平面精密控制網(wǎng)在坐標形式的采用上，空間直角坐標或大地 坐標只是在提供首級或次級控制點成果時使用。具體到工程建設，因為使用的 直觀和習慣性，一般均采用高斯平面直角坐標。 我國高速鐵路平面精密控制網(wǎng)在坐標系統(tǒng)的采用上，因為各省市的基礎(chǔ)地 圖資料均采用54北京或（和）80西安坐標系，高速鐵路在建設過程中因土地征 用，以及鐵路建設需要和當?shù)厥姓?guī)劃相協(xié)調(diào)一致的原因，需要提供鐵路線路 范圍內(nèi)的54北京或80西安坐標。但是，作為高速鐵路工程建設中對平面點位高 精度的需要，并不直接使用54北京或80西安坐標作為工程建設的施工放樣，而 是使用具有更高內(nèi)符合精度的WGS-84坐標來進行。這是因為： 高速鐵路平面精密控制網(wǎng)大量使用GPS定位技術(shù)，直接獲取的成果 坐標就是WGS-84坐標（三維空間坐標、大地坐標或高斯平面直角 坐標） ； 國家三角點成果通常只能獲取54北京或80西安坐標框架下的高精度 高斯平面直角坐標，或大地經(jīng)、緯度。由于準確的大地高數(shù)值的缺 失，使得WGS-84和54北京（或80西安）坐標系之間的轉(zhuǎn)換參數(shù)不 能精確確定。 工程建設可以采用獨立的坐標系統(tǒng)，為了保證GPS定位技術(shù)獲得的 平面精測網(wǎng)的內(nèi)符合高精度，適宜直接采用WGS-84坐標進行施工 建設，避免坐標轉(zhuǎn)換帶來的精度損耗。但是，同時應提供相應的54 北京或80西安坐標供地方部門參考。 d) 坐標轉(zhuǎn)換 同一坐標系內(nèi)，空間三維直角坐標、大地坐標和高斯平面直角坐標這三種 不同坐標表達形式之間可以方便地進行轉(zhuǎn)換。不同坐標系之間，也可以通過參 數(shù)轉(zhuǎn)換和橢球投影轉(zhuǎn)換進行坐標數(shù)值的轉(zhuǎn)變。 同一坐標系內(nèi)的坐標轉(zhuǎn)換同一坐標系內(nèi)的坐標轉(zhuǎn)換 同一坐標系內(nèi)，空間三維直角坐標和大地坐標可以直接按下列公式進行互 換： 式中，N是卯酉圈曲率半徑，其是緯度B、橢球長半軸a和偏心率e的函數(shù)。 同一坐標系內(nèi)，大地坐標和高斯平面直角坐標可以通過高斯投影正、反算 公式進行互換。高斯投影正、反算公式的形式復雜，但早已實現(xiàn)程序模塊化， 可以十分方便的在眾多測量程序中進行互換。只要選定橢球形狀參數(shù)、投影帶 寬和投影采用的中央子午線經(jīng)度，就可以計算得到大地坐標在相應投影帶中的 高斯平面直角坐標， （高斯投影正算） ，或者相應投影帶中的高斯平面直角坐標 所對應的大地坐標（高斯投影反算） 。高斯投影正算公式實現(xiàn)了空間三維直角坐 標到平面直角坐標的轉(zhuǎn)換，具有十分重要的應用意義。 高斯投影是由德國科學家高斯于19世紀20年代擬定，后經(jīng)德國大地測量學 家克呂格于1912 年對投影公式加以補充，故稱為高斯克呂格投影，簡稱為高 斯投影。高斯投影在英、美國家稱為橫軸墨卡托投影（UTM） 。高斯投影的中 央經(jīng)線長度比等于1，UTM投影規(guī)定中央經(jīng)線長度比為0.9996。高斯投影具有如 下基本特點： 高斯投影的中央經(jīng)線和赤道為互相垂直的直線，其他經(jīng)線均為凹向 并對稱于中央經(jīng)線的曲線，其他緯線均為以赤道為對稱軸的向兩極 彎曲的曲線，經(jīng)緯線成直角相交； 中央經(jīng)線投影長度變形比等于1，即沒有長度變形，其余經(jīng)線長度 比均大于1，長度變形為正；在同一條經(jīng)線上，長度變形隨緯度的 降低而增大，在赤道處為最大；在同一條緯線上，長度變形隨經(jīng)差 的增加而增大，且增大速度較快； 面積變形也是距中央經(jīng)線愈遠，變形愈大； 高斯投影后角度沒有變形； 為了保證地圖的精度，采用分帶投影方法，即將投影范圍的東西界 加以限制，使其變形不超過一定的限度，這樣把許多帶結(jié)合起來， 可成為整個區(qū)域的投影。 在高斯投影上，規(guī)定以中央經(jīng)線為X 軸，赤道為Y 軸，兩軸的交點為坐標 原點。X坐標值在赤道以北為正，以南為負；Y坐標值在中央經(jīng)線以東為正，以 西為負。我國在北半球，X坐標皆為正值。Y坐標在中央經(jīng)線以西為負值，運用 起來很不方便。為了避免Y坐標出現(xiàn)負值，將各帶的坐標縱軸西移500公里，即 將所有Y值都加500公里（加常數(shù)） 。由于采用了分帶方法，各帶的投影完全相 同，某一坐標值（x，y） ，在每一投影帶中均有一個，在全球則有60個同樣的坐 標值，不能確切表示該點的位置。因此，在Y值前需冠以帶號，這樣的坐標稱 為通用坐標。 我國的高鐵平面精測網(wǎng)對投影長度變形有嚴格控制，要求最大變形比不超 過10mm/km。盡管可以通過細分投影帶，或者抬高投影面高程的方式來限制投 影長度變形比，但是，在平面直角坐標的使用過程中，這種方法將增加了大量 的坐標換帶計算工作。 高斯投影坐標換帶計算的方法為：先將某一投影分帶內(nèi)的高斯平面直角坐 標轉(zhuǎn)換成通用的大地坐標，然后重新設定投影的中央子午線和帶寬，就可以得 到在新的投影帶中的高斯平面直角坐標。 空間三維直角坐標和高斯平面直角坐標之間不能直接相互轉(zhuǎn)換，其必須通 過大地坐標這個中間轉(zhuǎn)換過程才能實現(xiàn)相互轉(zhuǎn)換，即它們之間的轉(zhuǎn)換是間接的。 具體過程如下： 空間三維直角坐標大地坐標高斯平面直角坐標 不同一坐標系之間的坐標轉(zhuǎn)換不同一坐標系之間的坐標轉(zhuǎn)換 不同坐標系之間的坐標轉(zhuǎn)換通常采用參數(shù)轉(zhuǎn)換方法。其中，平面直角坐標 之間的轉(zhuǎn)換采用4參數(shù)法（兩個平移參數(shù)、一個旋轉(zhuǎn)參數(shù)、一個尺度參數(shù)） ，空 間直角坐標之間的轉(zhuǎn)換采用7參數(shù)法（三個平移參數(shù)、三個旋轉(zhuǎn)參數(shù)、一個尺度 參數(shù)） 。如果涉及平面直角坐標和空間直角坐標之間的轉(zhuǎn)換，還必須增加考慮橢 球參數(shù)的變換問題。 平面直角坐標系之間的坐標轉(zhuǎn)換如下圖所示，坐標系XOY的原點在坐標 系XOY中的坐標為a、b，X 軸與X軸之夾角為。可以認為坐標系XOY原是 與坐標系XOY重合，后因為O分別平移了a、b 之距離，并且坐標系二坐標軸 OX與OY又相對OX與OY逆時針旋轉(zhuǎn)了角而得到的。在二坐標系之間引入一 個輔助坐標系X”O(jiān)Y”，使它的二坐標軸OX”與OY”分別與OX、OY平行。在 X”O(jiān)Y”系中有一點P，其坐標為(x”，y”)，則由坐標系平移公式與坐標系旋轉(zhuǎn)公 式可得： x=x”+a y=y”+b 故有 x”=xcos+ysin y”=ycos-xsin 考慮不同坐標系之間的尺度（長度）因子m，即 x”=m(xcos+ysin)+a y”=m(ycos-xsin)+b 上式即坐標系平移和旋轉(zhuǎn)后新、舊坐標系中某一點坐標之關(guān)系式。只要轉(zhuǎn) 換參數(shù)是精確已知的，則可以十分方便的進行坐標在不同坐標系之間的互換。 同樣的道理，對于兩個空間直角坐標有如下坐標轉(zhuǎn)換關(guān)系： 如果轉(zhuǎn)換參數(shù)未知，但是已知一定數(shù)量的點（平面坐標轉(zhuǎn)換需要2個以上， 空間直角坐標轉(zhuǎn)換需要3個以上） ，其在兩個坐標系中的坐標都精確已知，則可 以利用數(shù)學上的最小二乘原則進行轉(zhuǎn)換參數(shù)的求估。估計出來的參數(shù)可以用以 其它點的坐標轉(zhuǎn)換。 當平面直角坐標和空間直角坐標之間進行轉(zhuǎn)換時，因為涉及高斯投影。所 以需要確認兩種不同坐標系所采用的參考地球橢球是否相同。如果不同，則要 進行橢球參數(shù)的改變。具體過程示意如下： A 坐標系中的空間 三維直角坐標 B 坐標系中 的大地坐標 B 坐標系中的一定投影分帶 的高斯平面直角坐標 B 坐標系中的空間 三維直角坐標 采用 B 橢球參數(shù) 七參數(shù) 轉(zhuǎn)換 高斯投影正算 ( (二二) ) GPSGPS 定位與平面控制網(wǎng)布設定位與平面控制網(wǎng)布設 a)GPS定位技術(shù) GPS全球定位系統(tǒng)是由美國國防部的陸海空三軍在70 年代聯(lián)合研制的新型 衛(wèi)星導航系統(tǒng)。該系統(tǒng)是以衛(wèi)星為基礎(chǔ)的無線電導航定位系統(tǒng)具有全能性（陸 地、海洋、航空和航天） 、全球性、全天候、連續(xù)性和實時性的導航定位功能， 能為各類用戶提供精密的三維坐標。GPS 的定位原理實質(zhì)上就是測量學的空間 測距定位，利用在平均20200km 高空均勻分布在6個軌道上的24 顆衛(wèi)星發(fā)射測 距信號碼和載波，用戶通過接收機接收這些信號，測量衛(wèi)星至接收機的距離， 通過一系列方程演算便可知地面點位坐標。 GPS 測量誤差源有GPS信號的自身誤差（包括軌道誤差(星歷誤差)影響， GPS信號的傳輸誤差，包括太陽光壓，電離層延遲，對流層延遲，多路徑傳播 和由它們影響或其他原因產(chǎn)生的周跳）和GPS接收機的誤差（主要包括鐘誤差， 通道間的偏差，鎖相環(huán)延遲，碼跟蹤環(huán)偏差，天線相位中心偏差等） 。 由GPS測量的誤差源可以看出：“GPS網(wǎng)的設計已免除了測角、邊角同測 和測邊網(wǎng)等的傳統(tǒng)要求。它不需要點間通視，也不需要考慮布設什么樣的圖形， 也就更不需要考慮圖形強度，不需要設置在制高點上（哪里需要就可以設置在 哪里） ” 。所以GPS網(wǎng)的設計是非常靈活的。但也應注意以下幾個問題： 除了特殊需要，一般GPS基線長度相差不要過大，這樣可以使GPS 測量的精度分布均勻； GPS網(wǎng)不要有開放式的網(wǎng)型結(jié)構(gòu)，應構(gòu)成封閉式閉合環(huán)和子環(huán)路； 應盡量消除多路徑影響，防止GPS 信號通過其他物體反射到GPS天 線上，因此應避開強反射的地面，避開強反射環(huán)境，如山谷、山坡、 建筑物等； 避開強電磁波干擾，設站應遠離高壓線、雷達站、電臺、微波中繼 站等。 對于GPS控制網(wǎng)基線測量，基線長度較短的情況下（10km左右, 最大不超 過2030 km） ，GPS的軌道誤差，太陽光壓影響基本對測量精度不發(fā)生影響 （它只能影響單點定位和長基線測量結(jié)果） 。在作業(yè)過程中，在GPS接收機滿足 作業(yè)精度要求的情況下，測量的主要誤差源是多路徑誤差、周跳和點位的對中 誤差。作業(yè)中應盡量避免它們的發(fā)生并減少其誤差。電離層和對流層延遲具有 相關(guān)性，基線愈短相關(guān)性越強，在短基線測量中它們的影響會有很好的消除。 相對于平面位置，電離層延遲和對流層延遲影響基線測量兩點間的高差更多。 GPS觀測作業(yè)的主要特點如下： GPS觀測站之間無需地面通視。既要保持良好的通視條件，又要保 障測量控制網(wǎng)的良好結(jié)構(gòu)，這一直是經(jīng)典測量技術(shù)在實踐方面的困 難問題之一。GPS測量不要求觀測站之間相互通視，因而不再需要 建造覘標，這一優(yōu)點既可大大減少測量工作的經(jīng)費和時間，同時也 使點位的選擇變得甚為靈活。不過為了使接收GPS衛(wèi)星的信號不受 干擾，必須保持觀測站的上空開闊（凈空） 。 定位精度高?，F(xiàn)已完成的大量實驗表明，目前在小于50km的基線上， 其相對定位精度可達1210-6，而在100km500km的基線上可達10- 6 10-7。隨著觀測技術(shù)與數(shù)據(jù)處理方法的改善，可望在大于 1000km的距離上，相對定位精度可達到或優(yōu)于10-8。 觀測時間短。目前，利用經(jīng)典的靜態(tài)定位方法，完成一條基線的相 對定位所需要的觀測時間，根據(jù)要求的精度不同，一般約為13小 時。為了進一步縮短觀測時間，提高作業(yè)速度，近年來發(fā)展的短基 線（例如不超過20km）快速相對定位法，其觀測時間僅需數(shù)分鐘。 提供三維坐標。GPS測量，在精確測定觀測站平面位置的同時，可 以精確測定觀測站的大地高程。GPS測量的這一特點，不僅為研究 大地水準面的形狀和確定地面點的高程開辟了新途徑，同時也為其 在航空物探，航空攝影測量及精度導航中的應用，提供了重要的高 程數(shù)據(jù)。 操作簡便。GPS測量的自動化程度很高，在觀測中測量員的主要任 務只是安置并開關(guān)儀器，量取儀器高，監(jiān)視儀器的工作狀態(tài)和采集 環(huán)境的氣象數(shù)據(jù)，而其它觀測工作，如衛(wèi)星的捕獲，跟蹤觀測和記 錄等均由儀器自動完成。另外，GPS用戶接收機一般重量較輕，體 積較小，因此攜帶和搬運都很方便。 全天侯作業(yè)。GPS觀測工作，可以在任何地點，任何時間連續(xù)地進 行，一般也不受天氣狀況的影響。 GPS測量的實施和所用接收系統(tǒng)硬件與軟件的發(fā)展水平密切相關(guān)，所以， 關(guān)于GPS測量工作的作業(yè)細節(jié)，用戶還須按國家有關(guān)部門頒發(fā)的GPS測量規(guī)范， 以及所用GPS接收系統(tǒng)的操作說明書執(zhí)行。 GPS測量工作可分為外業(yè)作業(yè)和內(nèi)業(yè)兩大部分。其中，外業(yè)工作主要包括， 選點（即觀測站址的選擇） 、建立測站標志、野外觀測作業(yè)以及成果質(zhì)量檢核等 工作；內(nèi)業(yè)工作主要包括，GPS測量的技術(shù)設計、測后數(shù)據(jù)處理以及技術(shù)總結(jié) 等。如果按照GPS測量實施的工作程序，則大體可分為這樣幾個階段：網(wǎng)的優(yōu) 化設計；選點與建立標志；外業(yè)觀測；成果檢核與處理。 對GPS網(wǎng)的精度要求，主要取決于網(wǎng)的用途。精度指標，通常均以網(wǎng)中相 鄰點之間的距離誤差來表示，其形式為 2 1 2 0 2 0 )(Dba 其中，網(wǎng)中相鄰點間的距離誤差(mm)； a0與接收設備有關(guān)的常量誤差(mm); b0比例誤差(ppm或10-6)； D相鄰點間的距離(km)。 上表所列的精度指標，主要是對GPS網(wǎng)的平面位置而言，而考慮到垂直分量的 精度，一般較水平分量為差，所以根據(jù)經(jīng)驗，如果在GPS網(wǎng)中對垂直分量的精 度進行要求，可將上表所列的比例誤差部分增大一倍。 GPS網(wǎng)的圖形設計，雖然主要決定于用戶的要求，但是有關(guān)經(jīng)費、時間和 人力的消耗以及所需接收設備的類型、數(shù)量和后勤保障條件等，也都與網(wǎng)的圖 形設計有關(guān)。對此應當充分加以顧及，以期在滿足用戶要求的條件下，盡量減 少消耗。為了滿足用戶的要求，設計的一般原則是 GPS網(wǎng)一般應采用獨立觀測邊構(gòu)成閉合圖形，例如三角形、多邊形 或附合線路，以增加檢核條件，提高網(wǎng)的可靠性； GPS網(wǎng)作為測量控制網(wǎng)，其相鄰點間基線向量的精度，應分布均勻； GPS網(wǎng)點應盡量與原有地面控制網(wǎng)點相重合。重合點一般不應少于3 個（不足時應聯(lián)測） ，且在網(wǎng)中應分布均勻，以利于可靠地確定GPS 網(wǎng)與地面網(wǎng)之間的轉(zhuǎn)換參數(shù)； GPS網(wǎng)點應考慮與水準點相重合，而非重合點，一般應根據(jù)要求以 水準測量方法（或相當精度的方法）進行聯(lián)測，或在網(wǎng)中布設一定 密度的水準聯(lián)測點，以便為大地水準面的研究提供資料； 為了便于GPS的測量觀測和水準聯(lián)測，GPS網(wǎng)點一般設在視野開闊 和交通便利的地方； 為了便于用經(jīng)典方法聯(lián)測或擴展，可在GPS網(wǎng)點附近布設一通視良 好的方位點，以建立聯(lián)測方向。方位點與觀測站的距離，一般應大 于300m； 適宜采用的網(wǎng)形 應該避免出現(xiàn)星狀網(wǎng)。 不適宜采用的星形網(wǎng)形 一般來說，在GPS網(wǎng)整體平差中，可能含有兩類觀測量，即相對觀測量 （如基線向量）和絕對觀測量（如點在WGS-84中的坐標值） 。在僅含有相對觀 測量的GPS網(wǎng)中，網(wǎng)的方向基準和尺度基準，由在平差計算中作為相關(guān)觀測量 的基線向量唯一地確定；而網(wǎng)的位置基準，則決定于所取網(wǎng)點坐標的近似值系 統(tǒng)和平差方法。在GPS網(wǎng)包含點的坐標觀測量的情況下，網(wǎng)的位置基準，將取 決于這些網(wǎng)點的坐標值及其精度。GPS網(wǎng)的基準一般主要是指網(wǎng)的位置基準。 確定網(wǎng)的位置基準，通?？筛鶕?jù)情況，選取以下方法： 選取網(wǎng)中一點的坐標值并加以固定，或給以適當?shù)臋?quán)； 網(wǎng)中的點均不固定，通過自由網(wǎng)擬穩(wěn)平差，確定網(wǎng)的位置基準； 在網(wǎng)中選若干點（直至全部點）的坐標值并加以固定，或選網(wǎng)中若 干點的坐標值并給以適當?shù)臋?quán)； 前兩種方法，對GPS網(wǎng)定位的約束條件最少，所以，通常稱為最小的約束法； 而后兩種方法，對平差計算則存在若干約束條件，其約束條件的多少，取決于 在網(wǎng)中所選點的數(shù)量。以最小約束法進行GPS網(wǎng)的平差，對網(wǎng)的定向與尺度沒 有影響，也就是說，不管采用上述那種最小的約束法，平差后網(wǎng)的方向和尺度， 以及網(wǎng)中元素（邊長、方位或坐標差）的相對精度都是相同的，但網(wǎng)的位置及 點位精度卻不相同。約束平差法，在確定網(wǎng)的位置基準的同時，對GPS網(wǎng)的方 向和尺度也會產(chǎn)生影響，其影響程度，與約束條件的多少，及所取觀測值的精 度有關(guān)。當網(wǎng)中已知點的坐標含有較大的誤差，或其權(quán)難以可靠地確定時，將 會對網(wǎng)的定向與尺度產(chǎn)生不利的影響。雖然從理論上說，在網(wǎng)的平差計算中， 給所有的已知位置以適當?shù)臋?quán)的比例關(guān)系，則是一個需要慎重考慮的問題。所 以，一般只有對于一個大范圍的GPS網(wǎng)，而且要求精確地位于WGS-84協(xié)議地球 坐標系時，或者具有一組分布適宜的，高精度的已知點時，為改善GPS網(wǎng)的定 向和尺度，約束平差法才具有重要意義。在一般情況下，對于一些區(qū)域性的 GPS網(wǎng)，如城市、礦山和工程GPS網(wǎng)，其是否精確位于地心坐標系統(tǒng)，并不特 別重要，因此，這時多采用最小約束平差法。而且，為了與經(jīng)典地面網(wǎng)相聯(lián)合， 通常以采用固定一點的經(jīng)典自由網(wǎng)平差法為宜。 b)平面控制網(wǎng)布設 按暫行規(guī)定，我國高鐵精密平面控制網(wǎng)分三級布設，實踐中按四級進行布 設。它們是：坐標基準控制網(wǎng)（CP0） 、基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)（CPI） 、線路控制網(wǎng) （CPII）和基樁控制網(wǎng)（CPIII） 。 為了保證勘測、施工、運營維護各階段平面測量成果的一致性，各階段的 平面控制測量應共同使用同一個GPS平面位置基準，該位置基準由CP0確定。 CP0的建立采用GPS定位技術(shù)實現(xiàn)，具體技術(shù)標準執(zhí)行國家“B”級GPS控制網(wǎng) 的標準，只是在點間距上相對加密以滿足鐵路工程建設的需要。 CPI主要為勘測、施工、運營維護提供坐標基準。當前所有的高鐵精密平面 CPI控制網(wǎng)均采用GPS定位技術(shù)實現(xiàn)，具體技術(shù)標準按暫規(guī)執(zhí)行。 CPII主要為勘測和施工提供控制基準。當前高鐵精密平面CPII控制網(wǎng)主要 采用GPS定位技術(shù)實現(xiàn)，在極少觀測條件受限制地點也采用全站儀光電導線方 式實現(xiàn)。具體技術(shù)標準按暫規(guī)執(zhí)行。 CPIII主要為無碴軌道鋪設和運營維護提供控制基準。目前，CPIII的建立均 采用全站儀自由設站的方式進行。其在觀測方式上區(qū)別于我國傳統(tǒng)的全站儀觀 測方法，但在數(shù)據(jù)的處理上屬于測邊網(wǎng)平差。其觀測的具體精度指標按暫規(guī)執(zhí) 行。 ( (三三) ) 數(shù)據(jù)質(zhì)量控制與成果分析數(shù)據(jù)質(zhì)量控制與成果分析 平面控制測量廣泛地采用 GPS 定位技術(shù)，其屬于自動化程度很高的觀測手 段。數(shù)據(jù)自動記錄，并在相應服務軟件的支持下自動進行數(shù)據(jù)的后處理。對 GPS 數(shù)據(jù)觀測質(zhì)量的檢查關(guān)系到平面控制點成果的可靠性，必須足夠重視。檢 查內(nèi)容主要包括：投入使用的儀器設備是否滿足規(guī)定、記錄手薄是否完整和準 確、數(shù)據(jù)剔除率是否滿足要求、同步和異步觀測基線的聯(lián)接方式是否合理、同 步基線解算方法是否恰當、異步基線的重復性較差是否滿足要求、同步環(huán)和異 步環(huán)基線的組成是否合理和全面以及其閉合差是否滿足規(guī)定要求、自由網(wǎng)平差 后點位的絕對精度和相對精度是否達到相應級別的控制網(wǎng)精度要求。相應規(guī)定 可從國家 GPS 測量規(guī)范、鐵路 GPS 測量規(guī)范、以及暫規(guī)中獲取。不滿足規(guī)定 要求的基線或基線環(huán)必須重新按要求進行觀測。 具體地檢查項目細分為： 儀器的標稱精度指標是否滿足相應等級GPS測量的精度要求，儀器 是否檢定合格； 外業(yè)觀測記錄手薄中的觀測時段信息、儀器高、點名和點號信息等 是否和觀測數(shù)據(jù)文件相符合； 數(shù)據(jù)同步觀測時間是否有效并達到規(guī)定要求； 通過數(shù)據(jù)平滑、粗差剔除等數(shù)據(jù)預處理手段，剔除的數(shù)據(jù)比率是否 滿足規(guī)定要求； 單基線或多基線解算得到的重復觀測基線的較差是否滿足相應等級 GPS測量的精度要求； 單基線解算條件下，要進行同步閉合環(huán)（一般為三角形，對環(huán)的最 大邊數(shù)，相應等級GPS測量規(guī)范有限制）的閉合差檢查，要求滿足 相應等級GPS測量的精度要求；（多基線解算條件下，不需要進行 同步環(huán)閉合差檢查） 進行異步環(huán)（一般為三角形，對環(huán)的最大邊數(shù)，相應等級GPS測量 規(guī)范有限制）閉合差檢查，要求閉合差滿足相應等級GPS測量的精 度要求； 進行GPS自由網(wǎng)平差計算后，要對絕對點位中誤差和相對點位誤差 進行檢查，要求精度滿足相應等級GPS測量的要求。 對于采用全站儀進行觀測的數(shù)據(jù)，需要進行的數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查有：一測站一 測回內(nèi)的各項限差指標是否滿足（角度半測回較差、方向觀測的歸零差、長度 多次觀測讀數(shù)互差） 、一測站多測回內(nèi)的各項限差指標是否滿足（角度測回間較 差、長度測回間較差） 、角度閉合差和坐標閉合差是否滿足要求、導線全長相對 閉合差是否滿足要求。相應規(guī)定可從暫規(guī)中獲取。不滿足規(guī)定要求的測站必須 重新按要求進行觀測。 只有在上述數(shù)據(jù)質(zhì)量控制的所有檢查都合格的條件下，才可以進行 GPS 基 線的約束網(wǎng)整體平差，以及關(guān)于導線和邊角網(wǎng)的嚴密平差。 對于 GPS 控制網(wǎng)的平差計算，應該實行逐級控制。即 CPI 以 CP0 為基準進 行約束平差，CPII 以 CPI 為基準進行約束平差。 CPI 以 CP0 為基準進行約束平差時，適宜整網(wǎng)進行平差數(shù)據(jù)處理。全網(wǎng)進 行平差數(shù)據(jù)處理有困難時，至少應該保證一個標段（包含 24 個 CP0 控制點） 的范圍內(nèi)進行局部網(wǎng)的整體平差數(shù)據(jù)處理。在這種情況下，必須進行標段相連 接地帶 CPI 點位的平順連接性檢查，即連接處附近點位的坐標較差必須滿足規(guī) 定要求，點位相對誤差也要滿足要求。CPII 以 CPI 為基準進行約束平差可以分 段進行，但是相鄰地段的 CPII 也必須進行 CPII 點位的平順連接性檢查。 在 CPI 以 CP0 為基準進行約束平差和 CPII 以 CPI 為基準進行約束平差時， 適宜在三維空間直角坐標系下進行，然后再進行高斯投影獲得平面直角坐標。 考慮到高斯投影變形，只有在沿經(jīng)度的線路地段（緯度跨度?。?，方可直接在二 維高斯平面直角坐標系下進行。先進行高斯投影獲得平面直角坐標，再進行平 面的約束平差處理得到的坐標包含有一定的系統(tǒng)誤差（高斯投影變形所引起） 。 考慮到 CPIII 控制點間的相對精度要求較高，實際在采用 CPII 對 CPIII 進 行控制時，為了維護 CPIII 的內(nèi)符合精度，可以采用一點一方向的平差模式。 平差獲取的坐標成果，不但要做絕對點位誤差的分析和檢查，還要做相鄰 點位間的相對誤差檢查。只有上述兩項標準都滿足的情況下，約束平差的最終 成果才可應用于工程實際。 問題： 1)成綿樂客專高程控制網(wǎng)采用的高程基準是什么？ 2)成綿樂客專高程控