高程技術(shù)在高鐵施工測量中的應(yīng)用

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1、GPS高程技術(shù)在高鐵施工測量中的應(yīng)用鄧澤宜1、陳光宇2（中交四航局第一工程公司，廣東廣州）摘要：本文主要介紹了GPS高程在高鐵中應(yīng)用，以及高程施工方面可推廣性的試探。關(guān)鍵詞：GPS哈大RTK高程試探應(yīng)用一、GPS在哈大鐵路項目部應(yīng)用概況中交四航局哈大鐵路客運專線工程經(jīng)理部承建的是III標(biāo)二個工區(qū)，施工段里程為DK650+212.4～DK674+463.69，線路全長24.25km，位于吉林省四平市內(nèi)。主要工程為：雙龍河特大橋992.81m、躍進大橋207.33m、曲家屯特大橋17287.32m，橋梁總長約18.48

2、7km，占標(biāo)段總長度的76.24%；路基3段，總長約5.76km，占標(biāo)段總長度的23.76%。由于線路長，工期緊，各個工作面同時開展，且施工區(qū)段范圍內(nèi)測量視線受莊稼影響，傳統(tǒng)的全站儀測量很難滿足工程的需要。由于GPS技術(shù)具有測站間無需通視、觀測時間短、全天侯作業(yè)、高精度三維定位、定位精度高和快速省錢的優(yōu)點,在施工過程中GPS的應(yīng)用，為線下施工帶來了極大的便利，在哈大鐵路大型項目中發(fā)揮了重要作用，保證了工程建設(shè)的順利完成。　二　RTK高程技術(shù)在高鐵中測高精度探究：利用GPS代替常規(guī)的水準(zhǔn)測量，獲取高精度的水準(zhǔn)高程，是

3、目前GPS測量研究的一個熱點。對于工程建設(shè)而言，保證高程控制基準(zhǔn)的準(zhǔn)確是必須的，因此水準(zhǔn)測量仍然是獲取正常高的主要手段。隨著GPS定位技術(shù)的廣泛應(yīng)用，其平面定位精度毋庸質(zhì)疑，高程定位精度仍需進一步研究和提高。對局部區(qū)域工程控制網(wǎng)GPS高程的應(yīng)用進行研究，提高GPS高程擬合的精度，可以使GPS高程精度達(dá)到施工要求?！　PS測量是在WGS-84地心坐標(biāo)系中進行的，所提供的高程為相對于WGS-84橢球的大地高。它是一個幾何量，沒有物理上的意義，除了個別特殊用途外，要把GPS大地高轉(zhuǎn)換為我國使用的正常高或在實際工程中應(yīng)用

4、的正高，即海拔高?！　≡谀骋粎^(qū)域內(nèi)，如果有一定數(shù)量的已知水準(zhǔn)點（正常高已知），則可以在這些水準(zhǔn)點上進行GPS觀測，各點的高程異常值就可根據(jù)計算得出。根據(jù)已知點的高程異常值及其位置關(guān)系建立函數(shù)模型來模擬該區(qū)域似大地水準(zhǔn)面的高度，再用數(shù)學(xué)內(nèi)插的方法求解區(qū)域內(nèi)任一點的高程異常值，進而求得該點的正常高。本研究應(yīng)用在施工區(qū)域控制網(wǎng)GPS點的高程異常的基礎(chǔ)上，對RTK高程進行比較得出小區(qū)域GPS高程測量代替常規(guī)水準(zhǔn)測量。實際運用中，如果把測區(qū)的似大地水準(zhǔn)面假定為平面，則為平面擬合模型，要求測區(qū)面積不是很大，特別是測區(qū)內(nèi)高程異常

5、的變化有規(guī)律且地形變化平緩的地區(qū)，在已知點分布均勻的情況下，直接利用內(nèi)插高程異常的方法進行擬合。設(shè)節(jié)點(X,Y,Z)中Z是函數(shù),ζ表示高程異常，a0,…，a5為擬合系數(shù)，x、y為平面坐標(biāo),區(qū)域較大的測區(qū)可通過二次函數(shù)進行擬合，擬合的效果與當(dāng)?shù)氐牡匦危叱坍惓Ｓ泻艽蟮年P(guān)系，如果ζ變化不大，區(qū)域較小，則可以通過大地高差直接代替正常高高差，獲得任意點的高程?！　≡谑褂肦TK測量時，由GPS可直接測得大地高,但施工中采用的高程系統(tǒng)是正常高,兩者的關(guān)系為：式中稱為i點的高程異常,它是似大地水準(zhǔn)面至橢球面的距離。顯然,只要能以

6、一定的精度求得測站點的高程異常差值,就能將GPS點的大地高轉(zhuǎn)換為正常高。高程異?；虿钪低ǔＳ脭M合法進行插值推估,在比較平坦的地區(qū)或小范圍內(nèi)，基本相等，可直接對進行內(nèi)插擬合。在小范圍內(nèi)可利用幾個控制點的高程異常，取其平均值，計算正高。為檢驗小區(qū)域內(nèi)GPS大地高與高程異常直接計算得出正高的精度（標(biāo)稱精度為垂直10MM+1PPM），在2KM的施工區(qū)域內(nèi)，用三個控制點，計算高程異常，取其均值，點號正高大地高A1217.913229.16711.254A2224.630235.90611.276A3204.072215.36

7、511.293取高程異常的平均值=11.274對小范圍內(nèi)的點進行正高轉(zhuǎn)換。點位分布圖見附圖1.數(shù)據(jù)如下表：編號大地高正高DNA03數(shù)據(jù)△h1225.67511.274214.401214.406-52226.34411.274215.070215.058123225.77211.274214.498214.508-104226.33911.274215.065215.05875227.04711.274215.773215.761126226.94311.274215.669215.66097226.99111.2

8、74215.717215.71078227.04311.274215.769215.76189227.59111.274216.317216.312510227.82411.274216.550216.5381211228.68811.274217.414217.413112232.41611.274221.142221.1291313227.81911.2