TB10054-2010(J1008-2010)铁路工程卫星定位测量规范.doc

TB10054—2010J1088—2010铁路工程卫星定位测量规范SatellitesPositioningSystemSurveySpecificationsforRailwayEngineering关于发布《铁路工程卫星定位测量规范》的通知铁建设[2010]107号《铁路工程卫星定位测量规范》（TB10054—2010）经修订后现予发布（单行本另发），自2010年8月1日起施行。铁道部原发《全球定位系统（GPS）铁路测量规程》（TB10054—97）（铁建函[1997]58号）同时废止。本规范由铁道部建设管理司负责解释，由铁路工程技术标准所、中国铁道出版社组织出版发行。中华人民共和国铁道部二〇一〇年七月十八日前言本规范是根据“关于编制2006年铁路工程建设标准计划的通知”（铁建设函[2005]1026号）的要求，在《全球定位系统（GPS）铁路测量规程》（TB10054—97）基础上修订而成的。本标准修订过程中，认真总结了多年来应用卫星定位技术进行铁路测量的实践经验，参考了国内相关技术标准，广泛征求了路内设计、施工及运营单位意见。本规范共分10章，主要内容：总则、术语、坐标系统和时间、控制网的精度分级和技术设计、选点与埋石、接收机及附属设备、观测、数据处理、成果资料及实时动态定位（RTK）测量。另有11个附录。本次修订的主要内容：1.适用于新建、改建铁路工程的卫星定位测量，增加了高速铁路及客运专线控制测量的技术规定。2.坐标系统中规定了利用卫星定位技术进行铁路工程测量时，需将WGS-84坐标转换成1980年西安坐标系或1954年北京坐标系或2000国家大地坐标系坐标，其中2000国家大地坐标系为国家测绘局最新发布的坐标系统。控制网基准设计应满足坐标系统的投影长度变形值的限值要求。3.铁路工程卫星定位测量分为一、二、三、四、五等控制网，列出了各等级控制网的精度指标和布设技术要求。4.增加了基线方位角中误差、约束点间的边长相对中误差、最弱边相对中误差等指标。增加了提交WGS-84三维无约束平差、2000国家大地坐标系三维约束平差结果的要求。5.规定了隧道施工控制网、桥梁施工控制网、航测外业控制测量等的技术设计，从设计基准、精度标准和控制要求等方面作了详细的规定。6.增加实时动态定位（RTK）测量一章，从坐标系统转换参数解算、RTK观测、定位放线与中桩测量、数字化测图与横断面测量、成果资料整理与提交等方面做出了规定。本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。在执行本规范过程中，希望各使用单位注意积累资料，如发现有需要修改和补充之处，请及时将修改补充意见寄交中铁第一勘察设计院集团有限公司（西安市西影路2号，邮政编码：710043），并抄送铁道部经济规划研究院（北京市海淀区北峰窝路乙29号，邮政编码：100038），供今后修订时参考。本规范由铁道部建设管理司负责解释。主编单位：中铁第一勘察设计院集团有限公司。参编单位：中铁工程设计咨询集团有限公司。主要起草人：陈光金、金立新、付宏平、冯威、张忠良、王国民、王卫东、陈文贵、陈新焕。主要审定人：卢建康、周全基、郭良浩、刘成龙、刘华、程昂、吴杭舜、李学仕、吴迪军、刘永中。1总则1.0.1为统一铁路工程卫星定位测量技术要求，保证测量成果质量满足勘测设计、施工、运营维护各阶段的要求，制定本规范。1.0.2本规范适用于新建、改建铁路工程的卫星定位测量工作。1.0.3铁路工程卫星定位测量实施前，应根据项目特点、精度要求、测区及既有资料情况，进行控制网的技术设计。1.0.4铁路工程卫星定位测量接收机及附属设备应按规定进行定期检校，并应进行经常性的保养和维护工作，保证仪器设备工作状态正常。1.0.5铁路工程卫星定位测量必须严格按照有关保密规定，做好保密工作。1.0.6铁路工程卫星定位测量除应符合本规范的规定外，尚应符合国家现行有关强制性标准的规定。2术语2.0.1基线baseline由同步观测的载波相位数据计算得两测量点间的向量。2.0.2观测时段observationsession测站上开始接受卫星信号到停止接收，连续观测的时间间隔称为观测时段，简称时段。2.0.3同步观测simultaneousobservation两台或两台以上接收机同时对一组卫星进行的观测。2.0.4同步观测环simultaneousobservationloop三台或三台以上接收机同步观测所获得的基线向量构成的闭合环。2.0.5独立基线independentbaseline由独立观测时段所确定的基线称为独立基线。任意m台接收机同步观测时，只有1m条基线为独立基线。2.0.6独立观测环independentobservationloop由非同步观测获得的独立基线向量构成的闭合环，简称独立观测环。2.0.7自由基线freebaseline不属于任何非同步图形闭合条件的基线。2.0.8广播星历broadcastephemeris卫星发播的无线电信号载有预报一定时间内卫星轨道参数的电文信号。2.0.9精密星历preciseephemeris利用全球或区域导航卫星跟踪站网确定的导航卫星精密轨道信息。2.0.10边连式baselineconnectedmethod相邻两个同步图形之间有一条公共边相连。2.0.11网连式networkconnectedmethod相邻两个同步图形之间有两个以上公共点相连。2.0.12天线高antennaheight观测时接收机天线相位中心至测站中心标志面的高度。2.0.13数据剔除率percentageofdatarejection同一时段中，删除的观测值个数与获取的观测值总数的比值。2.0.14无约束平差non-constrainedadjustment在一个控制网中，不引入外部基准，或虽引入外部基准，但并不产生控制网非观测误差引起的变形和改正的平差方法。2.0.15约束平差constrainedadjustment在一个控制网中，引入外部基准，使控制网与外部基准强制吻合。2.0.16施工坐标系constructioncoordinatesystem供工程建筑物施工放样用的一种平面直角坐标系，其中一个坐标轴与建筑物主轴线一致或平行，原点的坐标值可为假定值。2.0.17工程平均高程面engineeringmeanheight-level工程平均高程面是一个假想的平面，其高程等于工程的平均正常高程。常作为施工坐标系的基准面。2.0.18工程独立坐标系independentcoordinatesystemforengineeringsurvey采用与1954年北京坐标系/1980年西安坐标系/2000国家大地坐标系/世界大地坐标系1984（WGS-84）的参考椭球面平行、与铁路工程平均高程面相切的椭球面为投影面的高斯正形投影任意带平面直角坐标系统。2.0.19实时动态定位（RTK）realtimekinematicRTK是基于载波相位观测值的实时动态定位技术，能够实时地提供测点在指定坐标系中的三维定位结果2.0.20参考站referencestation在一定的观测时间内，一台或几台接收机分别固定在一个或几个测站上，一直保持跟踪观测卫星，其余接收机在距这些测站的一定范围内流动设站作业，这些固定测站就称为参考站。2.0.21流动站rovingstation在距参考站一定范围内流动作业的接收机所设立的测站。2.0.22数据链datalinkmessages数据链是在参考站通过无线电台实时地发送参考站的WGS-84坐标、载波相位观测值、卫星跟踪状态及接收机工作状态的无线电信号。2.0.23初始化initialization初始化是指开始RTK测量前，在流动站上通过短时间的观测，准确地测定载波相位的整周模糊度的过程。2.0.24静态定位测量staticpositioning通过在多个测站上进行若干时段同步观测，确定测站之间相对位置的定位测量。2.0.25快速静态定位测量rapidstaticpositioning利用快速整周模糊度解算法原理所进行的静态定位测量。2.0.26观测单元observationunit快速静态定位测量时，参考站从开始接收卫星信号至停止连续观测的时间段。2.0.27世界大地坐标系1984（WGS-84）WorldGeodeticSystem1984由美国国防部在WGS72相应的精密星历NSWC-9Z-2基础上，采用1980大地参考数和BIH1984.0系统定向所建立的一种地心坐标系。2.0.28国际地球参考框架ITRFYYInternationalTerrestrialReferenceFrame由国际地球自转服务局推荐的以国际参考子午面和国际参考极为定向基准，以IERSYY天文常数为基础所定义的一种地球参考系和地心（地球）坐标系。2.0.292000国家大地坐标系NationalGeodeticCoordinateSystem20002000年颁布命名的以包括海洋和大气整个地球的质量中心为原点，以2000国家参考椭球为基准面，用以表示地面点位置的参考系。自2008年7月1日起启用。2.0.30框架控制网horizontalcontrolpointsforbasicframenetwork为满足高速铁路平面控制测量起算基准的要求，沿线路每50km左右建立的卫星定位测量控制网，作为全线（段）的平面坐标起算基准。3.坐标系统和时间3.0.1卫星定位测量采用广播星历时，坐标系应采用世界大地坐标系WGS-84.大地坐标系的地球椭球基本参数以及主要的几何和物理常数见本规范附录A。卫星定位测量采用精密星历时，坐标系应采用相应历元的国际地球参考框架ITRFYY。当换算成大地坐标系时，可采用与WGS-84相同的地球椭球的基本参数以及主要的几何和物理常数。3.0.2当需要1980年西安坐标系或1954年北京坐标系或2000国家大地坐标系坐标时，应通过坐标转换求得，三个坐标系的参考椭球基本参数应符合附录A的规定。3.0.3需要施工坐标系或其他独立坐标系的坐标时，应具备下列技术参数：1测区参考椭球及基本参数；2测区中央子午线经度值；3测区平均高程异常；4工程或测区平均高程面的高程；5起始点坐标和起始方位角；6纵横坐标加常数。3.0.4卫星定位测量获取的测点大地高转换为1985国家高程基准时，可根据不同的精度要求，联测一定数量的等级水准点，用适当的数学模型推求。3.0.5卫星定位测量应采用协调世界时间（UTC）记录，测量手薄可采用北京时间记录。4.控制网的精度分级和技术设计4.1控制网的精度分级4.1.1铁路工程卫星定位测量应按控制网精度划分为一、二、三、四、五等。4.1.2各等级控制网相邻点间基线长度中误差应按式（4.1.2）计算。22()(4.1.2)abd式中—基线长度中误差（mm）；a—固定误差（mm）；b—比例误差系数（mm/km）；d—相邻点距离（km）。4.1.3各等级网的精度指标应满足表4.1.3的要求。表4.1.3卫星定位测量控制网的主要技术要求等级固定误差a（mm）比例误差系数b（mm/km）基线方位角中误差（″）约束点间的边长相对中误差约束平差后最弱边边长相对中误差一等框架控制网50.21/2000000专用网510.91/5000001/250000二等511.31/2500001/180000三等511.71/1800001/100000四等522.01/1000001/70000五等1023.01/700001/40000注：当基线长度短于500m时，一、二、三等边长中误差应小于5mm，四等边长中误差应小于7.5mm，五等边长中误差应小于10mm。4.2布网设计基本规定4.2.1控制网应视其目的、精度、接收机数量、测区地形及交通状况，按照优化设计的原则进行设计。4.2.2控制网的设计应符合下列规定：1精度设计应满足表4.1.3中相应等级的指标要求。2基准设计应满足投影长度变形限值的要求。3按式（4.2.2）计算的控制网平均可靠