新建鐵路合肥至蚌埠客運專線(簡稱合蚌客專)位于安徽省中部，北起蚌埠市，南至合肥市，沿途經(jīng)過鳳陽縣、淮南市和長豐縣。合蚌客運專線北連正在建設(shè)的京滬高速鐵路，南接合肥樞紐與合寧、合武鐵路相銜接，是京滬高速鐵路與滬漢蓉快速客運通道間快速連通線，也是京福高速鐵路的重要組成部分。
　　1、概述
　　鐵路GPS基礎(chǔ)基站網(wǎng)(CP0網(wǎng))的概念是鐵路第三勘察設(shè)計院最早提出的，并最早在京滬高鐵中得到應(yīng)用。采用CP0網(wǎng)的原因是我國既有的三角點精度偏低，且兼容性極差。特別是省界結(jié)合部位的三角點，有的坐標(biāo)相差1m以上，還有就是既有國家三角點布設(shè)時間早，部分點位破壞嚴(yán)重，有的整個點位破壞，有的標(biāo)芯無法正常識別，這些都不能保證首級GPS點的精度，也不利于施工期間的復(fù)測。京滬高鐵、京石、石武和武廣等客專都普遍建立CP0網(wǎng)代替國家三角點，合蚌客專屬于無砟客運專線，CP0網(wǎng)按照《全球定位系統(tǒng)(GPS)測量規(guī)范》中B級GPS網(wǎng)建立。
　　2、合蚌CP0網(wǎng)建立
　　2.1 CP0點的選點與埋設(shè)
　　《高速鐵路工程測量規(guī)范》規(guī)定：CP0應(yīng)沿線路走向每50km 左右布設(shè)一個點，在線路起點、終點或與其他線路銜接地段，應(yīng)至少有1個CP0控制點。合蚌客專線路全長130.34 km，按照50km布設(shè)一個點，全線布設(shè)三個，即起點蚌埠市、中部長豐縣、終點合肥市。
　　按照GPS選點要求合理選擇CP0點，CP0點離設(shè)計線路中心為200m～5000m。CP0點按照基巖點要求進行埋設(shè)，根據(jù)沿線地層情況，埋設(shè)至持力層，預(yù)計深度60m，不足60m的必須鉆孔到基巖深0.5m，其埋設(shè)位置及深度見地質(zhì)柱狀圖。
　　1、深埋樁施工工藝
　　(1)根據(jù)所選點位，現(xiàn)場確定具體點的埋設(shè)位置。
　　(2)采用GC150～300型工程鉆機、φ130三翼鉆頭鉆進至要求層位深度，測定孔深。
　　2、深埋樁質(zhì)量要求
　　(1)孔深誤差<1/1000。
　　(2)孔斜<1°。
　　(3)如不足60m，鋼管到基巖基礎(chǔ)中不小于40cm，以取出巖心為準(zhǔn);
　　(4)鋼管為Φ108，鋼管連接應(yīng)牢固，外層涂防銹漆。鋼管打入后，保證鋼管內(nèi)沒有泥漿，鋼管內(nèi)應(yīng)用混凝土填實。
　　(5)鋼管上部應(yīng)鍥入標(biāo)心，標(biāo)心必須落實到鋼管上，管在標(biāo)石的中心。
　　(6)基巖樁位于裸露的基巖時，必須打至基巖下0.8m;如1.4m以下未至基巖必須開挖一個深1.4m，面積大于蓋板的樁孔，放入一個扎好的鋼筋籠并固定至鋼管樁上，使鋼管樁、鋼筋籠、標(biāo)心一體。
　　2.2 CP0網(wǎng)觀測
　　合蚌客專起點接于京滬高鐵蚌埠南站，為了便于和京滬高鐵無縫銜接，CP0網(wǎng)聯(lián)測京滬高鐵CP0點一個JZ12，網(wǎng)聯(lián)測IGS臺站2個，北京房山站BJFS和上海站SHAO，采用和京滬高鐵相同坐標(biāo)系統(tǒng)，WGS84坐標(biāo)系。
　　外業(yè)觀測分別于2009年2月22日、23日和24日進行，使用4臺檢測合格的天寶5800，分四個時段觀測，其中一個時段在夜間，每個時段最少6個小時，采樣率設(shè)置為15秒。
　　2.3 CP0點數(shù)據(jù)處理
　　1、CP0網(wǎng)網(wǎng)型
　　數(shù)據(jù)處理使用Bernese GPS4.2 軟件，該軟件它主要應(yīng)用于長基線的GPS解算。考慮到接收機同步觀測所能構(gòu)成的同步基線邊非常多，實際數(shù)據(jù)處理過程中無需全部解算。考慮聯(lián)測的IGS站點與網(wǎng)內(nèi)其它點的連接數(shù)為“2”，以及網(wǎng)內(nèi)任意點與網(wǎng)內(nèi)其它點的連接數(shù)不少于“3”的條件，實際基線處理采用如圖3所示的基線網(wǎng)結(jié)構(gòu)，其基本網(wǎng)形為大地四邊形，具有很好的圖形強度。
　　對外業(yè)觀測數(shù)據(jù)的初步質(zhì)量檢查采用基于寬波組合觀測值的粗差和周跳探測。并用粗差和周跳清理后的相位觀測值對偽距觀測值進行相位平滑處理。對各測站采用平滑偽距觀測值進行接收機鐘差同步計算后，使用載波相位三差觀測值進行測站相對定位解算。
　　2、GPS基線精解
　　Bernese GPS4.2 軟件采用以空間直角坐標(biāo)為未知參數(shù)的GPS網(wǎng)平差方式。GPS基線網(wǎng)平差首先在同步觀測網(wǎng)中進行，然后作異步網(wǎng)整體平差處理。基線精解按如下步驟進行：
　　采用電離層無關(guān)組合觀測值進行測站的對流層延遲估計，并建立相應(yīng)的延遲改正模型，存儲觀測值殘差。
　　利用觀測值殘差的均方差(RMS)統(tǒng)計結(jié)果，對所有觀測值殘差絕對值大于3倍RMS的觀測值進行數(shù)據(jù)屏蔽。
　　利用先前建立的對流層延遲改正模型和經(jīng)過數(shù)據(jù)屏蔽后的相位觀測值進行L1、L2的雙差整周模糊度的解算。解算采用固定解和浮動解相結(jié)合的方式，凡在a=0.05置信水平下能固定的模糊度則取固定解，否則取其實數(shù)浮動解。
　　3、網(wǎng)平差與檢核
　　將解算的模糊度作為已知值，利用電離層無關(guān)組合觀測值分時段組成測站坐標(biāo)求估的法方程，分時段進行坐標(biāo)估計。同步網(wǎng)平差計算以BJFS為位置基準(zhǔn)，采用松弛法，賦予BJFS坐標(biāo)1mm的點位坐標(biāo)中誤差。
　　將不同時段的法方程進行融合，并充分考慮異步基線之間的方差-協(xié)方差陣，進行多時段整體的基線網(wǎng)3維空間自由平差。
　　將不同時段的法方程進行融合，并充分考慮異步基線之間的方差-協(xié)方差陣，進行多時段整體的基線網(wǎng)3維空間強制約束平差。平差計算以BJFS、SHAO為位置基準(zhǔn)(賦予BJFS、SHAO坐標(biāo)0.1mm的坐標(biāo)中誤差)。
　　作為GPS基線網(wǎng)平差結(jié)果精度和可靠性的外部檢查手段，比較SHAO站點的整體自由網(wǎng)平差結(jié)果和IGS公布的精確已知坐標(biāo)。基線BJFS~SHAO長1058.437km。以IGS公布的BJFS坐標(biāo)為強制位置基準(zhǔn)，按自由網(wǎng)平差求得的SHAO坐標(biāo)與IGS公布的SHAO已知坐標(biāo)的較差(見表1)反映了合蚌GPS基準(zhǔn)站網(wǎng)的數(shù)據(jù)觀測質(zhì)量和基線的解算精度。表1充分說明：本次合蚌客專基準(zhǔn)站網(wǎng)的坐標(biāo)計算成果具有很高的精度，達到了基準(zhǔn)站網(wǎng)的設(shè)計精度要求。

SHAO	IGS坐標(biāo)	整體自由網(wǎng) 平差坐標(biāo)	坐標(biāo)較差	點位相對誤差
X (m)	-2831733.6396	-2831733.6402	0.0006	0.023ppm
Y (m)	4675665.9072	4675665.9165	-0.0093
Z (m)	3275369.3766	3275369.3990	-0.0224

　　表1 SHAO參考站位置比較
　　作為GPS基線網(wǎng)平差結(jié)果精度和可靠性的內(nèi)部檢查手段，對所有異步基線組成的異步環(huán)進行閉合差的檢驗，異步環(huán)采用獨立三角形形式，全網(wǎng)需檢查的三角形圖形共6個，其閉合差檢驗結(jié)果均滿足規(guī)定要求。

閉合環(huán)	ΔX(m)	ΔY(m)	ΔZ(m)	閉合差相對精度
BJFS-JZ12-CP001	-0.0015	0.0089	0.0058	0.01 ppm
JZ12-CP001-CP002	0.0091	-0.0193	-0.0111	0.40 ppm
CP001-CP002-CP003	-0.0082	0.0182	-0.0043	0.27 ppm
CP002-CP003-SHAO	0.0082	-0.0061	0.0096	0.04 ppm
JZ12-CP001-CP003	0.0112	-0.0095	-0.0024	0.19 ppm
JZ12-CP002-CP003	0.0117	-0.0232	-0.0065	0.30 ppm

　　表2 CP0異步環(huán)閉合差統(tǒng)計(部分)
　　4、CP0成果坐標(biāo)
　　合蚌客運專線GPS坐標(biāo)基準(zhǔn)站網(wǎng)成果是將BJFS和SHAO兩個IGS臺站的已知坐標(biāo)約束到基線網(wǎng)平差成果，起算坐標(biāo)的參考?xì)v元為2009-2-22。為與京滬高速鐵路的坐標(biāo)保持一致，將合蚌客專CP0坐標(biāo)成果通過BJFS點平移到京滬高速鐵路CP0成果的起算歷元。
　　為了更進一步檢核CP0成果正確性，在基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)(CPI)中聯(lián)測京滬高鐵CPI點2個，坐標(biāo)較差最大為3.4mm，說明合蚌客專與京滬高鐵實現(xiàn)了無縫銜接，間接說明了合蚌客專CP0網(wǎng)的成果可靠性。
　　3、結(jié)論
　　合蚌客專CP0網(wǎng)的建立，解決了整條線路高精度已知點起算、整網(wǎng)精度均勻分布等基本問題，為后期施工打下了堅實的基礎(chǔ)。客運專線CP0網(wǎng)的建立能根本解決既有三角點精度低、布點不均勻等問題，應(yīng)在以后的客運專線中推廣使用。
　　參考文獻
　　[1]《高速鐵路工程測量規(guī)范》，TB 10601-2009
　　[2]《全球定位系統(tǒng)(GPS)測量規(guī)范》，B/T18314-2001