摘要：为了研究大范围区域工程控制网的建网方法和整网平差方案，利用IGS站之间重复基线的传递功能，利用东北区域多个高速铁路的框架控制网（CP0）构建区域网，在验证IGS长基线的可靠性后，对该区域控制网进行无约束和约束平差计算，研究表明，利用不同坐标系的起算值，分别整网平差计算得到该区域网所有CP0测点CGCS2000坐标、1980西安坐标和1954北京坐标的成果，与原成果进行比较，坐标较差均在0.005~0.035m之间；利用同名点的不同坐标系的成果，通过四参数模型求解坐标转换参数，利用该参数计算CP0测点的坐标与已知坐标进行对比以验证转换精度，点位偏差总体在0.01～0.10m之间。研究结果表明，采用该方法的精度指标均满足高铁测量规范。通过东北区域网求解的转换参数，可服务于项目所在地的用地规划、国土测绘资料的衔接，在一定程度上为后续开展的其他铁路坐标转换工作提供便利。
关键词：IGS站，CP0数据，区域控制网，转换参数
1概述
高速铁路测绘工作中，一般采用卫星定位方法建立CP0框架平面控制网[1]，作为全线的平面坐标框架基准。苗成慧等针对实际工程应用中的GNSS基线解算，分析了基线解算的几个影响因素，并提出了相应的解决方法[2]；焦文海等提出在建立大范围区域控制网时，认为利用单点定位获取控制网起始数据的方法已经不能满足CP0的精度需求[3]；史子乐讨论了利用联测IGS跟踪站提高GPS区域控制网起算数据精度的方法，并介绍了将区域控制网框架和国际地球参考框架ITRF2000相连的方法[4]；符钢等结合某实测GPS变形监测网中的6个站点解算，讨论了IGS基准站数量、基准站分布对变形监测GPS网数据解算精度的影响[5]；赵桂儒等利用GAMIT软件对北京市GPS形变监测网的数据进行处理，分析了如何利用IGS站建立大范围区域控制网[6]。综上所述，利用IGS站将某区域内多个既有勘测项目的框架控制网组成一个大范围的区域控制网已成为可能。通过构建区域网，可统一不同坐标系的起算值和减少系统误差，从而提高测量成果的可靠性，为该区域平面控制网提供统一基准。
2数据收集
2.1CP0观测数据
研究区域内共有哈齐高铁、牡佳高铁、哈佳高铁、沈白高铁、敦白高铁和朝盘高铁，在勘测期间的CP0观测数据，见图1。部分线路的观测点同时具有CGCS2000坐标系、1980西安坐标系和1954北京坐标系的坐标成果，这为大范围区域工程控制网的整网平差计算和不同坐标系之间的相互转换提供了基础。
2.2IGS站观测数据
选用东北和华北区域周边的BJFS、CHAN、JFNG、DAEJ和YSSK共5个IGS站，作为本次大范围工程控制网构建的基础。
3数据预处理与基线解算
3.1数据预处理
在进行基线向量的解算[7]之前，应先将观测值文件规格化、标准化。由于不同接收机提供的原始数据记录格式不同，需要将其统一转换成标准的RINEX文件格式。其次，各项目的数据采样间隔也略有不同，需要利用GFZRNX程序，将采样密度标准化。GFZRNX程序实现采样密度标准化的命令为：gfzrnx-finpsiteddd0.yyo-smp30>siteddd1.yyo。
3.2基线解算
对于GNSS载波相位测量值，可以在卫星间或接收机间求差，也可以在不同历元间求差。本次利用GAMIT软件解算基线[8]，这样可以完全消除卫星钟差和接收机钟差的影响，同时也可以明显减弱诸如轨道误差、大气折射误差等系统性误差的影响。在基线解算过程中，引入上述5个IGS站数据进行联合解算。所选用卫星高度截止角为15°，数据采样间隔为30s，观测值模式为无电离层组合，天顶延迟改正模型选择GPT2模型[9]，海潮模型和固体潮模型分别采用FES2004模型和IERS03模型。根据以上基线解算模式，在GAMIT程序中输入基线解算命令，分别对6条铁路线路的观测数据进行求解。由表2可知，标准化均方根误差NRMS值在0.3左右，表明周跳修复较好。宽巷组合模糊度固定率＞90%，窄巷组合模糊度固定率＞80%，说明基线解算结果有效[10]，可以进行下一步计算。
4大范围区域工程控制网平差
4.1IGS站基线精度分析
先利用5个IGS站单独构成长基线网[11-12]，来验证IGS站传递基线的可靠性，网形见图2。由GAMIT解算基线后，使用CRDC_GNSSadj基线平差软件，对IGS站的重复基线长度的较差进行分析。由表3可知，重复基线长度较差值均满足高铁规范[13]的限差要求。
4.2区域网无约束平差
利用IGS基线作为公共基线进行传递，将东北区域多个既有项目的CP0数据构建成大范围的区域工程控制网(见图2)。经分析，该区域网的重复基线和闭合环差，以及基线向量均符合高铁规范中关于CP0基线解算的相关要求，可作进一步平差计算。以三维基线向量及其方差-协方差阵作为观测信息，以BJFS坐标为起算数据进行三维无约束平差，并提供空间直角坐标、基线向量及其改正数和精度。由无约束平差结果可知，该区域网的基线向量各分量的改正数绝对值均小于高铁规范中的限差3δ。其中，基线弦长标准差