軌道控制網CPⅢ平面網測量與計算設計

1、.軌道控制網CP平面網測量與計算的相關問題研討院 系 專 業(yè) 年 級 姓 名 題 目 軌道控制網CP平面網測量與計算的相關問題研討 指導教師評 語 論文對軌道控制網CP的外業(yè)測量方法、外業(yè)自動測量軟件的使用、 內業(yè)平差計算和精度評定的原理、內業(yè)數據處理軟件的使用和區(qū)段間的 平順搭接處理方法進行學習和討論。通過對上述內容的畢業(yè)設計，作者 對CP平面網的相關知識已基本了解，掌握了CP平面網外業(yè)測量和 內業(yè)數據處理的原理和過程，學會了使用專業(yè)的軟件進行外業(yè)測量和內 業(yè)數據處理。畢業(yè)設計中，作者進行CP平面網的外業(yè)觀測實驗，進 行了實測數據的處理和分析，進行了平面網區(qū)段間的搭接處理。通過畢 業(yè)設計，作

2、者還基本了解了論文的寫作方法及其格式規(guī)范。論文在內容 創(chuàng)新方面不足，寫作技巧還尚待提高，還存在一些小的錯誤。論文基本 達到學術學位論文的要求，可以進行論文的答辯。 指導教師 (簽章)評 閱 人評 語 評 閱 人 (簽章)成 績 答辯委員會主任 (簽章) 年 月 日.;畢業(yè)設計任務書班 級 學生姓名 學 號 發(fā)題日期： 年 月 日 完成日期： 月 日題 目 軌道控制網CP平面網測量與計算的相關問題研討 1、本論文的目的、意義 CP控制網又稱為軌道控制網，是一個自由測站邊角控制網，是控制高速鐵路無砟軌道板和軌道施工的測量控制基準，也是檢測高速鐵路平順性是否滿足要求的測量基準。CP控制網是一個三維控

3、制網，包括平面網和高程網；在我國測繪領域，CP控制網是一個新型的控制網，在我國的歷史不長；它的精度要求很高，平面網要求相鄰網點的相對點位中誤差小于1mm，高程網要求相鄰網點的高程中誤差小于0.5mm；CP控制網外業(yè)測量的自動化程度較高，平面網測量要求采用智能型全站儀在自動控制軟件的控制下進行自動測量，高程網測量要求采用電子水準儀進行自動記錄的水準測量；CP控制網的內業(yè)數據處理必須采用專業(yè)的數據處理軟件，數據處理的結果能否滿足要求需要進行詳細的精度分析；指導CP控制網外業(yè)測量和內業(yè)數據處理的高速鐵路工程測量規(guī)范2009年底才頒布；CP控制網的測量標志非常特殊，必須采用專業(yè)的強制對中標志。到目前為

4、止，CP控制網外業(yè)測量和內業(yè)數據處理過程中還存在很多值得研究的問題。本論文的目的是希望通過這樣的畢業(yè)設計，首先學習CP控制網的基本知識，了解CP控制網外業(yè)測量及其數據處理的全過程，熟悉智能型全站儀，能夠使用智能型全站儀進行CP平面網的外業(yè)測量；其次是要求學生學會使用CP平面網和高程網的數據處理軟件，學會解決和分析數據處理中出現的各種問題；最后，采用余弦函數進行CP區(qū)段間的搭接方法進行實驗與計算分析，并與高速鐵路工程測量規(guī)范的相應精度要求進行比較，以驗證這些CP平面網測量與數據處理新技術的可行性與合理性。通過這樣的畢業(yè)設計，可使學生綜合應用大學所學的測量知識，學習和掌握高速鐵路精密工程測量的新知

5、識和新技術，并能夠勝任高速鐵路CP控制網的外業(yè)測量和內業(yè)數據處理工作。 2、學生應完成的任務 （1） 查閱與論文內容相關的中外文獻，并翻譯不少于10000字的外文資料； （2） 學習高速鐵路精密工程測量的相關內容，學習和掌握CP控制網外業(yè)測量與內業(yè)數據處理的基本知識； （3） 熟悉智能型全站儀，能夠使用智能型全站儀和自動控制軟件進行CP平面網的外業(yè)測量；熟悉電子水準儀，能夠使用電子水準儀進行CP高程網的外業(yè)測量。 （4） 學會使用專業(yè)的CP控制網數據處理軟件，使用軟件進行實際CP網的數據處理與結果分析。學會解決CP測量與數據處理過程中的個別問題。 （5） 進行相關的測量實驗與計算實驗，學會對實

6、驗結果進行分析和總結。 （6） 搜集論文寫作的相關材料，結合設計過程中所學的知識和所處理的數據，進行本科生論文的寫作。 （7） 畢業(yè)實習和論文撰寫期間，每周至少與指導教師見面一次，交流意見，每天用于畢業(yè)設計的時間不得低于7小時，并按時書寫實習日志和畢業(yè)設計論文。指導記要： 最后把畢業(yè)設計過程中該題目涉及到的所有知識進行匯總，形成一篇規(guī)范且達到本科生畢業(yè)學士學位水平的、能夠進行畢業(yè)答辯的論文，并進行論文的答辯。 3、論文各部分內容及時間分配：（共16周） 第一部分：收集、查閱、學習有關的教材、規(guī)范和參考文獻等資料 （3周） 第二部分：CP平面網外業(yè)測量相關的實習 （3周） 第三部分：CP控制網專

7、業(yè)數據處理軟件的學習和使用 （2周） 第四部分：相關的CP平面網外業(yè)測量實驗與內業(yè)計算分析 （3周） 第五部分：論文的書寫與修改 （3周） 評閱及答辯： （2周） 備 注 閱讀相關的科技文獻不少于30篇，書寫和提交相應的心得體會。 指導教師： 審 批 人： 年 月 日摘 要目前，我國的高速鐵路建設事業(yè)已經進入了大規(guī)模建設的高速發(fā)展階段，在高速鐵路的建設過程中，精密工程測量作為重要的技術保障，是高鐵建設中不可或缺的環(huán)節(jié)?？墒钦f，高速鐵路精密工程測量的精度是否能夠達到高速鐵路精密工程測量規(guī)范的要求，將直接決定高鐵建設的成敗。本文以CP控制網的外業(yè)測量與內業(yè)數據處理以及平差數據分析為主要研究對象，對

8、CP控制網從外業(yè)測量到內業(yè)數據處理的過程中所遇到的問題進行探討。本文的主要研究內容包括：第一、對CP控制網的外業(yè)測量方法做進一步的研究分析，詳細闡述CP網外業(yè)觀測的全過程以及觀測過程中應注意的問題、外業(yè)觀測精度的控制；對比自由測站觀測與三聯基座法各自的優(yōu)缺點，分析各方法的優(yōu)勢和缺點，相互補充，得出最適合CP控制網測量的觀測方法。第二、深入研究CP平面網的平差原理，詳細闡述CP平面網自由網平差與約束網平差的基本過程，著重分析自由網平差中秩虧自由網的平差方法。利用CP控制網的數據處理軟件對外業(yè)所觀測的數據進行平差處理，檢查CP控制點的點位精度、CP控制點相鄰點位的相對精度等重要精度指標是否滿足高速

9、鐵路精密工程測量規(guī)范的要求；分析平差數據，探索外業(yè)觀測數據與內業(yè)數據平差處理的精度之間的聯系，通過它們之間的內在聯系反過來指導外業(yè)觀測中應注意的問題，以提高CP控制網外業(yè)測量的效率。第三、深入研究CP控制網的區(qū)段搭接問題，對比區(qū)段獨立約束平差與區(qū)段約束平差以及余弦函數約束平差的精度，得到最適合CP控制網區(qū)段搭接的方法；進一步研究區(qū)段搭接的精度問題，探討如何通過CP坐標系統(tǒng)與CP坐標系的轉換尺度的改化來進一步提高區(qū)段搭接的精度；研究如何通過觀測數據的改化來提高置平平差的精度。 關鍵詞： CP控制網；外業(yè)測量；數據處理；區(qū)段搭接AbstractNowadays, the high-speed ra

10、ilway construction is walking into the stage large-scale construction. In the process of high-speed railway construction, precision engineering measurement, as an important technical support, is indispensable in the construction of high-speed railway. We can say that whether the accuracy of precisio

11、n engineering measurement of high-speed railway can meet the requirements of engineering measurement standard will directly determine the success or failure of the high-speed railway construction. This paper takes the CP control networks field measurement, indoor data processing and adjustment data

12、analysis as the main object of the study, to explore the problems in the process of the CP control networks field measurement and indoor data processing. The main contents include:Firstly, we carry on a further analysis of CP control networks field measurement and then make a detailed explanation of

13、 the CP networks whole process as well as the problems we should pay attention in the observation process, at the same time, we must take care of the observation precision control. Contrast the advantages and disadvantages of free station observation and triple base and then complement each other, f

14、inally obtains the most suitable method for CP networks surveying.Secondly, we take a further study of CP level networks adjustment principle and then make a detailed explanation of the basic process of the CP level networks free network adjustment and constraint network adjustment. Focus on the ana

15、lysis of the method of rank deficient free network adjustment in the free network adjustment. Using the CP control networks data processing software carry out the data obtained by field measurement by adjustment method and then check that whether the CP control points position precision , CP control

16、 points relative accuracy can meet the requirements of high-speed railway engineering measurement standard. Explore the relationship between field observation data and indoor adjustment data and then guiding the problems we should pay attention by their internal connection to achieve the purpose of

17、improving the efficiency of CPcontrol network field surveying.Thirdly, the problem of CP control networks segment overlap should be taken further study. Compared the accuracy of segment constraint adjustment and the accuracy of cosine function constraint adjustment and then obtains the most suitable

18、 method for CP control networks segment overlap. Exploring the question of segment overlap and researching that how to get higher precision by reformatting the conversion scale of the CP coordinate system and the CP coordinate system. We also need consider how to improve the precision of horizontali

19、zation adjustment.key words：CP control network; field measurement; data processing; segment overlap目 錄第一章 緒論11.1 高速鐵路控制網體系概述11.2 軌道控制網（CP）概述21.3 本論文的研究內容及意義41.3.1 本論文的研究內容41.3.2 本論文的研究意義4第二章 CP平面網的外業(yè)測量及采集軟件簡介62.1 CP平面網的特點及外業(yè)測量原理62.1.1 CP平面網的特點62.1.2 CP平面網的外業(yè)測量過程72.2 CP平面網外業(yè)測量一般規(guī)定及精度要求92.2.1 CP平面網外業(yè)測

20、量的一般規(guī)定92.2.2 區(qū)段搭接的一般規(guī)定102.2.3 CP控制測量精度要求112.3 CP平面網外業(yè)采集儀器及采集軟件13第三章 CP平面網的平差處理153.1 CP平面網平差原理153.1.1 CP平面網自由網平差原理153.2.2 CP平面網約束平差原理233.2 CP平面網區(qū)段搭接243.2.1 CP平面網區(qū)段搭接概述243.2.2 CP平面網區(qū)段搭接的方法253.3 CP網平面測量系統(tǒng)誤差分析33第四章 實例分析354.1 CP平面網實例數據概況354.2 各區(qū)段獨立平差結果分析364.3 約束平差成果精度分析394.4 余弦函數平滑區(qū)段搭接方法的精度分析40結論與不足42致謝4

21、5參考文獻46第一章 緒論1.1 高速鐵路控制網體系概述隨著我國的高速鐵路建設進入大規(guī)模建設的高速發(fā)展階段，高速鐵路對一個完整、精確、成熟的高速鐵路測量控制網體系的依賴也日益明顯?？紤]到高速鐵路具有高精度的特點，在線路設計時需要謹慎考慮換帶處理所帶來的坐標系的轉換等問題；為了保證在整條線路內的精度指標滿足高速鐵路精密工程測量規(guī)范的精度要求，我們需要盡可能的完善現有的高速鐵路控制網體系。目前，我國正在使用中的高速鐵路控制網體系可分為框架控制網（CP0）、基礎平面控制網（CP）、線路平面控制網（CP）、軌道控制網（CP）四級控制：框架控制網（CP0）：CP0控制網應在初測前采用GPS測量方法建立，

22、全線一次性布網，統(tǒng)一測量，整體平差；CP0控制點應沿線路走向每50km左右布設一個點，在線路起點、終點或者其他線路銜接地段，應至少有一個CP0控制點。為保證CP0控制網的正確性與精度要求，CP0控制網應與IGS參考站或國家A、B級GPS點進行聯測。全線聯測的已知站點數不應少于2個，且在網中均勻分布；每個CP0控制點與相鄰的CP0控制點的連接數不得少于3個；IGS參考站或國家B級GPS點與相鄰CP0連接數不得小于2個?？蚣芸刂凭W是高速鐵路平面控制測量的基準?；A平面控制網（CP）：CP控制網宜在初測階段建立，困難時應在定測前完成，全線應一次布網，統(tǒng)一測量，整體平差；CP控制點宜設在距線路中心線5

23、01000m范圍內不易被施工破壞、穩(wěn)定可靠、便于測量的地方；同時，CP控制點的布設也必須兼顧橋梁、隧道以及其他大型建筑結構物布設施工控制網的要求，并且要按照高速鐵路精密工程測量規(guī)范的要求進行埋石。CP應采用邊聯結方式構網，形成由三角形或者四邊形組成的帶狀網。在線路勘測的起點、終點或者與其他線路平面控制網銜接的地方，必須至少有2個CP點重合，以在測量結果里反映出它們之間的相互關系。CP控制網是平面控制網，需要與它的上一級控制網即CP0進行聯測。線路平面控制網（CP）：CP宜在定測階段完成，可采用GPS測量或者導線測量方法施測，CP控制點宜選在距線路中線50-200m范圍內、穩(wěn)定可靠、便于測量的地

24、方，點間距為400-800m，并按照高速鐵路工程測量規(guī)范的要求進行埋石。CP控制網應按照高速鐵路工程測量規(guī)范的要求沿線路布設，CP控制網大部分為GPS網，在極少數情況下比如隧道內為邊角網，CP控制網大部分采用邊聯結方式構網，形成由三角形和四邊形構成的帶狀網，上一級控制網為CP控制網，在進行CP控制網測量時需要與部分CP控制點聯測構成附合網。按照高速鐵路工程測量規(guī)范的要求，CP控制點的主要精度指標如下：（1）起算點的相對中誤差不大于1/180000；（2）方位角中誤差不大于1.7；（3）邊長的相對中誤差不大于1/10000。軌道控制網（CP）：CP控制網的平面網測量應在線下工程竣工并且通過沉降變

25、形評估后施測，平面測量的方法應采用自由測站邊角交會法施測，高程測量的方法可以采用矩形法和德國法進行測量，這里重點介紹其平面測量的方法及精度評定指標。CP控制網測量前應對全線的CP、CP控制網進行復測，確認復測結果合格后，然后再用合格的CP、CP控制網成果進行CP控制網的測設。CP控制網是高速鐵路實際施工控制網，在整個高速鐵路控制網體系中占有重要地位。除了以上高速鐵路控制網體系的四級控制網之外，高速鐵路軌道基準網也是高速鐵路控制網體系中不可缺少的組成部分，軌道基準網在博格型軌道板的鋪設和精調過程中起到重要作用。1.2 軌道控制網（CP）概述CP控制網是高速鐵路控制網體系中最重要的組成部分：在高速

26、鐵路施工階段，CP控制網可用于無砟軌道板的安裝、軌道的精調等；在運營階段，CP控制網可用于軌道的檢查與測量。CP控制網在高速鐵路的施工、運營、維護過程中應用廣泛、作用巨大，因此，CP控制網也一直是高速鐵路控制測量體系研究中的重點。CP控制網為三維控制網，平面網和高程網相互獨立且（x,y,H）指向同一點。CP控制網的平面測量應采用自由測站邊角交會法施測；高程測量方法可采用矩形法和德國法測量，針對我國CP高程控制網的具體情況，理論上矩形法要優(yōu)于德國法。CP控制網中每隔60m左右布設一對CP控制點（縱向間距為60m，橫向間距約為11m，車站除外），CP控制網應附合于CP、CP控制點上，每600m左右

27、（400-800m）聯測一個CP或者CP控制點，當CP控制點的點位密度不能滿足CP控制網的聯測要求時，可以按照等精度內插的方法來加密CP控制點，以滿足CP控制網的要求。CP控制網與CP、CP控制點進行聯測時，可以采用兩種方法進行聯測：（1）自由測站觀測CP、CP控制點：即采用自由測站邊角交會法觀測CP控制點的同時也觀測CP、CP控制點；采用該方法時，至少應在連續(xù)兩個自由測站上觀測同一CP、CP控制點。（2）在CP、CP控制點上置鏡觀測CP控制點；當采用該方法時，在CP、CP控制點上置鏡觀測的CP控制點的個數至少為3個。CP控制網水平方向應采用全圓方向法進行觀測，若要采用分組觀測方法，那么必須要

28、有統(tǒng)一的歸零方向；對于0.5的智能型全站儀來說，水平方向觀測應滿足的主要技術要求如下：測回數不小于2次；半測回歸零差不大于6；不同測回同一方向2C互差小于或者等于9；同一方向歸零后方向值較差不大于6。根據高速鐵路實際施工的需要，可對高速鐵路CP控制網進行分區(qū)段測量，要保證每區(qū)段的長度不小于4km，相鄰區(qū)段的重疊CP控制點不少于6對，并且還要保證相鄰區(qū)段的重疊部分不在車站范圍內。對于相鄰區(qū)段的CP重疊點，前后區(qū)段獨立平差所得的重疊點坐標較差應3mm，否則不能進行區(qū)段搭接；若滿足了該條件，后一區(qū)段以該區(qū)段的CP、CP控制點以及前一區(qū)段的1-3對重疊的CP控制點作為約束點，重新進行平差計算，以達到將

29、各個區(qū)段連接在一起的目的。對于經過平差計算的CP控制網成果，我們要根據高速鐵路工程測量規(guī)范的精度要求檢查所得的CP控制網成果，只有完全達到精度指標要求的CP控制網成果，我們才能在高速鐵路施工、運營、維護各階段使用該CP控制網成果。1.3 本論文的研究內容及意義1.3.1 本論文的研究內容高速鐵路無砟軌道鐵路測量技術是無砟軌道鐵路建設成套技術中的一個重要組成部分，其中軌道控制網即CP網測量更是無砟軌道鐵路測量技術中的重要環(huán)節(jié)。CP控制網的可以用自由測站邊角交會法進行觀測，同時，利用傳統(tǒng)的三聯腳架法也可完成CP控制網的測量，為了能夠得到精度更高的外業(yè)觀測數據，我們需要對各種方法測得的CP網外業(yè)數據

30、進行平差處理，分析用不同方法測得的CP控制網的觀測數據之間的精度差異，進而得到最適合CP控制網的觀測方法；高速鐵路精密工程測量的目的是為了得到滿足高速鐵路精密工程測量要求的觀測數據來指導高速鐵路的施工、運營、維護、監(jiān)測等一系列的工作，因此，我們不僅要進行外業(yè)觀測，更重要的是對觀測數據進行平差處理，得到相應的點位、距離等一系列的精度指標，通過這些精度指標來判斷平差后CP控制點坐標值等數據是否滿足高速鐵路建設、運營及維護的精度要求。由于高鐵建設線路里程一般比較長，不可能一次性完成整條線路CP網的觀測，因此，必須把高鐵CP網劃分為若干個區(qū)段。為了保證整條線路的連續(xù)性，相鄰區(qū)段必須有部分重疊點，而這些

31、重疊點因為在不同的區(qū)段內均參與了所在區(qū)段的平差處理，因此會得到至少兩套重疊點坐標，為了將各區(qū)段連接為一條完整的線路，必須進行區(qū)段搭接。區(qū)段搭接的方法一般有約束搭接和余弦函數平滑搭接兩種，我們要比較這兩種搭接方法的優(yōu)缺點，對不同搭接方法所得的坐標進行進一步的精度分析，得到最適合CP控制網區(qū)段搭接的方法，并對CP坐標系與CP坐標系之間的坐標轉換問題進行研究。1.3.2 本論文的研究意義我國的高速鐵路雖然在最近一些年發(fā)展極為迅速，許多技術上已經處于世界領先水平，但是由于我國的高鐵建設的時間太短，許多技術是在國外引進的基礎上改進的得到的，比如說我國的CP控制網，它是隨著我國高速鐵路建設的需要而從德國引

32、進的的，因此我國的測量工作人員對該網的特點、觀測方法、平差計算方法以及能否滿足高速鐵路軌道平順性要求缺乏足夠的了解，在外業(yè)觀測以及內業(yè)數據處理方面有許多問題亟待解決。因此，我們要在吸收國外先進理論知識的同時，必須建立一套屬于自己的CP網從外業(yè)觀測到內業(yè)數據處理各個環(huán)節(jié)的完整的理論體系。正是由于我國在CP網的部分理論方面還不夠成熟，而這些問題亟待解決以指導高速鐵路建設，本文對CP網外業(yè)測量及內業(yè)數據處理過程進行系統(tǒng)的闡述，對CP網的平差原理及平差過程進行詳細的闡述，對CP網區(qū)段搭接問題進行深入的研究，并且通過對CP網外業(yè)實測數據進行實例分析來說明CP網內業(yè)平差處理的詳細步驟，借此希望能為我國的高

33、鐵建設做出一定的貢獻。第二章 CP平面網的外業(yè)測量及采集軟件簡介2.1 CP平面網的特點及外業(yè)測量原理2.1.1 CP平面網的特點CP控制網是起閉于基礎平面控制網（CP）或者線路平面控制網（CP），CP控制網具有圖形強度高、規(guī)律性強和易于進行觀測前的精度估算等特征。CP控制網的特點主要有以下幾點：（1）由于高速鐵路線路一般比較長，大多數線路在幾百公里甚至上千公里，因此CP控制網中控制點的數量極多，標準的CP網形每公里為16對點，。（2）CP控制網是一個三維控制網，且平面網和高程網彼此獨立。（3）控制點的位置、標志與傳統(tǒng)測量有很大的不同，CP控制點為空間中的某一點，而且具有強制對中標志。（4）C

34、P控制網的測量方法與傳統(tǒng)的測量方法也有很大的不同，在傳統(tǒng)的測量方法下，平面控制網的測量方法一般為邊角測量，而CP控制網的測量方法為自由測站邊角交會測量。（5）傳統(tǒng)的測量方法中，平面控制網多采用全站儀進行測量，而在CP控制網的測量作業(yè)中，傳統(tǒng)的全站儀已不能滿足測量工作的需要，多采用精度更高的測量機器人，測量機器人具有馬達驅動、獨立的視覺系統(tǒng)，常用的測量機器人有Leica TCA2003、Leica TCRA1201等；在高程測量中，CP高程網一律采用電子水準儀，如Trimble DiNi12、Leica DNA03等。（6）CP平面網測量中，測站及測點均采用強制對中，測點標志要求具有互換性和重復

35、安裝性。（7）由于CP控制網應用在高速鐵路中，而高速鐵路主要關心的是垂直于線路方向的精度，因此，CP平面控制測量中，縱向精度較高，而橫向精度相對于縱向精度來說不高。一般來說，CP控制點的縱向間距一般為60m，橫向間距為11m（車站除外），這就保證了CP控制網有很高的圖形強度以及規(guī)律性；CP點位空間中某一位置，設置有強制對中標志；CP標志可分為三部分：預埋件、連接件以及棱鏡，在進行外業(yè)觀測時，所使用的連接件以及棱鏡的標準應盡量統(tǒng)一，以避免因為硬件的標準不一致而造成不必要的觀測錯誤。2.1.2 CP平面網的外業(yè)測量過程CP平面控制網的外業(yè)測量是基于智能全站儀實現的，CP控制網是一個規(guī)則的矩形網，通

36、過自由測站邊角交會法，我們可以逐步完成對整個CP平面控制網的測量，其具體測量過程如下：圖2-1 CP網平面測量示意圖（1）將腳架大概擺放在如圖所示的A點位置，只整平不對中，作為CP平面控制網平面觀測的第一個測站，在第一測站上只需要觀測2對CP控制點，智能全站儀只需要觀測CP控制點的水平距離、方向。（2）將智能全站儀搬站至距離A點大概120m的B點處，以此處作為第二測站的測站點，第二測站需要觀測后面1對CP控制點和前面3對控制點，共需要觀測4對CP控制點。（3）智能全站儀搬站至距離B點約為120m的C點處，以此點作為CP平面控制網平面控制測量的第三測站，第3個測站所需要觀測的CP控制點前后各3對

37、，總計有6對CP控制點需要觀測。（4）按照這種方法,，將測站搬站至D點，重復以上觀測過程，每個測站均觀測6對CP控制點，在觀測過程中，若在該測站能看到CP控制點，則聯測CP控制點；逐步測量下去，直到完成對該區(qū)段所有CP控制點的觀測，并保證每個CP控制點至少被觀測3次。以上是對各區(qū)段CP控制網觀測的整體步驟，在各個測站上的具體觀測步驟如下：（1）儀器整平后，采用全圓觀測的方法，先盤左觀測所有CP控制點，此時，智能全站儀已記下所要觀測的所有CP控制點的位置。（2）智能全站儀自動觀測該測站剩余的觀測任務，根據儀器的精度不同，所需觀測的測回數也不同：如果使用0.5的智能全站儀進行觀測，至少需要觀測2個

38、測回；若是使用1的智能全站儀進行觀測，則至少需要連續(xù)觀測3個測回，根據工程的特殊要求，所需觀測的測回數還可能會有一定的增加。在對CP控制網進行復測時，由于我們已經有之前各個CP控制點的坐標，考慮到CP控制點的點位只要沒有特殊原因不會有太大的位置變化，我們可以在CP平面控制網復測前，提前將所需要觀測的CP控制網中所有的CP控制點坐標導入智能全站儀中，這樣，在自由測站邊角交會法進行外業(yè)測量中，每個測站上只需要觀測3個CP控制點的水平距離以及方向值就可以解算出測站點的坐標，在相應的測量軟件的控制下，智能全站儀就可以自動完成剩余的觀測任務，這種做法可以在一定程度上提高外業(yè)作業(yè)效率，進一步減少外業(yè)觀測人

39、員的觀測任務。在CP網復測時，在某些特殊情況下，比如智能機器人的激光對中裝置出現問題時，為了保證工程進度，在不影響觀測精度的情況下，可以采用上述方法。在進行CP網的外業(yè)測量時，還應該注意以下一些問題：（1）對于每個自由測站，在觀測前，都應先量測實時溫度和氣壓并輸入測量機器人中進行溫度氣壓改正，對進行氣象觀測的儀器精度也有一定的要求，一般情況下溫度和氣壓的誤差分別應控制在0.5和50Pa。（2）自由測站觀測CP控制點時，如果測站能看到CP或者CP點，則還要聯測CP和CP控制點，對于每個參與聯測的CP和CP控制點來說，每個聯測點至少被觀測2次，最好能聯測3次。（3）由于測量機器人的觀測受光線的影響

40、比較嚴重，因此，CP控制網的外業(yè)測量宜在晚上或者陰天進行且盡量避免強光直射；觀測前，還應確保測站附近沒有強烈震動源干擾。（4）在CP控制點預埋件上安裝連接件以及棱鏡時，應確保連接件與預埋件以及連接件與棱鏡能夠完全吻合，安裝完畢后，再次檢查棱鏡以確保棱鏡對準自由測站方向；在整個觀測過程中，盡可能使用統(tǒng)一的連接件和棱鏡，以免因棱鏡參數的不同而產生錯誤。（5）在進行CP平面控制網的外業(yè)測量時，應在每個測站上實時檢查所測外業(yè)數據是否合格，CP平面網外業(yè)測量成果精度控制的內容主要包括：半測回歸零差、同一方向不同測回歸零后方向值互差、同一測回不同方向2C值較差、不同測回同一方向距離值較差。2.2 CP平面

41、網外業(yè)測量一般規(guī)定及精度要求2.2.1 CP平面網外業(yè)測量的一般規(guī)定高精度的CP控制網是高速鐵路建設、運營、維護的基礎，為保證CP控制網的精度能滿足高速鐵路建設的需要，CP控制網必須滿足一下規(guī)定：（1）首先，對于CP控制點來說，CP控制點必須布設在牢固、不易被損壞及不易產生位移、變形的地方，一般情況下，可將CP控制點布設在路基兩側的基礎上，或者將其布設在橋梁的防撞壁、隧道的側壁上；在橋梁部分的CP控制網，應將CP控制點布設在橋墩固定端上方的防撞墻上。（2）CP控制點沿線路布設，縱向一般60m布設1個CP控制點，CP控制點必須成對出現，橫向間距一般為11m；在車站范圍內，由于軌道數量的增加，可酌

42、情擴大CP控制點的橫向間距。此外，CP控制點的空間位置一般應置于設計軌道面上方約30cm的平面上，并且盡量保持相鄰CP控制點等高。（3）CP控制點的預埋件應統(tǒng)一埋設在線路兩側的防撞墻里且埋設穩(wěn)固；預埋件要按照高速鐵路工程測量規(guī)范進行埋設：如果預埋件是豎直埋設，則預埋件埋設于防撞墻里并保持其鉛垂；如果預埋件是水平埋設，則預埋件必須保持嚴格水平。（4）為了便于測量機器人自動采集數據以及后續(xù)的平差處理工作，CP控制點的點號應進行統(tǒng)一標示：每個CP控制點均由7位數組成，從左到右依次編號，前四位為該CP控制點當前的里程數，若里程數不滿千、百、十公里數，為了保證編號的統(tǒng)一性，不滿的CP控制點點號公里數均加

43、零補滿4位公里數；在CP控制網中，各CP控制點的第五位編號均為3，表示該點為CP控制點；最后兩位數則表示CP控制點的順序，順序號沿里程增加方向依次增大，若順序號為單數，表示該CP控制點在里程前進方向的左側，反之，如果順序號為雙數，則表示該點再沿里程前進方向的右側。為保證與CP控制點的一致性，各個測站點的點號同樣也是由7位數組成：按照從左向右的方向，在CP控制網中，所有測站點的第一位編號均為大寫字母“C”，用來表示該點為自由測站點；自由測站點的第2-5位的編號表示該測站點所在的CP控制點的整公里數，其具體的處理方法與CP控制點的編號方法一致；最后兩位則用來表示測站的序號。CP控制網中CP控制點編

44、號系統(tǒng)對于測量機器人的自動測量以及后續(xù)的數據處理具有重大意義，由于編號的統(tǒng)一性，無論是對于控制測量機器人進行自動觀測的輔助軟件還是后續(xù)數據平差處理軟件的開發(fā)應用，都減少了許多工作量。（5）在進行CP平面網的測量前，必須首先要保證高速鐵路線路兩側50m范圍內的CP控制點的密度達到每600m-800m至少有1個CP控制點，若不能滿足要求，則按照等精度內插的方法內插出足夠的CP控制點；在進行CP高程控制網的測量之前，也必須檢查高速鐵路線路兩側50m范圍內的水準點是否滿足每2000m至少有1個水準點的要求，如果不滿足要求，則按照等精度內插的方法加密水準點，以滿足高程測量的要求。（6）用于CP控制網測量

45、的儀器的配置應滿足高速鐵路工程測量的要求，架設測量機器人所用的腳架宜采用木質腳架，用于水準測量的水準尺重量不應低于3kg，此外，為保證測量過程及平差處理過程的嚴謹性，用于控制測量機器人進行自動觀測的輔助軟件以及參與后續(xù)數據平差處理的軟件必須經過鐵道部的考核和審批后才能正式應用到CP控制網的外業(yè)測量和數據平差處理中。2.2.2 區(qū)段搭接的一般規(guī)定由于高速鐵路線路的長度一般長達幾百公里甚至上千公里，若想對整條線路的所有CP控制點進行外業(yè)測量并進行一次性的數據平差處理，無論對外業(yè)觀測人員還是對內業(yè)數據處理人員來說，都有很大的難度。為了方便外業(yè)觀測和內業(yè)的數據平差處理，可對整條線路的CP控制網進行分區(qū)

46、段觀測。為了保證CP控制網的連續(xù)性，CP控制網的區(qū)段劃分和區(qū)段搭接應滿足以下要求：（1）無論是CP平面控制網還是CP高程控制網，均可進行分區(qū)段觀測和平差處理，但是各個區(qū)段的長度不得小于4km；由于CP平面控制網和CP高程控制網各自都是獨立觀測的，因此，CP平面控制網和高程控制網的區(qū)段劃分也可以各自獨立進行。（2）每個CP控制網的區(qū)段的兩端應起止于CP或者CP控制點而且還要保證每一個CP或者CP控制點都至少與3個自由測站進行聯測。（3）對CP高程網來說，每個區(qū)段的CP高程網應至少與3個上一級的水準點進行聯測而且還要保證各區(qū)段的CP高程網的兩端均起閉于上一級的水準點。（4）為保證對后一區(qū)段進行約束

47、平差時有足夠的約束點，CP平面控制網相鄰的區(qū)段的重疊點宜為6對，這些重疊點在相鄰的兩個區(qū)段內都要進行外業(yè)觀測且這些點在各自的區(qū)段中的外業(yè)觀測和內業(yè)平差數據處理都能滿足相應的精度要求；為確保搭接點再搭接時不能有太大的位移變化，搭接點在前后兩個區(qū)段中的兩套坐標的（x,y）較差均不能大于3mm，如果不能滿足該要求，則不能進行區(qū)段搭接；在達到以上要求后，接下來就可以進行相鄰區(qū)段的搭接，總的來說，搭接方法可分為兩種：、約束搭接：前一區(qū)段的平差結果保持不變，以重疊點中的2對到3對CP控制點作為后一區(qū)段的約束點，聯合后一區(qū)段的CP、CP點對后一區(qū)段進行約束平差處理，平差結果也必須滿足精度要求。平差后，未約束

48、的搭接點作為檢查點，要求檢查點的坐標與該點在兩個區(qū)段分別平差后的坐標差值不應大于1mm，此時檢查點的最后坐標可采用前一區(qū)段的平差結果。、余弦函數平滑搭接：前一區(qū)段的平差結果不變，取出搭接點在相鄰兩個區(qū)段中的兩套坐標，以余弦函數作為定權模型對相鄰區(qū)段的兩套坐標進行加權重新計算，得到一套新的搭接點坐標；以后一區(qū)段的CP、CP點以及平滑后的搭接點坐標作為約束點對該區(qū)段重新進行平差計算，可得到后一區(qū)段的第二套坐標，以余弦函數平滑后的約束平差坐標作為后一區(qū)段的最后坐標，與約束搭接相比，余弦函數搭接更合理。2.2.3 CP控制測量精度要求在CP平面網的外業(yè)測量成果滿足精度要求的前提下，其內業(yè)平差處理結果也滿足高速鐵路工程測量的精度要求后，CP平面網的平差成果才能用于高速鐵路的建設、運營、維護等各項工作中。CP平面網在外業(yè)測量過程中的主要精度指標有：（1）水平方