高速鐵路無砟軌道CPIII測量作業(yè)指導(dǎo)書

1、 無砟軌道CP測設(shè)作業(yè)指導(dǎo)書XX鐵路客運專線無砟軌道CPIII測設(shè)技術(shù)71 無砟軌道CP測設(shè)作業(yè)指導(dǎo)書編制;朱博2011年4月9日目 錄1. 前言32. 基本概念或術(shù)語33. 適用范圍和特點44. CP控制網(wǎng)的主要技術(shù)指標55. CPIII測量標志與埋設(shè)96. CPIII測設(shè)前準備工作137. CPIII平面測量178 . CPIII高程測量269 CPIII控制網(wǎng)數(shù)據(jù)處理3610. CPIII網(wǎng)數(shù)據(jù)評估6211. CPIII網(wǎng)成果6412. CPIII網(wǎng)數(shù)據(jù)超標原因分析6513. 作業(yè)人員組成6714. 功效分析6715. 技術(shù)學(xué)習(xí)與培訓(xùn)6716. CPIII網(wǎng)測量操作注意事項67無砟軌道C

2、PIII測設(shè)作業(yè)指導(dǎo)書1. 前言無砟軌道CPIII測設(shè)是在設(shè)計單位已完成CP0、CPI、CPII、二等水準基礎(chǔ)控制網(wǎng)的測量工作后，并已經(jīng)完成基本的線下工作后；為滿足無砟軌道的鋪設(shè)要求，進一步布設(shè)高精度、均勻布置的測量網(wǎng)絡(luò)，即CPIII測量網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)高速鐵路工程測量規(guī)范，無砟軌道精密控制測量體系初步考慮按照三級布網(wǎng)控制，即：基礎(chǔ)框架平面控制網(wǎng)CP0,基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)CPI、線路控制網(wǎng)CP、基樁控制網(wǎng)CP。其中CP0、CPI、CP已由設(shè)計布網(wǎng)施測，施工單位完成復(fù)測?；鶚犊刂凭W(wǎng)（CP）是在CP0、CP、CP基礎(chǔ)上建立沿線路兩側(cè)接觸網(wǎng)立柱上布設(shè)的間隔5060m的三維控制網(wǎng)，在線下工程施工完成后建立，為無

3、砟軌道的底座板、軌道板、軌道鋪設(shè)和運營維護提供控制基準2. 基本概念或術(shù)語1、 基礎(chǔ)框架平面控制網(wǎng)CP0：為滿足線路平面控制測量起閉聯(lián)測的要求，沿線路每50km左右建立的衛(wèi)星定位測量控制網(wǎng)，作為全線勘測設(shè)計、施工、運營維護的坐標基準。2、基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)CP：在基礎(chǔ)框架平面控制網(wǎng)（CP0）或國家高等級平面控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上，沿線路走向布設(shè)，按GPS靜態(tài)相對定位原理建立，為線路平面控制網(wǎng)起閉的基準。在勘測階段按靜態(tài)GPS相對定位原理建立。點間距為4km左右，測量精度為GPS B級網(wǎng)。3、線路平面控制網(wǎng)CP：在基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)（CP）上沿線路附近布設(shè)，為勘測、施工階段的線路平面控制和軌道控制網(wǎng)起閉的基準。

4、可用GPS靜態(tài)相對定位原理測量或常規(guī)導(dǎo)線網(wǎng)測量，在勘測階段建立，點間距為8001000m左右。4、軌道控制網(wǎng)CPIII：沿線路布設(shè)的三維控制網(wǎng)，起閉于基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)（CP）或線路控制網(wǎng)（CP），一般在線下工程施工完成后進行施測，為軌道施工和運營維護的基準。CP網(wǎng)按自由設(shè)站邊角交會方法測量。點間距為縱向60m左右、橫向為線路結(jié)構(gòu)物寬度，測量精度為相鄰點位的相對點位中誤差小于1mm。 5、CP平面網(wǎng)的縱橫向閉合差：CP點間沿線路方向和垂直線路方向的長度閉合差，可用于評定CPIII平面網(wǎng)的外業(yè)觀測精度、探測CPIII網(wǎng)中觀測值的粗差等。6、精密水準測量：高速鐵路無砟軌道工程施工測量中，用于測量軌道控

5、制網(wǎng)CP各標志點高程的等級水準測量，其精度介于二等和三等水準測量之間，每公里高差測量的偶然中誤差為2mm/km和全中誤差為4mm/km。7、自由設(shè)站：在線路中線附近架設(shè)全站儀，測量線路兩側(cè)多對軌道控制網(wǎng)CPIII點的方向和距離，以確定儀器中心點的平面和高程位置。8、三網(wǎng)合一：高速鐵路工程測量的平面、高程控制網(wǎng)，按施測階段、施測目的及功能可分為勘測控制網(wǎng)、施工控制網(wǎng)、運營維護控制網(wǎng)。為了保證勘測、施工、運營維護各階段平面測量成果的一致性，應(yīng)該做到三網(wǎng)合一。也就是各階段平面控制測量應(yīng)以基礎(chǔ)框架平面控制網(wǎng)（CP0）為起算基準，高程控制測量應(yīng)以線路水準基點控制網(wǎng)為起算基準。3. 適用范圍和特點3.1

6、本施工作業(yè)指南適用于旅客列車設(shè)計行車速度300350km/h客運專線鐵路無砟軌道CP控制網(wǎng)的測設(shè)。3.2 CP控制網(wǎng)的特點1、 控制點數(shù)量眾多。沿線路方向通常每公里有16對即32個控制點；2 、精度要求高。每個控制點與相鄰5個控制點的相對點位中誤差均要求小于1mm；3、 控制的范圍長。線路有多長，控制網(wǎng)的長度就有多長； 4、 是一個平面位置和高程位置共點的三維控制網(wǎng)。目前CP三維網(wǎng)平面和高程是分開測量后合并形成共點的三維網(wǎng)，但其使用時卻是平面和高程同時使用的； 5、 控制點的位置、CP測量標志較傳統(tǒng)控制測量有很大不同?？刂泣c通常設(shè)置在接觸網(wǎng)桿上（路基部分）、防撞墻上（橋梁部分）和圍巖上（隧道部

7、分）。CP測量標志通常由永久性的預(yù)埋件、平面測量桿、高程測量桿和精密棱鏡組成； 6 、CP平面網(wǎng)是一個邊角控制網(wǎng)，但其測量方法較傳統(tǒng)邊角網(wǎng)測量有很大差異。傳統(tǒng)的邊角網(wǎng)測量儀器都是架設(shè)在控制點上進行觀測，距離必須進行往返觀測，但CP平面網(wǎng)卻采用自由設(shè)站進行邊角交會測量，而其距離只能進行單程觀測；7 、CP控制網(wǎng)測量的儀器均采用高精度和自動化程度高的電子測量儀器。其平面網(wǎng)測量要求全站儀具有電子驅(qū)動、目標自動搜索和操作系統(tǒng)功能的測量機器人；高程測量一律采用電子水準儀。8、測站和測點均強制對中，測點標志要求具有互換性和重復(fù)安裝性，X、Y、Z三維互換性和重復(fù)安裝性誤差要求小于0.3mm；9、圖形規(guī)則對稱

8、，多余觀測數(shù)多，可靠性強； 10、是一個標準的帶狀控制網(wǎng)，其縱向精度高、橫向精度略差； 11、CPIII的三維坐標點，是一個虛擬的控制點，其對應(yīng)的位置是CPIII目標組件中棱鏡的幾何中心。水準尺無法立在CPIII高程所對應(yīng)的點上進行水準測量。4. CP控制網(wǎng)的主要技術(shù)指標4.1 技術(shù)依據(jù) 高速鐵路工程測量規(guī)范TB10601-2009； 國家一、二等水準測量規(guī)范GB/T 12897-2006 坐標系與高程系：無碴軌道CPI、CPII測量網(wǎng)絡(luò)已完成，并具備較高的精度，為保證與CPI、CPII測量網(wǎng)絡(luò)的一致，CPIII測量網(wǎng)絡(luò)采用與CPI、CPII相同的平面坐標系。無砟軌道二等高程控制網(wǎng)采用的是85

9、高程基準，CPIII網(wǎng)絡(luò)的高程系定義同二等高程控制網(wǎng)一致。4.2 CP控制網(wǎng)測量的一般規(guī)定1、CP點沿線路布置時縱向間距宜為60m左右、橫向間距不超過結(jié)構(gòu)寬度，點位縱向里程差不宜大于1m。各CP控制點應(yīng)設(shè)于設(shè)計軌道頂面以上30cm的地方并應(yīng)大致等高。 2、CP點的編號宜統(tǒng)一標識。CP點的編號原則如下：點號由7位數(shù)字組成，前四位數(shù)字表示CPIII點所在里程的整公里數(shù)，第五位是“3”，表示是CPIII等級點，后兩位數(shù)字表示點的順序號。點的順序號為單數(shù)表示里程增加方向左線一側(cè)的點，點的順序號為偶數(shù)表示里程增加方向右線一側(cè)的點。按60米間距一對點計算，一公里范圍內(nèi)點數(shù)在32個36個范圍內(nèi)。如：點號為1

10、330307表示線路里程為1330公里至1331公里區(qū)間的CPIII點第07號，位于里程增加方向左線一側(cè)。里程數(shù)不足千公里時，在前面用“0”填充。點位名稱應(yīng)用油漆涂寫，顏色為白底紅字。4.3 CP控制網(wǎng)區(qū)段間的連接規(guī)定1、CP平面網(wǎng)區(qū)段的兩端應(yīng)起止在上一級控制網(wǎng)點（CP或CP）上，且宜保證有連續(xù)的三個自由測站與上一級控制網(wǎng)點聯(lián)測。2、CP高程網(wǎng)每一區(qū)段聯(lián)測上一級水準點的數(shù)量應(yīng)不少于3個，且CP高程網(wǎng)區(qū)段的兩端應(yīng)起止于上一級水準點上。 3、CP網(wǎng)區(qū)段與區(qū)段之間，至少應(yīng)該有六對（12個）CP點作為公共點在相鄰的兩區(qū)段中都要測量；這些點在各自區(qū)段中的觀測和平差計算應(yīng)滿足CP網(wǎng)的精度要求；除此之外，還

11、要滿足各自區(qū)段平差后的公共點X、Y、H坐標較差應(yīng)小于±3mm的要求；在達到上述要求后，前一區(qū)段CP網(wǎng)的平差結(jié)果不變，后一區(qū)段的CP網(wǎng)要再次平差，再次平差時除要約束本區(qū)段的上一級控制網(wǎng)點外，還要約束前一區(qū)段公共點中至少兩個公共點的坐標；這樣其他未約束的公共點在兩個區(qū)段分別平差后的坐標差值應(yīng)±1mm，以確保CP網(wǎng)的整體精度。最后公共點的坐標，應(yīng)該采用前一區(qū)段CP網(wǎng)的平差結(jié)果。 4.4 CPIII測量的技術(shù)要求表1 CPIII平面控制網(wǎng)主要技術(shù)指標控制網(wǎng)名稱測量方法方向觀測中誤差距離測量的中誤差可重復(fù)性測量精度相對點位精度CP平面網(wǎng)自由測站邊角交會±1.8±1

12、.0mm±1.5mm±1mm注：1 可重復(fù)性測量精度指：控制點兩次測量，其X、Y方向坐標差的中誤差。 2 相對點位精度指的是相鄰兩點間相對點位誤差橢圓長短軸平方和的開根號值。表2 水平方向觀測的技術(shù)要求控制網(wǎng)等級儀器等級測回數(shù)半測回歸零差同一測回各方向2C互差同一方向歸零后方向值較差2C誤差CP053696±1514696±15表3 導(dǎo)線測量水平角觀測技術(shù)要求控制網(wǎng)等級儀器等級測回數(shù)半測回歸零差2C較差同一方向各測回間角度較差CPIIIDJ14696DJ052484表4 距離觀測限差儀器精度等 級測距中誤差（mm）同一測回各次讀數(shù)互差（mm）測回間讀數(shù)較

13、差（mm）往返測平距較 差<5572mD5101015表5 CPIII高程控制網(wǎng)主要技術(shù)指標應(yīng)滿足控制網(wǎng)名稱測量方法測量精度等級MMW可重復(fù)性測量精度CP高程網(wǎng)水準測量精密水準±2mm±4mm±1.5mm注：1、M為根據(jù)水準測段往返測高差較差計算的每千米水準測量的高差偶然中誤差。2、MW為根據(jù)閉合環(huán)閉合差計算的每千米水準測量的高差全中誤差。3、可重復(fù)性測量精度指的是控制點兩次測量，其高程差的中誤差。偶然中誤差和全中誤差的計算公式，表中M和MW的計算公式分別為： 式中：測段往返高差不符值(mm)； L測段長或環(huán)線周長(km)； n測段數(shù)； W水準路線經(jīng)過各項修

14、正后的環(huán)線閉合差(mm)； N水準環(huán)數(shù)。表6 CP高程網(wǎng)精密水準測量的主要技術(shù)標準水準測量等級附合路線長度（km）水準儀等級水準尺觀測次數(shù)與已知點聯(lián)測附合或環(huán)線精密水準2DS1因瓦往返單程表7 CP高程網(wǎng)水準路線的主要技術(shù)標準水準測量等級限差（mm）測段的前后視距累計差（m）檢測已測測段高差之差往返測高差之差附合路線或環(huán)線閉合差精密水準±4±±±表8 CP高程網(wǎng)水準測量測站的主要技術(shù)標準水準測量等級前后視距差（m）視線高度（m）兩次讀數(shù)之差（mm）兩次讀數(shù)所測高差之差（mm）精密水準±20.3±0.5±0.7表9 不量儀器高

15、和棱鏡高的三角高程測量技術(shù)要求垂直角測量距離測量測回數(shù)兩次讀差 （）測回間指標差互差 （）測回差 （）測回數(shù)每測回讀數(shù)次數(shù)四次讀數(shù)差 （mm）測回差（mm）4±4.0±5.0±5.044±3.0±5.0表10 CP平面網(wǎng)平差計算取位的規(guī)定等級水平方向觀測值（）水平距離觀測值（mm）方向改正數(shù)（）距離改正數(shù)（mm）點位中誤差（mm）點位坐標（mm）CP平面網(wǎng)0.10.10.010.010.010.1表11 精密水準測量計算取位的規(guī)定等級往（返）測距離總和（km）往返測距離中數(shù)（km）各測站高差（mm）往（返）測高差總和（mm）往返測高差中數(shù)（mm

16、）高程（mm）精密水準0.010.10.010.010.010.15. CPIII測量標志與埋設(shè)5.1 CPIII測量標志1、鐵四院研制的CPIII測量標志 圖5-1 型精密三維測量標志實物照片 圖5-2 安裝筒已經(jīng)安裝到墻頂后的實物照片鐵四院CPIII測量標志的使用方法 圖5-3棱鏡測量桿安裝到安裝筒實物圖 圖5-4 完整的CPIII點平面測量標志安裝圖 圖5-5水準測量桿安裝到安裝筒實物圖 圖5-6水準尺在水準測量桿上立尺的實物圖2、CPIII標志組組裝圖。CPIII標志組裝配使用示意圖5.2 CP點的測量標志部件構(gòu)成CP點的測量標志應(yīng)由四部分的部件構(gòu)成，包括預(yù)埋件、棱鏡桿或連接器、水準測

17、量桿和預(yù)埋件保護蓋。水準測量桿的標高，應(yīng)能準確地傳遞到棱鏡的中心；CP點的測量標志應(yīng)采用不銹鋼的合金材料，使其具有抗銹蝕和抗腐蝕的性能。CP點測量標志各部件幾何尺寸的加工誤差，應(yīng)控制在±0.01mm±0.05mm之間。5.3 CP測量標志的加工和安裝精度的規(guī)定。CP測量標志的加工和安裝精度要求（單位mm）CP測量標志幾何尺寸的加工誤差重復(fù)性安裝誤差互換性安裝誤差精度指標±0.01±0.05±0.3±0.3注： 1 CP測量標志應(yīng)滿足“鐵建設(shè)200880號”文的相關(guān)要求。2 CP測量標志重復(fù)性安裝誤差和互換性安裝誤差，指的是X、Y、H三

18、方向的誤差均應(yīng)小于±0.3mm。5.4 無砟軌道施工測量的標志點布置1、CP點應(yīng)沿線路布置在路基兩側(cè)的接觸網(wǎng)桿或基礎(chǔ)、橋梁防撞墻、隧道側(cè)壁上，當CP點布置在橋梁防撞墻上時，點位應(yīng)設(shè)置在橋墩固定端上方的防撞墻上。在大跨度連續(xù)梁上等特殊地段，也可設(shè)置在活動端，但在使用時要加強CP點位精度的復(fù)核，以確認點的穩(wěn)定性。2、CP點沿線路布置時縱向間距宜為60m左右、橫向間距不超過結(jié)構(gòu)寬度，點位縱向里程差不宜大于1m。各CP點應(yīng)大致等高，其高度應(yīng)在設(shè)計軌道頂面以上30cm的地方。3、CP點的預(yù)埋件在埋設(shè)時，首先要保證其穩(wěn)固；若預(yù)埋件埋設(shè)在接觸網(wǎng)基礎(chǔ)頂面時，還要求其鉛垂；當預(yù)埋件橫向埋設(shè)時，要使預(yù)埋

19、件水平埋設(shè)。 4、埋設(shè)點位時需用工具，電鉆1臺，電纜線200米，高強度錨固劑，膠錘子等。CP、CPCPCP、CPCPCPIII測量標志的埋設(shè)位置-路基上 CPIII測量標志的埋設(shè)位置-橋梁上5. 5 布置CP控制點系統(tǒng)要求：基礎(chǔ)穩(wěn)定、安全不易破壞，易于維護，方便架設(shè)棱鏡，控制點便于均勻分布，線路兩側(cè)CP點布設(shè)相對應(yīng)。6. CPIII測設(shè)前準備工作CP平面控制網(wǎng)測量前，應(yīng)確保線路兩側(cè)50m范圍內(nèi)CP控制點的密度達到500m600m，否則應(yīng)同精度用GPS測量的方法加密CP控制點；CP高程控制網(wǎng)測量前，應(yīng)確保線路兩側(cè)50m范圍內(nèi)水準點的密度達到2000m左右，否則應(yīng)同精度用水準測量的方法加密水準點；

20、施測前應(yīng)檢查測區(qū)內(nèi)的CPII、CPIII點位埋設(shè)是否牢固或損壞，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時處理，進行補點或加固，并進行補測；測量完成的點位應(yīng)加明顯的警示標志，注意保護。6.1 CP控制網(wǎng)區(qū)段的劃分和區(qū)段之間的連接，應(yīng)滿足下列規(guī)定：1、CP網(wǎng)的區(qū)段定義為在上一級控制網(wǎng)點約束下進行本次平差計算的CP網(wǎng)的范圍。2、CP網(wǎng)（包括平面網(wǎng)和高程網(wǎng)）可分區(qū)段分別進行觀測和平差計算，區(qū)段的長度不宜低于4km，特殊情況下也可設(shè)置為2km一個區(qū)段。3、CP平面網(wǎng)區(qū)段的兩端必須起止在上一級控制網(wǎng)點（CP或CP）上，而且宜保證有連續(xù)的三個自由測站與上一級控制網(wǎng)點聯(lián)測。4、CP高程網(wǎng)要滿足區(qū)段中聯(lián)測的上一級水準點的數(shù)量不得少于3個

21、，而且CP高程網(wǎng)區(qū)段的兩端必須起止在上一級水準點上。5、CP網(wǎng)區(qū)段與區(qū)段之間，至少應(yīng)該有四對（8個）CP點作為公共點在相鄰的兩區(qū)段中都要測量；這些點在各自區(qū)段中的觀測和平差計算，應(yīng)該滿足CP網(wǎng)的精度要求；除此之外，還要滿足各自區(qū)段平差后的公共點X、Y、H坐標較差應(yīng)小于±3mm的要求；在達到上述要求后，前一區(qū)段CP網(wǎng)的平差結(jié)果不變，后一區(qū)段的CP網(wǎng)要再次平差，再次平差時除要約束本區(qū)段的上一級控制網(wǎng)點外，還要約束前一區(qū)段公共點中至少一個公共點的坐標；這樣其他未約束的公共點在兩個區(qū)段分別平差后的坐標差值應(yīng)1mm，以確保CP網(wǎng)的整體精度。最后公共點的坐標，應(yīng)該采用前一區(qū)段CP網(wǎng)的平差結(jié)果。6

22、.2 CP平面控制網(wǎng)在施測前，應(yīng)進行詳細的技術(shù)方案設(shè)計。技術(shù)方案設(shè)計的內(nèi)容，應(yīng)該涉及以下方面的內(nèi)容：CP點的埋設(shè)與編號設(shè)計、與上一級控制點的聯(lián)測方案設(shè)計、CP觀測網(wǎng)形設(shè)計、測量方法與精度設(shè)計、所需要的儀器設(shè)備及其周期檢定計劃、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理方法設(shè)計、人員組織計劃、應(yīng)提交的成果資料清單和質(zhì)量保障措施以及安全生產(chǎn)的注意事項等。6.3 CP平面控制網(wǎng)觀測前，應(yīng)做好充分的準備工作。準備工作應(yīng)該包括：CP點的埋設(shè)與編號，全站儀、棱鏡、木質(zhì)腳架、溫度計、氣壓計、外業(yè)采集軟件等測量儀器和設(shè)備的準備，人員的組織與分工，內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理軟件的準備與培訓(xùn)等。6.4 CP平面控制網(wǎng)的外業(yè)觀測，應(yīng)該采用全站儀自由測站邊角交

23、會的測量方法。觀測時，宜從區(qū)段的一端依次觀測至區(qū)段的另一端。6.5 CP平面網(wǎng)水平方向觀測，應(yīng)采用多測回的全圓方向觀測法進行觀測。既可以采用全部CP點放在一起觀測的全圓方向觀測法，也可以采用將CP點分成兩組觀測的分組全圓方向觀測法。分組全圓方向觀測法，應(yīng)保證分組的零方向應(yīng)該相同，同時還要求至少有一個CP點在兩組中都要觀測，而且在兩組中這一個CP點歸零后的方向值較差應(yīng)小于6。6.6 CP平面網(wǎng)的距離測量，應(yīng)采用以下的多測回距離觀測法：盤左和盤右分別對同一個CP點進行距離測量，把盤左和盤右距離測量的平均值作為一測回的距離測量值；每個CP點距離測量的測回數(shù)應(yīng)與水平方向相同，各測回測量的距離較差應(yīng)1.

24、5mm。在全圓方向觀測的同時，對CP點進行距離測量。6.7 CP平面網(wǎng)外業(yè)觀測成果的質(zhì)量評定與檢核的內(nèi)容，應(yīng)該包括：半測回歸零差、同一測回各方向2C較差、不同測回同一方向歸零后方向值互差、同一CP點各測回距離較差、由相鄰測站測量的觀測值計算的相鄰CP點橫向和縱向距離的相對閉合差等的檢核。6.8 CP平面網(wǎng)內(nèi)業(yè)平差計算和基礎(chǔ)控制資料的選用，應(yīng)滿足下列原則：1、CP平面網(wǎng)外業(yè)觀測的數(shù)據(jù)質(zhì)量全部合格后，方可進行內(nèi)業(yè)的平差計算。2、CP平面網(wǎng)應(yīng)采用約束聯(lián)測的上一級控制點坐標的方法進行平差計算，平差后任意相鄰CP點的相對點位中誤差應(yīng)該滿足限差要求。3、若CP自由網(wǎng)平差后任意相鄰CP點的相對點位中誤差，能

25、夠滿足限差要求，而約束聯(lián)測的上一級控制點坐標平差后，任意相鄰CP點的相對點位中誤差又不能夠滿足限差要求時，應(yīng)檢測上一級控制點的穩(wěn)定性和精度；若上一級控制點的穩(wěn)定性欠佳或原測量精度未能滿足CP控制網(wǎng)的精度要求，則該控制點不能作為CP平面網(wǎng)約束平差的起算點。當確認上一級控制點的穩(wěn)定性欠佳、或精度不符合規(guī)定要求時，應(yīng)與設(shè)計單位協(xié)商，由設(shè)計單位對上一級控制點的成果進行改正。4、若某一區(qū)段的CP平面網(wǎng)剛好跨越投影帶邊緣，則該區(qū)段的CP平面網(wǎng)應(yīng)該在兩側(cè)的投影帶中分別進行約束平差，并提交左右投影帶中兩套CP平面網(wǎng)的坐標成果，此時兩套坐標成果都應(yīng)該滿足精度要求。而用于約束該區(qū)段CP平面網(wǎng)的CP點，也應(yīng)該有左右

26、投影帶中的兩套坐標（可通過專用的坐標換帶計算軟件進行換帶計算）6.9測量儀器準備 1、CPIII平面控制網(wǎng)的測量儀器全站儀推薦下列全站儀： （1）若采用Leica TCA2003進行CP測量，所需的設(shè)備名稱與數(shù)量要求如表所示。CP測量設(shè)備名稱與數(shù)量一覽表（TCA2003） 若晚上作業(yè)，還需配備LED手電筒（每人壹把），用于安置棱鏡和全站儀望遠鏡十字絲照明以及溫度計、氣壓計和足夠的全站儀所需的電池、充電設(shè)備。（2）儀器鑒定由于CPIII的精度要求高，除了儀器定期通過相關(guān)部門鑒定之外，每天在使用之前還要對儀器進行檢校，以保證每次測量的真實性和準確性。用于進行氣象改正的溫度計，其測量精度應(yīng)不低于&#

27、177;0.5。用于進行氣象改正的氣壓計，其測量精度應(yīng)不低于±50Pa。（3）棱鏡篩選 為了保證CPIII的重復(fù)性，要求棱鏡的可互換性較高，因此在測量之前，對所有棱鏡進行篩選比對，找出互換性較好的使用。2、CPIII高程控制網(wǎng)的測量儀器推薦下列電子水準儀：Leica DNA03、Trimble DINI（1）水準儀觀測精度必須滿足每公里測站高差觀測中誤差小于±0.3mm。采用數(shù)字水準儀時，數(shù)字水準儀系統(tǒng)分辨率（10米視距）優(yōu)于0.02mm。水準儀器技術(shù)指標儀器技術(shù)指標指標限差儀器技術(shù)指標指標限差標尺彎曲差4.0mm測微器任一點回程差0.05mm一對標尺零點不等差0.10mm

28、視線觀測中誤差0.55標尺基輔分劃常數(shù)偏差0.05mm調(diào)焦透鏡運行誤差0.15mm標尺底面垂直性誤差0.10mmi角15標尺名義米長偏差100m2C角40一對標尺名義米長偏差50m豎軸誤差0.10mm測前后一對標尺名義米長變化30m自動安平水準儀磁致誤差0.04標尺分劃偶然中誤差13m垂直度盤測微器行差1.00傾斜螺旋隙動差2.0一測回垂直角觀測中誤差1.50測微器全程行差1格自動安平水準儀補償限差0.03（2）儀器檢校 所有儀器必須是經(jīng)過檢校，并且在測量工作完成時均屬檢校有效期內(nèi)。水準儀的設(shè)備名稱與數(shù)量要求2臺高精度水準儀及配套高精度水準尺；4架尺撐；4個尺墊。水準尺應(yīng)采用整體因瓦水準標尺，

29、與水準儀配套的尺墊，其重量應(yīng)不低于3kg。與水準儀配套的腳架，應(yīng)采用木質(zhì)腳架。7. CPIII平面測量7.1 CPIII平面測量要求CPIII控制網(wǎng)采用自由設(shè)站后方交會的施測方法進行測量的，每次測量三個測回，共測量兩次，以進行對比，其主要網(wǎng)形如下：測站間距為120m的CP平面網(wǎng)觀測網(wǎng)形示意圖每站測設(shè)12個點，每次開始起始于一個CPI/CPII點，最后終止于另一個CPI/CPII點，每次搬站移動120m，測設(shè)過程中應(yīng)保證每個點最少測設(shè)3次。在測設(shè)的同時，當線路附近有CPI、CPII時，應(yīng)將其納入聯(lián)測范圍內(nèi)，并且最少聯(lián)測2次，最好3次，聯(lián)測長度應(yīng)控制在200m范圍內(nèi)，按照上述平面測量網(wǎng)的布設(shè)要求，

30、在每個自由設(shè)站點上要觀測12個CPIII點和附近CPI、CPII點。這樣可保證每個CPIII點能被三次獨立觀測，從而提高觀測的可性度。 在通視良好情況下，應(yīng)采用圖7-1的網(wǎng)形進行CP平面網(wǎng)的外業(yè)觀測。此時自由測站間距約為120m、每個測站應(yīng)該觀測12個CP點、每個CP點至少應(yīng)保證有三個方向和三個距離的交會。 圖7-1 測站間距為120m的CP平面網(wǎng)觀測網(wǎng)形示意圖在通視不好情況下，可采用圖7-2的網(wǎng)形進行CP平面網(wǎng)的外業(yè)觀測。此時自由測站間距約為60m、每個測站應(yīng)該觀測8個CP點、每個CP點至少應(yīng)保證有四個方向和四個距離的交會。圖圖7-2 測站間距為60m的CP平面網(wǎng)觀測網(wǎng)形示意圖7.2 CPI

31、II控制網(wǎng)數(shù)據(jù)采集1、平面測量全站儀設(shè)置（TCA2003）和CP DMS使用全站儀內(nèi)置智能采集軟件，是專為我國無砟軌道鐵路施工中CP控制網(wǎng)測量數(shù)據(jù)采集而設(shè)計的外業(yè)觀測自動化控制軟件。該軟件可運行在徠卡TCA2003、徠卡TCRP1201+上，按設(shè)定參數(shù)自動完成多測回全圓方向和距離觀測，同時將合格數(shù)據(jù)記錄到全站儀的CF卡上。CPIII控制網(wǎng)數(shù)據(jù)采集軟件的主要功能框圖如下：第一步：啟動儀器，進入儀器主菜單，利用上下方向鍵選擇CPIII（3IN1）Auto-meas(WHHG),即為武漢恒光開發(fā)的高速鐵路CPII、CPIII智能外業(yè)采集軟件。第二步：按右邊數(shù)字鍵盤該程序?qū)?yīng)的數(shù)字，進入程序： 這時，

32、可以看到程序分為多個功能模塊,分別是：CPIII測量CPIII平面&高程測量CPII導(dǎo)線測量限差設(shè)置其它設(shè)置退出第三步：在右側(cè)的數(shù)字鍵盤上選擇4進行限差設(shè)置和測回數(shù)控制設(shè)置：這里從上到下內(nèi)容依次為：測回數(shù)：水平角半側(cè)會歸零差：水平角2C差：水平角測回間較差：測距測回內(nèi)較差：測距測回間較差：豎直角2C差：按照需要設(shè)置好限差、測回數(shù)，依次設(shè)置完成后，按F2鍵（save）保存，F(xiàn)5（Canel）退出。第四步：在主畫面，進入到其它設(shè)置：其他設(shè)置里包括8點模式和12點模式。特注：此兩項設(shè)置完成后，在連續(xù)測量時不用再進入改變。CPIII平面控制網(wǎng)測量：第一步：在如前的主畫面，可以按右邊鍵盤數(shù)字鍵1

33、或用黃色方向鍵走動黑色條形光標到目標程序（CPIII測量），進入后畫面如下：用戶輸入自由測站（Free Station）點編號如001（一新測段開始輸入，其后連續(xù)測站無需再輸，程序自動遞增測站點編號）,輸入聯(lián)測點(CPII)編號（如本站需聯(lián)測，不聯(lián)測則為空，不輸入）；測站點儀器高和聯(lián)測點棱鏡高無需輸入，按照缺省。整個CPIII測量流程：完成本畫面輸入后，按F1Edit輸入需要測量的CPIII點編號；再按F2Study學(xué)習(xí)對各個CPIII點位置定位，儀器對其自動記憶；接著按F3Meas測量，機器人自動完成CPIII點測量，如測量過程中超限將自動停止測量，測量完成后，超限重測，不超限按F1Save

34、測量數(shù)據(jù)存盤。完成一個自由站CPIII測量，關(guān)機，搬站，進行下一站CPIII測量。F4<Old_S表示原站，在某些站測完保存之后對數(shù)據(jù)不滿意可直接按原站重測，如從001跳到002，F(xiàn)5New_S反之表示新站，如從002跳到001.第二步：在如上畫面菜單，按F1Edit，輸入待測各個CPIII點編號：如需輸入或修改12個CPIII點其中某一個編號，直接將光標移動到相應(yīng)的位置修改即可，F(xiàn)3AuNUM為自動編號功能在連續(xù)輸入三個有效地連續(xù)編號后，按F3即可自動編好剩下的CPIII點編號，編號完成后，按F1Save保存，并返回到上級菜單畫面。12個CPIII點編號如下： 2 4 6 8 10 1

35、2O O O O O O 303308 303306 303304 303302 302332 302330 M (自由站)-à 測量前進方向303307 303305 303303 303301 303331 302329O O O O O O 1 3 5 7 9 11M為自由設(shè)站點，O為cpiii點，每次測量12個CPIII點，各點編號總是以測站點為參考點，延測量前進方向，左雙右單，編號遞增原則定12序號。第三步，按F2Study，進入到學(xué)習(xí)界面，分別對12個CPIII點按其序號位置定位測量，如有聯(lián)測點，按F3F_CP2定位記憶聯(lián)測點位置。第四步：對CPIII點進行定位記憶，按F

36、1CP3，進入如下視圖畫面：分別按編輯框序號，將儀器對準視圖序號對應(yīng)的實際CPIII目標點，按F1Meas測量目標點位置，當對應(yīng)點后面的“+”成“y”,并且變上方的點號自動跳轉(zhuǎn)到下一個的時候，該店定位完成。完成所有CPIII目標定位后，按F5OK保存并返回到前以畫面。 若是在連續(xù)站測量的時候，對目標時會有一個F3Au_Num表示自動對點功能，即每一站有重復(fù)的8個點和新增加的四個點，在對CPIII點定位的時候只需要手動的對兩個重復(fù)點和四個新增加的點，然后按F3機器人即可自動完成其他點的定位。完成CPIII點定位測量和聯(lián)測點定位測量后，按F5OK，返回到CPIII測量主畫面：第五步：在主畫面下按F

37、3Meas按鈕，此時按F3，程序自動完成CPIII測量，測量過程中，每測量一個目標點顯示相應(yīng)5個指標數(shù)據(jù)：畫面顯示的內(nèi)容依次是：當前測量點點號：（112301） 測量點臨時編號：1測量進程：當前測回數(shù)總測回數(shù) -：上（下）半測回/2半測回 -：當前測量點/全部點測量數(shù)據(jù)：-à斜距：水平角： 平距：豎直角： 高差：整個測量完成后提示用戶如下畫面：方括號內(nèi)為限差值，超限重測，未超限保存，搬下一站。8 . CPIII高程測量8.1 CP高程控制網(wǎng)在施測前，應(yīng)進行詳細的技術(shù)方案設(shè)計。技術(shù)方案設(shè)計的內(nèi)容，應(yīng)該涉及以下方面的內(nèi)容：CP點的埋設(shè)方案與編號設(shè)計、與上一級水準點的聯(lián)測方案設(shè)計、水準路線

38、設(shè)計、測量方法與精度設(shè)計、所需要的儀器設(shè)備及其周期檢定計劃、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理方法設(shè)計、人員組織計劃、應(yīng)提交的成果資料清單和質(zhì)量保障措施以及安全生產(chǎn)的注意事項等。8.2 CP高程控制網(wǎng)的外業(yè)觀測，應(yīng)該采用單程精密水準測量的方法進行；而CP點與上一級水準點的高程聯(lián)測，則應(yīng)該采用獨立往返精密水準測量的方法進行。CP高程網(wǎng)外業(yè)觀測成果的質(zhì)量評定與檢核的內(nèi)容，應(yīng)該包括：測站數(shù)據(jù)檢核、水準路線數(shù)據(jù)檢核和每千米水準測量的高差偶然中誤差的計算，當CP水準網(wǎng)的環(huán)數(shù)超過20個時還要進行每千米水準測量的高差全中誤差的計算。8.3 CP高程控制網(wǎng)觀測前，應(yīng)做好充分的準備工作。準備工作應(yīng)該包括：CP點的埋設(shè)與編號，水準儀、

39、水準尺、尺墊、木質(zhì)腳架等測量儀器和設(shè)備的準備，人員的組織與分工，內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理軟件的培訓(xùn)等。8.4 CP高程控制網(wǎng)的外業(yè)觀測，應(yīng)采用精密水準測量的方法進行；CP點與上一級水準點的聯(lián)測采用獨立往返精密水準測量的方法進行；CP高程控制網(wǎng)采用單程精密水準測量的方法觀測，與測區(qū)內(nèi)二等水準基點的聯(lián)測采用獨立往返精密水準測量的方法進行，每兩公里聯(lián)測一個水準基點，每一區(qū)段應(yīng)至少與三個水準基點進行聯(lián)測，形成檢核。8.5 CPI、CPII以及二等水準點的復(fù)測為了保證CPIII測量的可靠性和準確性，在CPIII正式測量之前，必須對管段內(nèi)CPI、CPII和二等水準點進行全面復(fù)測，對于破壞的點要進行重新布設(shè)和測量，并上

40、報設(shè)計院批準。按照設(shè)計要求，對于距離超過1km的CPII要進行加密，其規(guī)范等級和CPII一樣。8.6 CPIII高程控制網(wǎng)的測量網(wǎng)形CP高程網(wǎng)測量方法形成的四邊形閉合環(huán)（圖中空心箭頭組成的圖形）為規(guī)則的矩形，因此簡稱此方法為矩形法。矩形法CP高程網(wǎng)測量可只進行單程觀測。矩形法水準測量閉合環(huán)的情況如下圖所示。其中，箭頭方向為高差傳遞方向。由圖可知，每相鄰兩對CP點均構(gòu)成獨立的矩形閉合環(huán)，方便形成閉合差檢核，可靠性高。 8.7 三角高程傳遞方法當橋面與地面間高差大于3m、地面上水準點高程無法直接傳遞到橋面CP點上時，應(yīng)選擇橋面與地面間高差較小的地方進行CP點高程上橋測量。不量儀器高、棱鏡高的中間設(shè)

41、站三角高程測量原理示意圖中間設(shè)站三角高程測量方法，就是在沒有儀器高和棱鏡高量取誤差的情況下，求出點A和點B的高差。 1、中間設(shè)站三角高程測量應(yīng)滿足規(guī)范的主要技術(shù)要求。采用該方法傳遞高程時，前后視必須使用同一個棱鏡，橋上水準點使用CP標志，且觀測過程必須確保棱鏡高度不變。儀器到棱鏡的距離宜小于100m，最大不應(yīng)超過150m；儀器到前視棱鏡和后視棱鏡的距離應(yīng)盡量相等，一般差值不宜超過5m，垂直角應(yīng)小于28°；觀測時，要準確測量溫度、氣壓值，以便進行邊長改正。 2、高程測量時，上橋聯(lián)測時采用兩次設(shè)站，兩次設(shè)站高差較差小于等于1.5mm時，取兩次高差的均值作為聯(lián)測成果。3、不量儀器高和棱鏡高

42、的三角高程測量技術(shù)要求見表9。當橋面與地面間高差大于3m、地面上水準點高程無法直接傳遞到橋面CP點上時，應(yīng)選擇橋面與地面間高差較小的地方進行CP點高程的上橋測量。高程上橋測量可采用懸掛銦鋼帶尺水準測量的方法進行高程傳遞。懸掛銦鋼帶尺水準測量進行高程上橋測量的高差，應(yīng)進行水準尺零點差改正、溫度改正、銦鋼帶尺的尺長改正。8.8 儀器設(shè)置：以Leica DNA03為例機載線路測量程序操作說明書程序上載使用Leica Geo Office上載程序。1、在儀器窗口中選擇DNA，并選擇通訊端口完成后點Upload，進入下面界面 選擇上載程序，然后點擊“下一步”，程序開始上載，等待其完成。線路測量2、應(yīng)用程

43、序選擇在儀器上按PROG 進入應(yīng)用程序界面，用上下鍵選擇線路測量新建作業(yè)在線路測量中，選擇作業(yè)按回車，進入如下界面：Job：作業(yè)名稱；Oper：操作人員；Comt1：作業(yè)描述1；Comt2：作業(yè)描述2；：返回上一級，不創(chuàng)建作業(yè)。：確認創(chuàng)建作業(yè)，進入下一步，線路測量設(shè)置。Name：輸入將要測量的線路名稱；Meth：作業(yè)方法選擇，本程序中有BF，aBF，BFFB，aBFFB四中方法可以選擇；PtID：線路起始點點號；H0：線路起始點高程值；Staf1：標尺1描述；Staf2：標尺2描述；3、線路測量方法選擇線路測量方法中有BF雙轉(zhuǎn)點模式；BF常規(guī)模式；aBF往測（奇數(shù)站后前，偶數(shù)站前后）；aBF返

44、測（奇數(shù)站前后，偶數(shù)站后前）；aBFFB往測（奇數(shù)站后前前后，偶數(shù)站前后后前）；aBFFB返測（奇數(shù)站前后后前，偶數(shù)站后前前后）；使用方向鍵選擇返測或雙轉(zhuǎn)點測量模式。選擇BF雙轉(zhuǎn)點測量模式：選擇BF常規(guī)測量模式：選擇BFFB雙轉(zhuǎn)點測量模式：選擇BFFB常規(guī)測量模式：選擇aBF返測模式：選擇aBF常規(guī)測量模式：選擇aBFFB返測模式：選擇方法后直接用    進入下一步，進入常規(guī)或往測測量模式。 限差設(shè)置Precise：激活精密模式；DistBal：視距差設(shè)置；MaxDist：測站最大視距；StafEnds：標尺最大最小讀數(shù)設(shè)置；StatDif： 測站高程差；B-B/

45、F-F：前后視兩次讀數(shù)差；DistB-F：測站前后視距差；TurnDif：轉(zhuǎn)點差；4、限差值設(shè)置在打開上述限差后，使用定位鍵，選擇  值 ，進行限差值設(shè)定。TDistBal：累計視距差限差值；MaxDist：測站最大視距限差值；StafHigh：標尺最大讀數(shù)限差值；StafLow：標尺最小讀數(shù)限差值；StatDiff： 測站高程差限差值；B-B/F-F：前后視兩次讀數(shù)差限差值；DistB-F：測站前后視距差限差值；TurnDif：轉(zhuǎn)點差限差值；MinDist: 最短視距值設(shè)置；默認：使用系統(tǒng)默認值；5、開始線路測量在線路測量界面中，可以看到測量方法，以及測站數(shù)，查看測量值，

46、完成一站測量時，可以查看測站數(shù)，閉合差值，簡碼等測站和讀數(shù)信息。      測量過程中，如果在未完成當前測站測量時退出測量，將本站不完整的測量數(shù)據(jù)刪除，再次進入該線路測量作業(yè)時，會提示是否重新繼續(xù)原來線路測量。線路平差線路平差程序可進行單一水準線路的平差?？梢远x線路上任意兩個點為控制點，但要輸入控制點的高程。程序計算閉合差、然后平差并記錄線路上所有點。開始水準線路平差。“ 默認 ” ：重新設(shè)置Meth、a、b和Adj的缺省參數(shù)。Job：選擇含有線路的作業(yè)。Line：在當前作業(yè)中選擇水準線路。這條線路就是要用線路水準測量程序平差的線路。如果沒有

47、要平差的線路，儀器顯示符號“ ”。Meth.：可以用兩種方法進行水準線路平差，兩種方法都可以計算閉合差容許值。Meth.   By Distance（按距離）：閉合差容許值 ， L線路總長Meth.   By Station（按測站）：閉合差容許值 ，n測站總數(shù)a和b：用以計算閉合差容許值的普通參數(shù)。Adj.：可以選擇三種不同類型的點和它們的組合：線路點、碎部點和放樣點。所有選擇的點都可以平差。按壓  顯示：“重設(shè)”：重新把已知點和高程H設(shè)置成缺省值。 Fixpoint 1:   Fixpoint 1的缺省是水準線

48、路的第1點，但可以選擇線路的任意點。Fixpoint 2:   Fixpoint 2的缺省是水準線路的終點，但可以選擇與Fixpoint 1不同的任意點。H:H的缺省是測量高程。在選擇已知點點號之后，輸入已知高程。改變已知點點號要重新設(shè)置H。計算閉合差并查看結(jié)果。如果閉合差超限，就顯示超限信息。  Close：在第2個已知點處計算線路閉合差。Tol .：根據(jù)選擇的平差方法計算閉合差限差。/Sat .:計算每站的閉合差。Meth .：平差使用的方法，例如“按距離”?！?平差 ”：平差并記錄所選類型的各點。 移動查看所有的平差點。   退

49、出線路平差程序。PtID：當前點號和類型。例如，顯示Line-Point（線路點）。平差點也可以在數(shù)據(jù)管理器瀏覽。H NEW：平差高程。H Ori：  原始測量高程。Reside:殘差或H new和H ori之間的差。  使用適當GSI格式的窗口，可以讀出所有平差點的高程和平差結(jié)果，保存在PC卡的文件或者轉(zhuǎn)存到PC計算機。 9 CPIII控制網(wǎng)數(shù)據(jù)處理9.1 CP網(wǎng)縱橫向閉合差的組成及其計算原理1、CP網(wǎng)橫向閉合差的組成及其計算從下圖可以看出，CP網(wǎng)中的任意兩個相鄰的自由測站點和任意一對CP點可以形成下列4種不同的閉合圖形。 (a) (b) (c) (d) 任意兩個相鄰的自

50、由測站點和任意一對CP點組成的閉合圖形示意圖上圖中，A、B為任意兩相鄰的自由測站點， 點1到8為CP點。從上圖 還可以看出，CP網(wǎng)中的任意兩個相隔的自由測站點和這兩個測站重疊觀測的兩對CP點，還可以形成下列兩種不同的閉合圖形，見下圖 。 (a) (b) 任意兩個相隔的自由測站點和這兩個測站重疊觀測的CP點組成的閉合圖形示意圖圖中的每個四邊形圖形都是一個獨立的閉合圖形，每個閉合圖形中有兩個角度觀測值和4個距離觀測值，即觀測值數(shù)n=6；上述每個閉合圖形都是全測邊、部分測角的邊角網(wǎng)，這樣的邊角網(wǎng)的必要觀測數(shù)據(jù)是t=2×4-3=5，因而每個閉合圖形中的多余觀測數(shù)為r=n-t=1，也即每個閉合

51、圖形中應(yīng)該有一個閉合差條件。由于上述各閉合圖形中在CP點處均未設(shè)站測角，因而該閉合圖形中沒有角度閉合差條件，也無法得到坐標增量閉合差條件。通過對圖中的閉合圖形的研究可以發(fā)現(xiàn)，同一對CP點間的距離，可以通過不同測站的觀測值按照余弦定理分別計算得到，如果各個測站的觀測值沒有觀測誤差的話，那么通過不同測站的觀測值分別計算的同一對CP點間的距離應(yīng)該相等，這就是圖2和圖3中每個閉合圖形的閉合差檢核條件。由于同一對CP點的距離，基本上與線路方向垂直，因此這樣的閉合差應(yīng)該稱之為CP網(wǎng)的橫向閉合差。上述CP網(wǎng)的橫向閉合差可以用相對閉合差的形式來表示，亦即同一對CP點橫向距離的相對中誤差?，F(xiàn)以圖4.2.10.1

52、 (a)中1、2兩CP點橫向距離的相對中誤差的計算為例，介紹其計算原理。在三角形1A2中，設(shè)1A2=，自由測站點A到1、2兩CP點的水平距離分別為和，則1和2兩CP點的水平距離可以通過余弦定理計算得到，即 （1）對式（1）取全微分并運用協(xié)方差傳播律，可得到本次測量的中誤差： （2）式中： 其中：S以m為單位；、以及可以根據(jù)全站儀的標稱精度推算。同理，在三角形1B2中，設(shè)1B2=，自由測站點B到1、2兩CP點的水平距離分別為和。類似地按式（1）、（2）也可計算出水平距離及其中誤差。由于受到環(huán)境、儀器、人為等因素的影響，由相鄰自由測站測量的觀測值計算的1、2兩CP點的橫向距離一般不相等，所以1、2兩CP點的橫向距離閉合差為： （3）對式（3）運用協(xié)方差傳播律，可得1、2兩CP點橫向距離閉合差的中誤差： （4）考慮到偶然誤差的規(guī)律性，可取