精測網(wǎng)施工加密及CPIII測量方法

高速鐵路(客專)精測網(wǎng)施工加密

與CPIII測量方法高山samgau_cn南交通大學(xué)測量工程系提要一、高速鐵路精測網(wǎng)簡介二、精測網(wǎng)施工加密測量方法三、CPIII測量介紹四、注意事項一、高速鐵路精測網(wǎng)簡介高速鐵路精測網(wǎng)為一次布設(shè)、統(tǒng)一測量、整網(wǎng)平差；按鐵道部的要求為“三網(wǎng)合一”，即勘測、施工、運(yùn)營維護(hù)三個階段的控制網(wǎng)合用一個控制網(wǎng)，滿足勘測設(shè)計、建設(shè)施工、運(yùn)營管理等各方面應(yīng)用；平面位置基準(zhǔn)；高程位置基準(zhǔn)。一、高速鐵路精測網(wǎng)簡介平面控制測量精密控制測量平面控制網(wǎng)按分級布網(wǎng)的原則，分四級布設(shè)：第一級為坐標(biāo)基準(zhǔn)站網(wǎng)（框架網(wǎng)CP0）CP0一般每50km左右設(shè)置一座，按國家B級GPS網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)施測，目的是引入并固定平面控制網(wǎng)的位置基準(zhǔn)。（高鐵的實際情況，問題的由來與建議，新規(guī)范制定的討論）經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)，根據(jù)《中華人民共和國測繪法》，我國自2008年7月1日起啟用2000國家大地坐標(biāo)系。為此，國家測繪局6月18日發(fā)布公告。

國家測繪局在公告中提供了新坐標(biāo)系的技術(shù)參數(shù)。公告對新舊坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換和使用作出說明：2000國家大地坐標(biāo)系與現(xiàn)行國家大地坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換、銜接的過渡期為8至10年。現(xiàn)有各類測繪成果，在過渡期內(nèi)可沿用現(xiàn)行國家大地坐標(biāo)系；2008年7月1日后新生產(chǎn)的各類測繪成果應(yīng)采用2000國家大地坐標(biāo)系。2000國家大地坐標(biāo)系與WGS-84坐標(biāo)系高度相容（位置基準(zhǔn)與橢球參數(shù)）。一、高速鐵路精測網(wǎng)簡介平面控制測量精密控制測量平面控制網(wǎng)按分級布網(wǎng)的原則，分四級布設(shè)：第二級基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)（CPI）CPI按B級GPS標(biāo)準(zhǔn)沿線路成對布設(shè)，相鄰點對長邊≤4000m，點對間短邊在800～1000m且相互通視；主要為勘測、施工、運(yùn)營維護(hù)提供坐標(biāo)基準(zhǔn)；約束于CP0（和/或國家三角點：北京54或西安80）3D平差或2D聯(lián)合平差。一、高速鐵路精測網(wǎng)簡介平面控制測量精密控制測量平面控制網(wǎng)按分級布網(wǎng)的原則，分四級布設(shè)：第三級基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)（CPII）CPII適宜采用GPS法測量，按鐵路C級GPS標(biāo)準(zhǔn)沿線路布設(shè)成等邊直伸形式，點間距在800～1000m，困難地段不短于600m。也可鐵路四等導(dǎo)線測量。主要為勘測和施工提供控制基準(zhǔn)，相鄰點通視，約束于CPI。3D平差或2D聯(lián)合平差一、高速鐵路精測網(wǎng)簡介平面控制測量精密控制測量平面控制網(wǎng)按分級布網(wǎng)的原則，分四級布設(shè)：第四級樁基控制網(wǎng)（CPIII）CPIII采用自由設(shè)站的后方交會法測量，距線路中線3~4m，通常沿直線延伸布設(shè)，點間距在150～200m。也可鐵路五等導(dǎo)線測量。主要為軌道鋪設(shè)服務(wù)，強(qiáng)調(diào)絕對點位精度和相對點位精度。約束于CPI、CPII。

邊角網(wǎng)聯(lián)合平差一、高速鐵路精測網(wǎng)簡介平面控制網(wǎng)的復(fù)測作業(yè)方法（儀器、有效數(shù)據(jù)量、基線解算質(zhì)量）約束基準(zhǔn)（與原成果方法一致，問題）平差手段（整網(wǎng)、分段；3D、2D）分析與比較（平順性、穩(wěn)定可靠性）平面控制網(wǎng)的復(fù)測控制網(wǎng)平差應(yīng)采用與原成果一致的平差方法（整網(wǎng)）；當(dāng)整網(wǎng)平差有困難時，CPII可以進(jìn)行分段約束平差，但是相鄰地段的CPII必須進(jìn)行點位的平順連接性檢查；同時，但應(yīng)避免分段過于瑣碎（短）而導(dǎo)致因CPI點位誤差帶來的位置基準(zhǔn)的不一致；CPII的平差應(yīng)采用全部（分段內(nèi)）穩(wěn)定的CPI點做約束，不應(yīng)該有選擇的選定部分CPI點做平差約束；一、高速鐵路精測網(wǎng)簡介平面控制網(wǎng)的復(fù)測不同分段之間應(yīng)該進(jìn)行CPII控制點的銜接平順性檢查（相對點位誤差檢查）；必要時，相鄰分段應(yīng)進(jìn)行統(tǒng)一平差處理，并延伸檢查銜接CPII控制點的平順性；平順性檢查是保證線路點位相對精度的重要手段，連接點（公共點）坐標(biāo)較差和相鄰點的相對點位誤差是評價平順性的指標(biāo)。一、高速鐵路精測網(wǎng)簡介平面控制網(wǎng)的復(fù)測平差獲取的坐標(biāo)成果，不但要做絕對點位誤差的分析和檢查，還要做相鄰點位間的相對誤差檢查。只有上述兩項標(biāo)準(zhǔn)都滿足的情況下，約束平差的最終成果才可應(yīng)用于工程實際。應(yīng)注意CPI、CPII相鄰分段地帶的點位的銜接平順性檢查。CPI以CP0為基準(zhǔn)進(jìn)行約束平差和CPII以CPI為基準(zhǔn)進(jìn)行約束平差都應(yīng)該在三維空間直角坐標(biāo)系下進(jìn)行。復(fù)測（檢測）的成果必須進(jìn)行內(nèi)部精度和可靠性的檢查后，才可以進(jìn)行與原成果的比對分析。一、高速鐵路精測網(wǎng)簡介平面控制網(wǎng)的復(fù)測復(fù)測（檢測）的坐標(biāo)成果與原有成果的差異在限差范圍內(nèi)的,表明點位是穩(wěn)定的,應(yīng)該應(yīng)用原有成果。復(fù)測（檢測）的坐標(biāo)成果與原有成果的差異超出限差范圍,結(jié)合分析復(fù)測（檢測）坐標(biāo)較差超限點與其相鄰點之間的相對位置誤差,以及這些相鄰點的坐標(biāo)較差的情況下,對點位的位移作出判定。確實發(fā)生位移的點，應(yīng)使用復(fù)測（檢測）成果。一、高速鐵路精測網(wǎng)簡介一、高速鐵路精測網(wǎng)簡介高程控制測量高程控制網(wǎng)按照國家二等水準(zhǔn)測量規(guī)范（無砟）或國家三等水準(zhǔn)測量規(guī)范（有砟）施測。沿線布設(shè)基巖點、深埋水準(zhǔn)點和一般水準(zhǔn)點三種類型，組成統(tǒng)一的高程控制網(wǎng)，水準(zhǔn)點位設(shè)在線路施工的影響范圍以外。聯(lián)測國家一、二等水準(zhǔn)點，引入國家85高程。一、高速鐵路精測網(wǎng)簡介高程控制測量基巖點：引入并固定國家85高程基準(zhǔn)；深埋水準(zhǔn)點：深度根據(jù)地質(zhì)地層條件及橋梁墩設(shè)計深度單獨(dú)進(jìn)行設(shè)計，為線路分段提供高程基準(zhǔn)。一般水準(zhǔn)點：沿線~2km布設(shè)一個，在橋、隧道附近和車站范圍內(nèi)適當(dāng)增設(shè)。一般與CPI、CPII點位共用，為勘測和施工提供高程控制基準(zhǔn)。一、高速鐵路精測網(wǎng)簡介高程控制測量CPIII控制點的高程測量精度標(biāo)準(zhǔn)：精密水準(zhǔn)實施方法：面水準(zhǔn)啟閉2等水準(zhǔn)控制基點一、高速鐵路精測網(wǎng)簡介高程控制網(wǎng)的復(fù)測水準(zhǔn)測量的質(zhì)量控制（單站、單線路、整網(wǎng)）平差方式與平差結(jié)果的解讀（平差高差和平差高程）一、高速鐵路精測網(wǎng)簡介高程控制網(wǎng)的復(fù)測為了保證控制點提供的高程基準(zhǔn)的正確性，在工程建設(shè)的過程中，經(jīng)常需要對已有高程控制點進(jìn)行復(fù)測和檢測，確保高程控制點的穩(wěn)定。復(fù)測和檢測在進(jìn)行平差數(shù)據(jù)處理時，引入的高程基準(zhǔn)應(yīng)與原成果一致。常用的復(fù)測和檢測成果分析方法有兩種：高差比對和高程比對。一、高速鐵路精測網(wǎng)簡介高程控制網(wǎng)的復(fù)測

高差比對用以比較分析相同高程點之間的高差，可以反映出地表相對高程變化；高程比對用以比較分析相同高程點的高程，可以反映出地表整體的高程變化。無論那種比對方式，只有在比對差異超出相應(yīng)等級水準(zhǔn)測量精度的限差指標(biāo)時，才能說這種高差或變化是顯著的，并考慮更新高程成果。否則，應(yīng)沿用原高程成果。復(fù)測、檢測與成果取舍：較差（閉合差）限制原則、成果最新原則、平均性原則、端點外推原則。一、高速鐵路精測網(wǎng)簡介高程控制網(wǎng)的復(fù)測

測段復(fù)測與原測時間超過了三個月，且復(fù)測高差與原測高差之差超過檢測限差時，須進(jìn)行測段兩端點可靠性的檢測。檢測測段長度小于1km時，按1km計算。高程比對分析與增補(bǔ)點成果應(yīng)用。實際水準(zhǔn)測量中使用高精度儀器進(jìn)行低等級水準(zhǔn)觀測時，如果計算得到的每公里水準(zhǔn)測量的偶然中誤差沒有達(dá)到儀器應(yīng)有的標(biāo)稱精度，則應(yīng)懷疑儀器的工作狀況不正常，即使總體上水準(zhǔn)等級的精度指標(biāo)滿足了，對水準(zhǔn)觀測的數(shù)據(jù)應(yīng)該慎重使用。因為，一臺工作不正常的儀器，提供的觀測數(shù)據(jù)是不可靠的。二、精測網(wǎng)施工加密測量方法目前《暫規(guī)》和《指南》的規(guī)定精測網(wǎng)除CPI、CPII、CPIII外，對于線下工程施工一級的精測網(wǎng)施工加密測量沒有明確考慮；只在其中對提到需要移設(shè)或增設(shè)導(dǎo)線點、水準(zhǔn)點時，其點位設(shè)置、測量方法以及精度要求同CPII及勘測高程控制測量。對施工過程中的加密測量工作的指導(dǎo)性和操作性不明顯。二、精測網(wǎng)施工加密測量方法加密測量的必要性由于CPII的點間距一般為600~800m，水準(zhǔn)點間距一般為2km左右，且由于勘測時地形條件所限，在CPII上直接進(jìn)行施工放樣，使用不方便，而且有的點放樣距離太遠(yuǎn)，影響放樣精度。施工放樣測量及監(jiān)測工作量很大，需要經(jīng)常后視和檢核已知點，只使用CPII后視、檢核將增大工作量，且使用不方便。二、精測網(wǎng)施工加密測量方法加密測量的必要性CPII點及水準(zhǔn)點少，施工時應(yīng)該進(jìn)行加密，這樣既可保證有效施工控制點的數(shù)量，而且增加了檢核條件。增加精測網(wǎng)施工加密測量工作可方便后續(xù)施工測量，節(jié)約施工放樣工作時間，保證放樣精度。二、精測網(wǎng)施工加密測量方法加密點的布設(shè)要求在CPI、CPII及勘測水準(zhǔn)點基礎(chǔ)上進(jìn)行加密。點位選在距線路中線較近、穩(wěn)固可靠且不易被施工破壞的范圍內(nèi)，便于長期保存，方便測設(shè)中線。平面和高程點盡量共用，標(biāo)石埋設(shè)標(biāo)準(zhǔn)同精測網(wǎng)CPII的要求。點間距離在300m左右為宜，且點間互相通視。二、精測網(wǎng)施工加密測量方法平面加密測量具體方法及精度要求平面一般均采用導(dǎo)線法進(jìn)行加密測量一般規(guī)定二、精測網(wǎng)施工加密測量方法平面加密測量具體方法及精度要求平面一般均采用導(dǎo)線法進(jìn)行加密測量導(dǎo)線起閉于CPI，并聯(lián)測CPII控制點，按四等導(dǎo)線精度施測，采用標(biāo)稱精度不低于2″、測距精度不低于2mm+2ppm的全站儀（如采用Net1/Net0.5/TCA1800/S6全站儀）進(jìn)行施測。覘標(biāo)采用儀器配套棱鏡和覘牌組合，光學(xué)對中器對中，對中誤差小于1mm。水平角和距離觀測應(yīng)在大氣穩(wěn)定和成像清晰的氣象條件下進(jìn)行觀測，視線超越的高度及旁離障礙物的距離均不宜小于1.5m。二、精測網(wǎng)施工加密測量方法平面加密測量具體方法及精度要求平面一般均采用導(dǎo)線法進(jìn)行加密測量用于氣象改正的溫度、氣壓數(shù)據(jù)，在每測站測定一次，并在觀測手簿上作好記錄。氣象觀測時待氣壓計、溫度計與周圍環(huán)境一致后測記氣象數(shù)據(jù)，氣壓計、溫度計避免受日光曝曬和輻射。測距邊氣象改正、加常數(shù)改正通過全站儀設(shè)置來自動進(jìn)行，輸入數(shù)據(jù)后要認(rèn)真復(fù)核。導(dǎo)線邊長測量，讀數(shù)至1毫米。距離和豎直角往返各觀測2測回，外業(yè)采用豎直角計算平距。各項限差應(yīng)滿足下表的要求。二、精測網(wǎng)施工加密測量方法平面加密測量具體方法及精度要求平面一般均采用導(dǎo)線法進(jìn)行加密測量導(dǎo)線測量水平角觀測應(yīng)符合下表的要求二、精測網(wǎng)施工加密測量方法平面加密測量具體方法及精度要求平面一般均采用導(dǎo)線法進(jìn)行加密測量豎直角和距離觀測應(yīng)符合下表的要求二、精測網(wǎng)施工加密測量方法平面加密測量具體方法及精度要求平面導(dǎo)線法加密測量具體布設(shè)形式實例二、精測網(wǎng)施工加密測量方法平面加密測量具體方法及精度要求數(shù)據(jù)平差處理方法外業(yè)觀測距離經(jīng)歸算和投影改化后進(jìn)行平差計算；起算數(shù)據(jù)為CPI、CPII級控制點，導(dǎo)線應(yīng)在方位角閉合差及導(dǎo)線全長閉合差滿足要求后，采用嚴(yán)密平差（專業(yè)軟件Cosa，山維或自行開發(fā)并申請檢定合格的軟件）獲取成果坐標(biāo)；二、精測網(wǎng)施工加密測量方法平面加密測量具體方法及精度要求數(shù)據(jù)平差處理方法對于加密導(dǎo)線測量網(wǎng)來說，應(yīng)進(jìn)行多段落的整體嚴(yán)密平差(推薦一個CPI點對構(gòu)成一個段落)；不宜按單一附合導(dǎo)線計算平差；控制點的點位中誤差應(yīng)滿足mx、my≤±15mm，導(dǎo)線點坐標(biāo)成果保留到0.1mm。二、精測網(wǎng)施工加密測量方法高程加密測量具體方法及精度要求水準(zhǔn)加密觀測按照國家二、三等水準(zhǔn)（首級控制的高程等級標(biāo)準(zhǔn)）施測，采用單路線往返觀測。加密點設(shè)置同平面點，測量時附合在相鄰的水準(zhǔn)點上。儀器使用SOKKIASDL30/LeicaNA3003/TrimbleDini12等不低于DS1級的精密電子水準(zhǔn)儀用配套銦瓦條碼水準(zhǔn)尺、尺墊。二、精測網(wǎng)施工加密測量方法高程加密測量具體方法及精度要求水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺在使用前及使用過程中，經(jīng)常規(guī)檢校合格，水準(zhǔn)儀視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)管軸的夾角均不超過15″。外業(yè)測量自動觀測記錄，一條路線的往返測使用同一類型儀器和轉(zhuǎn)點尺墊，沿同一路線進(jìn)行。觀測成果的重測和取舍按國家二、三等水準(zhǔn)測量規(guī)范要求執(zhí)行。二、精測網(wǎng)施工加密測量方