控制网测量作业指导书解析.pdf
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1、 郑徐铁路客运专线 ZXZQ04 标轨道工程 编号:00X CRTS型板式无砟轨道 CP控制网测量作业指导书 单位:编制:审核:批准:2014 年 XX 月 XX 日发布 2014 年 XX 月 XX 日实施 目 录 1 适用范围1 2 技术依据 1 3 测量内容1 4 坐标及高程系统1 5 CPII 点加密测量1 6 CPIII 控制网的布设、建立4 7 CPIII 控制网测量6 8 CP网的复测与维护17 9 CP网评估19 10 资料整理21 -21-CP控制网作业指导书 1 适用范围 本作业指导书适用于郑徐铁路客运专线 ZXZQ04 标 CRTS型无砟轨道 CP控制网测量作业。2 技术
2、依据 2.1高速铁路工程测规范(TB10601-2009);2.2 铁路工程测量规范(TB10101-2009);2.3 国家一、二等水准测量规范GB12897-2006;2.4 全球定位系统(GPS)铁路测量规程(TB10054-1997);2.5 全球定位系统(GPS)测量规范(GB/T18314-2009);2.6 郑西公司的其他相关规定。3 测量内容(1)新增 CP点加密测量;(2)CP控制网建立;(3)CP平面控制网测量;(4)CP高程控制网测量;4 坐标及高程系统 为保证三网合一,平面采用工程独立坐标系,即选用 1954 椭球体参数,(椭球长半径 6378137m,椭球扁率 1/2
3、98.257)中央子午线经度取:11445;投影面大地高 50m,(投影面 85 高程为 6m、该地区高程异常为 44m);。高程系统采用 1985 国家高程基准。5 CPII 点加密测量 5.1 一般规定 1、为满足 CP测量的需要,CP测量前,应对 CPI、CPII 进行复测,沿线的 CPI 或(加密)CP点间距根据规范要求一般控制在 600-700 米左右,当不满足要求时应对 CP点和二等水准点进行同精度加密。加密测量采用的方法、使用的仪器和精度应符合相应等级的规定。所采用仪器应经专业部门检定并出具仪器检定报告,确保所有仪器设备在有效检定期-21-内。2、加密测量前应检查联测标石的完好性
4、,对丢失和破损较严重的标石应按原测标准用同精度扩展方法恢复或增补,CP加密测量时观测 3 个时段,每个时段不少于 60 分钟,加密 1 个 CP点时应联测 2 个及以上 CPI 点和 2 个及以上CP点,且加密点位于所联测CPI/CP点构成的网形中部。3、CP控制网应附合到 CP0 上,并采用固定数据平差;CP控制网应附合到 CP上,并采用固定数据平差;4、各级平面控制网的主要技术要求应符合下列规定:1)CP0、CP、CP控制网 GPS 测量的精度指标应符合表 1 的规定;表 1 CP0、CP、CP控制网 GPS 测量的精度指标 控制网级别 基线边方向中误差 最弱边相对中误差 CP0 1/2
5、000 000 CP 1/180 000 CP 1/100 000 2)CP控制网导线测量的主要技术要求应符合表 2 的规定。表 2 CP控制网导线测量的主要技术要求 控制网 长度(km)边长(m)测距中误差(mm)测角中误差()相邻点位坐标中误差(mm)导线全长相对闭合差限差 方位角闭合差限差()等级 CP 4 400 800m 5 1.8 10 1/55 000 3.6n 三等 5、加密 CPII 点编号 采用 7 位编号形式(0000 P20),具体说明如下:前 4 位为连续里程的公里数,第 5、6 位为“P2”代表加密 CPII 点,第7 位为流水号,由小里程向大里程方向顺次编号。6、
6、加密线路水准基点编号 采用 7 位编号形式(0000 H20),具体说明如下:前 4 位为连续里程的公里数,第 5、6 位为“H2”代表加密 CPII 点,第 7 位为流水号,由小里程向大里程方向顺次编号。5.2 CPII 控制点加密测量方法 根据精测网布设现状,现有部分 CPI 和 CP点离线路较远或者测量时不能通视,不能满足 CP测量的要求,需在现有基础上对 CP点进行加密,CP加-21-密采用同精度扩展技术要求进行。为了方便与 CP的联测,减少联测 CP带来的困难,加密后的 CP点间距在 600-700 米左右。CP加密点测量采用 GPS 方法和三等导线进行测量,采用 GPS 方法测量时
7、按 C 级 GPS 网技术指标进行,观测时就近附合到 CPI 或 CP点上。用于 CP加密测量的 GPS 接收机标称精度不低于 5mm+1ppm,经专业部门检定合格并在有效期内。CP加密测量数据基线解算完成后统计所有基线向量的相对中误差、基线向量改正数极其限差;统计所有同步环和异步环极其限差,环闭和差应该包括Wx,Wy,Wz 极其限差,所有基线向量和闭和环合格后方可进行无约束平差和约束平差。重复基线及环闭合差检验按表3、4、5 执行。表 3 CPII 测量作业的基本技术要求 表 4 基线质量检验限差表 表 5 GPS 测量的精度指标 采用导线方法测量时,按三等导线技术指标进行,就近附合到 CP
8、I 或 CPII点上,在方位角闭合差及导线全长相对闭合差满足要求的前提下采用严密平差的 级 别 项 目 C 静 态 测 量 卫星高度角()15 有效卫星总数 4 时段中任一卫星有效观测时间(min)20 时段长度(min)60 观测时段数 1-2 数据采样间隔(S)10-60 PDOP 或 GDOP 8 检验项目 限 差 要 求 X坐标分量闭合差 Y 坐标分量闭合差 Z 坐标分量闭合差 环线全长闭合差 同步环 x5Wn y5Wn z5Wn 35Wn 独立环 2xWn 2Wyn 2Wzn 2 3Wn 重复观测基线较差 2 2sdn 控制网级别 基线边方向中误差 最弱边相对中误差 相邻点坐标中误差
9、 CP 1.7 1/100000 10mm -21-方式进行计算,测量要求应符合表 6、7 和 8 的要求。表 6 CP导线测量主要技术要求 控制网级别 测回数 对应导线等级 0.5级 1级 CP 4 6 三等 表 7 CP导线测量主要技术要求 控制网级别 附合长度(km)边长(m)测 距 中误差(mm)测 角 中误差()相邻点位坐标中误差(mm)导线全长 相对闭合差限差 方位角闭合差限差()对应导线等级 CP 4 400800 5 1.8 10 1/55000 3.6n 三等 表 8 控制网等级 仪器等级 测回数 半测回归零差 2C 较差 同一方向各测回间较差 导线等级 CPII DJ05
10、3 6 9 6 三等 DJ1 4 6 9 6(3)导线边长测量,读数至 0.1 毫米。距离和竖直角往返各观测 2 测回。各项限差应满足表 9 的要求。表 9 距离和竖直角观测限差 仪器精度 等 级 测距中误差(mm)同一测回各次读数互差(mm)测回间读 数较差(mm)往返测平距 较 差 5 5 2*mD 2mD 注:mD=(a+bD),为仪器标称精度。式中:a仪器标称精度中的固定误差(mm)b比例误差系数(mm/km)D测距边长度(km)电磁波测距仪的测距精度划分标准为:测距长度为 1km 时级:|mD|5 mm,CP导线测量数据使用电子手薄记录,数据微机传输整理,距离经高程和高斯投影改化后进
11、行平差计算。起算数据为 CPI 或 CP点,平差采用通过铁道部鉴定的专业平差软件或商业软件。主要技术要求见 7.1-5,相对点位精度10mm。6 CPIII 控制网的布设、建立 CP测量是高速铁路施工技术中的重点和难点,CP测量结果的成败直接决定无砟轨道施工的成败。为统一全线 CP测量工作的开展,由城际公司牵头、工程部统一组织和管理、各施工单位总工和测量队长具体负责的管理模式。在建-21-设单位的领导下,设计单位组织相关专家或技术人员对各施工单位测量人员进行专项技术培训,并在测量过程中指导和督促,对测量成果进行检核,CP测量标志需在全线内统一,以利于施工和后期的运营维护。6.1 CPIII 点
12、编号 采用 6 位编号形式(0000300),前四位采用连续里程,第 5 位正线部分为3,第 6、7 位为流水号,01-99 号数循环。由小里程向大里程方向顺次编号。所有处于线路上行线轨道左侧的标记点,编号为奇数,处于上行线轨道右侧的标记点编号为偶数,在有长短链地段应注意编号不能重复。举例如表10 所示 表 10 CPIII 点编号表 点编号 含义 数字代码 在里程内点的位置 0044301 表示线路里程 DK44 范围内线路前进方向左侧的CPIII 第 1 号点,“3”代表“CPIII”044301(轨道左侧)奇数 1、3、5、7、9、11 等 0044302 表示线路里程 DK44 范围内
13、线路前进方向右侧的CPIII 第 1 号点,“3”代表“CPIII”044302(轨道右侧)偶数 2、4、6、8、10、12 等 6.2 CPIII 标志:说明:铭牌白色抹底规格为 40cm*30cm,武汉城市圈际铁路 CPIII 和施工单位采用黑体字,点号采用 Arial 字体。路基放置在标志的下方 0.2m,桥梁放置在标志防护墙顶面下 0.2m 处。6.3 自由测站 CP III 点编号 CPIII 测量过程中自由设站点编号根据连续里程和测站号等性息来进行编制,如 0020C101。前 4 位为里程,第 5 位代表初次建网观测,B 表示补测,F 代表复测,J 代表竣工测量,第 6 位 1
14、代表第一次测量,01-99 号数循环。6.4 线下工程沉降评估 无砟轨道对线下工程的工后沉降要求非常严格,CP控制网测量应在线下工程沉降评估通过之后进行。7 CPIII 控制网测量 武汉城市圈城际铁路 CP 0044310 XXXX 集团 -21-7.1 平面控制网测量 7.1.1 人员、仪器设备配置(1)根据城际铁路无砟轨道施工组织计划,满足无砟轨道安装及精调工作。CPIII测量工作由总工和测量队长负责。(2)仪器配置计划及仪器要求 为了确保城际铁路无砟轨道的铺设精度,施工使用的所有测量仪器、测量方法、工具和软件,都必须满足技术条件所需精度和规范之要求,仪器配置计划如下表:表 11 人员、仪
15、器设备配置表 作业区 测量作业小组 测量人员 仪器设备 备注 平面作业区 1 个 4 1 套 1级全站仪 高程作业区 1 个 4 1 套 0.5电子水准仪 用于 CPIII 测量的全站仪、电子水准仪应通过国家定点机构的鉴定并在有效期内,且全站仪必须满足如下精度要求:角度测量精确度:1 距离测量精确度:1mm+2ppm 电子水准仪测量精确度:每千米水准测量高差中误差为0.5mm CPIII 测量建议使用带目标自动搜索及测量的自动化全站仪,每台仪器应至少配 13 个棱镜,使用前应对棱镜进行检测,并对每个棱镜编号,确保所有棱镜的可互换性。7.1.2 软件的选用要求 为了满足基桩控制网(CP)的建网与
16、测设的要求,减少测量人员的工作强度,提高测量的工作效率,全站仪机载软件应该具备以下一些特点:1、可以设置 CP控制网外业数据采集的各项限差,包括:半测回归零差、2C 差、指标差、2C 互差、指标互差、水平角互差、竖直角互差、距离互差等;2、按照 CP控制网外业数据采集数据的各项限差的规定,采集符合规范要求的质量合格的 CP控制网原始数据;3、采集过程中建立了严格的实施质量控制体系,实施检核各项限差,对不合格超限的数据重测。4、按照 CP控制网外业数据采集限差的要求,对采集数据进行筛选,最终-21-将符合规范要求的质量合格的 CP控制网观测数据保存在规定的数据文件中。5、同时也自动保存观测过程中
17、的所有原始观测数据,供事后溯源分析。6、观测数据文件导入数据后处理软件时,CP网数据处理系统软件还要按照相关的限差规定,对原始观测数据进行再次的检查和筛选,保证最终参与CP平面控制网的平差计算的观测数据是满足各项限差规定的合格数据。7.1.3 CPIII 平面控制网外业观测(1)测量方法 CPIII 控制网采用自由设站交会网(暂规 称为“自由设站后方交会网”)的方法测量,自由测站的测量,从每个自由测站,将以 2 x 6 个 CP III-点为测量目标,每次测量应保证每个点测量 3 次,测量方法见下图:图 1 CPIII 自由设站交会 测站(自由站点)CPIII 控制点 向 CPIII 点进行的
18、测量(方向、角度和距离)CPIII 控制点距离为 60 m 左右,且不应大于 80 m,观测 CP III 点允许的最远的目标距离为 150 m 左右,最大不超过 180m。每次测量开始前在全站仪初始行中输入起始点信息并填写自由测站记录表,每一站测量 3 组完整的测回。应记录于每个测站的:温度、气压以及 CPI、CPII 点上的棱镜高,并将温度、气压改正输入每个测站上。对于线路有长短链时,应注意区分重复里程及标记的编号。(2)水平角测量的精度应按如下要求进行:测量水平方向:34 测回;测量测站至 CPIII 标记点间的距离:2 测回。观测的各项限差要求不应超过下表的规定,观测最后结果按等权进行
19、测站平差。-21-表 12 CP平面网角度观测技术要求 控制网名称 仪器等级 测回数 半测回归零差 不 同 测 回 同一方向 2C 互差 归零后方向值较差 CPI 平面网 0.5 3 6 9 6 1 4 9 9 6 距离的观测应与水平角观测同步进行,并由全站仪自动进行观测,并满足下表精度要求。表 13 CP平面网距离观测技术要求 控制网名称 测回 半测回距离较差 测回间距离较差 CP平面网 3 1mm 1mm 距离测量一测回是全站仪盘左、盘右各测量一次 平面测量可以根据测量需要分段测量,其测量范围内的 CP及 CP点应联测。表 14 CP平面网主要技术指标 控制网名 测量方法 方向观测中误差
20、距离观测中误差 相邻点相对点位中误差 同精度复测坐标较差 CP平面网 自由测站边角交会 1.8 1.0mm 1mm 3mm 7.1.4 与上一级 CPI、CP II 控制点联测(1)与上一级 CPI、CP II 控制点联测时应保证 600800 米的间隔联测一个。(2)与上一级 CPI、CP II 控制点联测,一般情况下应通过 2 个或以上线路上的自由测站,见下图。(3)联测高等级控制点时,应最少观测 3 个完整测回数据(其精确度应在5 毫米误差以下)。-21-图 2 CPIII 与 CPI、CPII 控制点联测示意图 测站(自由站点)CPIII 控制点 向 CPIII 点进行的测量(方向、角
21、度和距离)(4)如果从自由测站上到高等级控制点 CPI 或 CP II 只能有一个方向通视,则须增加这一方向的测回数。图 3 CPIII 与 CPI、CPII 控制点联测示意图(2)测站(自由站点)CPIII 控制点 向 CPIII 点进行的测量(方向、角度和距离)(5)与上一级 CPI、CP 控制点联测时,为保证棱镜常数的统一,便于自动观测,地面 CPI、CP点也采用同一型号棱镜。为解决 CPIII 专用测量标志 CPI、CP II 控制点 -21-与地面 CPI、CP点的对中问题,须采用专用棱镜转换套筒,套筒可以与普通安装棱镜的基座、支架配套,安装两种不同棱镜后,保证两种棱镜的中心重合。基
22、座可安放在三脚架上并精确整平对中,用于架设在原 CP或 CP上安放棱镜。联测高等级控制点时,应最少观测 3 个完整测回数据。(6)不能直接观测的 CPII 点用 GPS 按 CPII 同精度加密。(7)为了使相邻重合区域能够满足 CPIII 网测量的高均匀性和高精确度,每个重合区域至少要有 3 到 4 对 CP III 点(约为 180 米的重合)一起测量,并且考虑平差,每个区域不小于 4 公里为宜。(8)CPIII 控制网应与线下工程竣工中线进行联测。(9)CPIII 观测应在气象条件相对比较稳定的天气下进行(温差变化较小,湿度较小,如阴天),夜间观测应避免强热光源对观测的影响。观测时段的选
23、择:应尽量选择无风的阴天进行;应完全避开日出,日落、日中天的前后 1 小时的时段进行观测;如果允许,首先应选择夜晚无风的时段观测。(10)现场记录 在现场测量时必须记录各测站的实际情况,它是测量中的重要数据,在进行外业测量时,应按下表填写。表 15 CPIII 自由测站记录表 线 段 第 页 共 页 自由测站编号 仪器高 温 度 气 压 测量点编号 棱镜高 备注 测量点编号 棱镜高 备注 测量点标记示意图 -21-测量单位:天 气:司 镜:记 录:年 月 日 7.2 CPIII 高程控制网测量 7.2.1 CP高程控制网测量 CP控制点高程测量采用单程精密水准测量方法进行,CP控制点间的水准路
24、线图如表 7.5.1-1 所表,以保证每相邻的 4 个 CP点之间都构成一个闭合环。外业观测时,左边第一个闭合环的 4 个点高差应该由两个测站完成,其他闭合环的三个高差可由一个测站按后-前-前-后或前-后-后-前的顺序测量。CP点与上一级水准点的高程联测时,应采用独立往返精密水准测量的方法进行,观测路线如图 7.5.1-1 所表:图 4 CP水准测量路线图 线路里程方向 说明:将自由测站编号、CPIII 轨道标记点编号应在该示意图上标记出来 -21-图 7-5 CP点与上一级水准点联测图 外业观测(1)严格按照精密水准测量观测方法进行观测;(2)每一测站水准标尺需借助尺垫立直,尺垫重量应符合相
25、应等级水准测量规定的标准;(3)每一站搬站之前都检查各项指标是否超限,有超限的分析原因,立即重测;(4)如遇太阳天气要注意打伞;(5)每天观测完都应该检查当天的测量数据中是否存在问题,如果确有问题的必须对不合格的数据进行现场补测。7.2.2 CPIII 高程控制点精度要求 CP控制点水准测量应按高速铁路无砟轨道测量技术暂行规定2009189中的“精密水准”测量的要求施测。CP控制点高程测量工作应在 CP平面测量完成后进行,并起闭于二等水准基点,且一个测段联测不应少于三个水准点。精密水准测量采用满足精度要求的电子水准仪(电子水准仪每千米水准测量高差中误差为0.3mm),配套因瓦尺。使用仪器设备应
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