CPⅢ控制网测量方案Word格式.docx
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每组测量设备配置表
设备名称
规格型号
单位
数量
备注
GPS
徕卡1230
台
全站仪
徕卡1201
水准仪
徕卡DNA03
1
仪器配套设备
若干
棱镜组件、水准尺、温度计等
五、测量控制系统
1、平面坐标系统
为保证三网合一，平面坐标系统采用WGS-84椭球高斯投影工程独立坐标系统，并满足投影变形值不大于10mm/km的要求。
坐标系取用段落与京津城际延伸线天津至于家堡工程精测网一致。
2、高程系统
高程系统采用1985国家高程基准。
六、CPⅡ控制网加密测量
1、技术要求
1.1加密测量采用的方法、使用的仪器和精度符合相应等级的规定。
所采用仪器应经过检定，并在有效检定期内。
1.2加密测量前检查联测标石的完好性，对丢失和破损的标石按原测标准用同精度扩展方法恢复或增补（包括CPI、CPⅡ和二等水准点）。
CPⅡ加密测量时独立观测2个时段，每个时段不少于60分钟，加密1个CPⅡ点时，进行联测前后各1个CPI点和前后各1个CPⅡ点，且构网观测。
CPⅡ加密点在距线路300m以内的可视范围内。
1.3CPⅠ、CPⅡ控制网GPS测量的精度指标符合下表的规定。
CPI、CPⅡ控制网GPS测量的精度指标表
控制网级别
基线边方向中误差
最弱边相对中误差
CPⅠ
≤1.3″
1/180000
CPⅡ
≤1.7″
1/100000
2、GPS测量加密CPⅡ网
考虑到既有CPI和CPⅡ测量的情况，需采用GPS进行CPⅡ的加密工作。
2.1选点埋石
CPⅡ加密点采用强制对中标，在桥梁部分加密CPⅡ点需上桥，不与CPⅢ点共用，并且沿线路前进方向左右交替埋设于桥梁的固定端；
路基段在路肩处埋设加密桩，加密桩高出轨面50cm（保证GPS观测条件），埋深比临近剖面管深50cm，横截面要求30×
30cm，埋设在两个接触网杆之间，沿线路前进方向左右交替埋设。
2.2观测
CPⅡ加密测量要求同精测网原网要求，观测、数据处理均与原测CPⅡ相同。
观测前对网形进行设计，保证CPⅡ加密点间的基线长度在600米左右，并且尽量多的联测原精测网中的CPI或CPⅡ点，以保证梁上与梁下的平面坐标基准相统一，并执行下列指标：
GPS观测技术要求
级别
项目
三等
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
数据采样间隔（S）
15
PDOP或GDOP
≤8
重复设站
2.3数据处理
在对加密CPⅡ点进行整体平差前先对网中的原CPI和CPⅡ点的稳定性进行分析。
对不满足精度要求的原CPI和CPⅡ进行剔除，满足要求的点全部作为起算点。
（1）基线质量检验：
基线质量检验限差表
检验项目
限差要求
X坐标分量闭合差（mm）
Y坐标分量闭合差（mm）
Z坐标分量闭合差（mm）
环线全长闭合差（mm）
独立环
（附合路线）
重复观测基线较差
≤
，本项目a=5mm,b=1ppm。
（2）在基线的质量检验符合要求后，以所有独立基线构成控制网，以三维基线向量及其相应的方差—协方差阵作为观测信息，以一个点的WGS—84的三维坐标为起算数据，进行无约束平差。
无约束平差基线向量改正数的绝对值满足下式要求：
V△x≤3σ，V△y≤3σ，V△z≤3σ
（3）GPS网无约束平差合格后，引入网中联测的CPI和CPⅡ点坐标进行三维约束平差，引入的已知数据进行稳定性评定。
约束平差后基线向量的改正数与同名基线无约束平差相应改正数的较差满足下式要求：
dV△x≤2σ，dV△y≤2σ，dV△z≤2σ
平差后加密CPⅡ点的点位精度小于10mm，基线边方向中误差≤1.7″，最弱边相对中误差限差为1/100000。
3、线路水准基点的加密
3.1测量方法
加密线路水准基点埋设在线路附近稳定且不易被破坏的地方，桥梁部分上桥埋设，尽量保证在梁上下关联时不用再进行水准测量。
加密线路水准基点的埋设要求同精测网中的水准点埋点要求。
水准点加密测量采用经过有效检定、不低于DS1的水准仪。
高程控制网加密时，对于沉降区水准线路联测到线路两端各两个以上线路水准基点上或两个深埋水准点，以检验联测水准点是否发生显著沉降；
对于非沉降区水准路线联测两个以上线路水准基点或深埋水准点。
高程控制网加密按二等水准测量的技术要求执行，作业前及作业过程中检查i角均不超过15″；
水准尺采用辅助支撑进行安置，测量转点安置尺垫，尺垫选择坚实的地方并踩实以防尺垫的下沉。
水准线路采用往返观测，并沿同一路线进行。
每一测段均采用偶数站结束，往返观测在一日的不同时间段进行。
水准测量的仪器及水准尺类型按测量等级的要求选择，先采用相应等级的数字水准仪及其自动记录功能采集数据，观测数据采用仪器内置储存器记录，并转换成电子手簿。
3.2技术要求
二等水准测量精度要求（mm）
水准测量等级
每千米水准测量偶然中误差
每千米水准测量全中误差
限差
检测已测段高差之差
往返测
不符值
附合路线或环线闭合差
左右路线
高差不符值
平原
山区
二等
≤1.0
≤2.0
6
0.8
——
二等水准测量主要技术要求
等级
水准仪最低型号
水准尺类型
视距
（m）
前后视距差（m）
测段的前后视距累积差（m）
视线高度（m）
数字水准仪重复测量次数
光学
数字
（下丝读数）
DSZ1、DS1
因瓦
≤50
≥3且≤50
≤1.5
≤3.0
≤6.0
≥0.3
≤2.8且≥0.55
≥2次
水准测量的主要技术标准
路线长度
（km）
型号
水准尺
观测次数
二等水准
≤400
DSZ1、DS1
往返
二等水准线路跨越特大河流时，按现行《国家一、二等水准测量规范》中关于跨河水准测量有关规定执行。
3.3数据处理
（1）加密线路水准基点以联测的稳定的线路水准基点、深埋水准点或基岩水准点为起算点，进行整体严密平差计算，采用专业平差软件平差。
高程成果保留到0.1mm。
（2）水准测量作业结束后，每条水准路线按测段往返测高差不符值计算每千米水准测量偶然中误差MΔ；
当水准网的环数超过20个时，按环线闭合差计算Mw。
MΔ和Mw符合二等水准测量精度的要求，否则需对较大闭合差的路线进行重测。
MΔ和Mw按下列公式计算：
4、建网时机
无砟轨道对线下工程的工后沉降要求非常严格，CPⅡ加密测量在线下工程沉降评估通过之后进行，保证测设点位的稳定。
七、CPⅢ点的埋标与布设
1、CPⅢ标志
1.1CPⅢ标志及安装
CPⅢ点设置强制对中标志，其几何尺寸的加工误差不大于0.05mm，平面（X，Y）和高程（H）三个方向上的重复性安装误差和互换性安装误差不大于±
0.3mm。
CPⅢ棱镜组件由预埋件、连接杆、棱镜、水准测量适配器等四部分组成，预埋件加装保护盖。
标志图如下：
标志预埋件（由预埋件（含标志牌）、保护盖、保护盖扳手组成）
上述标志的安装及位置按设计进行预留及单独安装，并保证预埋件水平或垂直。
桥梁、路基地段平面观测标志（由预埋件、连接杆、棱镜组成）
水准测量适配器
竖式连接杆和水平式连接杆安装整平器
1.2CPⅢ标志日常管理和养护
（1）搬运、运输过程中用纸包裹棱镜（水准）测量杆，防止相互碰撞、磨损。
（2）安装完成后，每次测量完及时将塞子盖上。
（3）每三个月检查一次套筒和塞子是否损坏，用小毛刷刷除套筒内灰尘。
竖立的套管如果灰尘积太厚，则用水冲洗。
1.3检验方法
采用内径和外径千分尺检测，达到加工尺寸范围为合格。
2、CPⅢ点和自由测站编号
CPⅢ的控制点编号定义如下：
CPⅢ点按照公里数递增进行编号，其编号反映里程数。
所有处于里程增大方向左侧的标记点，编号为奇数，处于里程增大方向右侧的标记点编号为偶数，在有断链地段的编号不重复。
CPⅢ的控制点编号表举例如下：
CPⅢ的控制点编号表
点编号
含义
代码
在里程内点的位置
036301
表示线路里程DK36至DK37范围内线路前进方向左侧的CPⅢ第1号点，“3”代表“CPⅢ”
（轨道左侧）奇数
1、3、5、7、9、11等
136302
表示线路里程DK136至DK137范围内线路前进方向右侧的CPⅢ第1号点，“3”代表“CPⅢ”
（轨道右侧）偶数
2、4、6、8、10、12等
观测时，自由测站点编号按照“Z03601,Z03602…”沿线路里程增加方向编号。
3、CPⅢ点的布设
CPⅢ点成对布设，沿线路纵向距离布置一般约为60m，埋设于接触网杆或其基础、桥梁防撞墙等位置。
CPⅢ点布设高度大致等高，同一对控制点纵向里程差不大于1m，并布设在设计轨道高程面0.3m以上。
CPⅢ点的埋设采用预埋方式进行布设。
当遇到后埋时，采用快干砂浆进行固定，确保CPⅢ标志预埋件的稳固。
3.1桥梁段CPⅢ点的布设
CPⅢ点布设在简支梁固定端距梁端0.5m的位置。
桥梁部分CPⅢ点布置图
（1）简支梁
对于24或32m简支梁每2孔布设一对CPⅢ点，相邻两对CPⅢ点相距可以设置为64m、56m、48m；
对于连续24m简支梁，根据实际情况也可每三孔布设一对CPⅢ点。
（2）连续梁
连续梁上的CPⅢ点优先布设于固定端上方。
当跨度超过80m时，在跨中布设一对CPⅢ点，该对CPⅢ点尽可能在同等条件下使用，使用前应复核。
如以下梁式：
40+64+40m，64+100+64m，80.6+128+80.6m。
3.2路基段CPⅢ点的布设
路基段CPⅢ点基础直径为25cm，顶面高于设计轨道面至少30cm，使用钢筋混凝土成对浇筑，待基础稳定后，使用快干砂浆埋设CPⅢ标志预埋部分，详见下图。
路基上CPⅢ点布置图
八、CPⅢ网测量与数据处理
CPⅢ控制网采用自由测站边角交会法施测。
CPⅢ平面网附合于CPⅠ、CPⅡ控制点上，每600m左右联测一个CPⅠ或CPⅡ控制点，当CPⅡ点位密度和位置不满足CPⅢ联测要求时，按同精度扩展方式加密CPⅡ控制点。
1、CPⅢ网网形
测量网形式见下图。
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）
测站间距为120m的CPⅢ平面网构网形式图
上图中间点表示自由置镜位置，由中间点引出的兰色方向线为由此测站须观测的CPⅢ点。
因遇施工干扰或观测条件稍差时，CPⅢ平面控制网采用下图所示的构网形式，平面观测测站间距为60m左右，每个CPⅢ控制点设四个方向交会。
测站间距为60m的CPⅢ平面网构网形式图
2、联测方案
2.1CPⅢ控制点测量方法及与上一级控制网的关系
在自由站上测量CPⅢ的同时，将靠近线路的全部CPⅡ点进行联测，并纳入网中，确保线路两侧200m范围内可视的CPⅡ控制点密度达到400m～800m，否则按同精度加密CPⅡ控制点。
按同精度加密的CPⅡ点可设置在桥梁的固定端或路基上。
CPⅢ点与CPⅡ点联测置镜于CPⅡ点后视与其通视的CPⅡ点，CPⅡ点采用与CPⅢ点一致的棱镜，CPⅡ点联测时至少与一对CPⅢ点进行联测，有可能时尽可能多的联测CPⅢ点，联测长度控制在150-200米之内。
也可在自由测站上直接联测CPⅡ点，联测不少于两个自由站。
每个CPⅢ测量组使用同一种棱镜（包含联测CPⅡ等控制点），并做好棱镜常数等参数的设置工作。
2.2联测CPI、CPⅡ采用的网形
（1）当自由测站置镜观测CPⅠ、CPⅡ控制点时，在2个或以上连续的自由测站上观测CPⅠ、CPⅡ控制点，如下图。
（2）当CPⅠ、CPⅡ控制点置镜观测CPⅢ点时，在CPⅠ、CPⅡ控制点置镜观测三个以上CPⅢ控制点，如下图。
（3）当梁上梁下不能直接通视时，采用加临时站的方法，如下图。
3、CPⅢ网平面测量
3.1观测要求
CPⅢ网采用自由测站边角交会法测量。
自由测站的测量，从每个自由测站，前后各3对CPⅢ点为测量目标，每个CPⅢ点至少从3个测站上分别联测。
尽量选择无风的阴天进行或夜间进行观测。
CPⅢ控制网观测的自由测站间距一般约为120m，自由测站到CPⅢ点的最远观测距离不大于180m；
每个CPⅢ点至少保证有三个自由测站的方向和距离观测量。
CPⅢ控制网水平方向采用全圆方向观测法进行观测。
全圆方向观测满足下表的规定。
CPⅢ平面网水平方向观测技术要求
仪器
测回数
半测回
归零差
测回间同一
方向2C互差
同一方向归零
后方向值较差
0.5″
6″
9″
1″
CPⅢ平面网距离测量满足下表的规定。
CPⅢ平面网距离观测技术要求
盘左和盘右
半测回距离较差
测回间距离较差
±
1mm
1mm
注：
距离测量一测回是全站仪盘左、盘右各测量一次的过程。
当CPⅢ平面网外业观测的水平方向和距离的技术要求不满足以上技术要求时，该测站外业观测值重测。
3.2主要技术指标
CPⅢ平面控制网的主要技术指标应符合下表规定。
CPⅢ平面网的主要技术指标
方向观测
中误差
距离观测
相邻点的相对点位中误差
同精度复测坐标较差
1.8″
1.0mm
3mm
CPⅢ平面网平差后的主要技术要求
控制网名称
与CPⅠ、CPⅡ联测
与CPⅢ联测
距离中误差
点位中误差
方向改正数
距离改正数
CPⅢ平面网
4″
4mm
3″
2mm
单位权中误差宜为0.7～1.3；
可靠性指标最小为0.15，平均为0.25。
CPⅢ平面网的平差计算取位，应按下表的规定执行。
CPⅢ平面网平差计算取位
水平方向观测值（″）
水平距离观测值（mm）
方向改正数（″）
距离改正数（mm）
点位中误差（mm）
点位坐标（mm）
0.1
0.01
3.3CPⅢ网分段与测段衔接
CPⅢ根据施工需要分段测量，分段测量的测段长度不宜小于4km。
测段间重复观测不少于6对CPⅢ点，作为分段重叠观测区域以便进行测段衔接。
施工时，CPⅢ网两端宜分别预留6对CPⅢ点，作为后续CPⅢ控制网连接区域，并且在这六对点中间位置埋设一个CPⅡ点，以加强CPⅢ网的强度。
测段之间衔接时，前后测段独立平差重迭点坐标差值≤±
3mm。
满足该条件后，后一测段CPⅢ网平差，采用本测段联测的CPⅠ、CPⅡ控制点及重叠段前测段CPⅢ点坐标进行约束平差。
再次平差后，其他未约束的公共点在两个区段分别平差后的坐标差值不大于1mm。
完成全部平差后，公共点的坐标采用前一区段CPⅢ网的平差结果。
坐标换带处CPⅢ平面网计算时，分别采用相邻两个投影带的CPⅠ、CPⅡ坐标进行约束平差，并分别提交相邻投影带两套CPⅢ平面网的坐标成果。
在满足精度的同时，两套坐标的CPⅢ测段长度不应小于800m。
3.4外业记录
外业记录为现场测量时记录各测站的实际情况，它是CPⅢ测量的重要原始数据，每段CPⅢ测量认真填写“记录表”，结束后装订存档。
自由测站记录表如下表：
自由测站记录表
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测量单位：
天气：
自由测站编号
仪器高
温度
气压
测量点编号
棱镜高
CPⅢ点标记示意图：
天津线路里程方向于家堡
说明：
将自由测站编号、CPⅢ点编号应在该示意图上标记出来
司镜：
记录：
年月日
3.5内业数据处理
CPⅢ点的平面数据处理软件采用铁道部评审通过的TSDI_HRSADJ软件，该软件系统主要由嵌入式全站仪机载测量软件、全站仪测量数据预处理软件、精密工程测量平差软件三部分组成。
该软件能够兼容目前主流的各型全站仪和各类CPⅢ标志，能够对外业观测数据对规范要求的各项精度指标进行检核，并提供合格的数据处理成果。
观测数据存储之前，必须对观测数据的质量进行检核。
包括如下内容：
（1）仪器高、棱镜高；
（2）观测者、记录者、复核者签名；
（3）观测日期、天气等气象要素记录。
检核方法采用手工或程序检核。
观测数据经检核不满足要求时，及时提出重测，经检核无误并满足要求时，进行数据存储，提交数据进行平差计算处理。
数据计算、平差处理采用TSDI_HRSADJ平差软件进行自由测站点、CPⅢ点进行整体平差。
平差计算时，要对各项精度作出评定。
4、CPⅢ网高程测量
CPⅢ高程控制网观测采用环形观测法，如下图所示。
环形高程观测示意图
CPⅢ控制点水准测量按精密水准测量的要求施测。
CPⅢ控制点高程测量工作在CPⅢ平面测量完成后进行，确保线路两侧500m范围内水准点的密度达到2000m左右，否则用同精度水准测量的方法加密水准点，并起闭于线路水准基点，且一个测段联测不少于三个线路水准基点。
4.1主要技术要求
CPⅢ高程控制网精密水准测量的主要技术要求，须符合下表的规定。
精密水准测量的主要技术标准
附合路线长度（km）
与已知点联测
环线
≤2
DS1
精密水准测量精度要求符合下表的规定。
精密水准测量精度要求（mm）
≤4.0
12
8
1、K为测段水准路线长度，L附合或环线的水准路线长度，Ri为检测测段长度，K、L、Ri
单位为km，n为测段水准测量站数；
2、结点之间或结点与高级点之间，其路线的长度，不应大于表中规定的0.7倍。
CPⅢ高程网精密水准测量测站的主要技术要求，符合下表的规定。
CPⅢ高程网精密水准测量测站的主要技术标准
前后视距差
视线高度
两次读数之差
（mm）
两次读数所测高差之差
≤±
≥0.45
0.5
0.7
在下列情况下，CPⅢ高程网的外业观测值应该进行重测：
（1）当CPⅢ高程网水准测量的测站数据质量超过CPⅢ高程网精密水准测量测站的主要技术标准时，该测站的数据重测。
（2）当CPⅢ高程网水准路线的限差超过精密水准测量精度要求时，该水准路线的数据重测。
（3）当根据闭合环闭合差计算的每千米水准测量的高差全中误差超限时，首先对闭合差较大的闭合路线进行重测，重测后MW仍超限，则整个CPⅢ高程网水准测量的数据重测。
（4）CPⅢ高程网复测时，若建网测量和复测联测上一级水准点的方法和数量相同，则约束平差后两次测量CPⅢ点高程的较差，不大于±
2mm，否则复测的CPⅢ高程网数据重测。
4.2桥面高程传递
当桥面与地面间高差大于3m，线路水准基点高程直接传递到桥面CPⅢ控制点上困难时，采用不量仪器高和棱镜高的中间设站三角高程测量法传递，观测两遍，且仪器变换仪器高，每次手工观测四个测回，其测量原理见下图所示。
测量中，前后视必须是同一个棱镜。
观测时，棱镜高不变，仪器与棱镜的距离不大于100m，最大不超过150m。
前、后视距应尽量相等，一般距离差值不超过5m。
观测时，要准确测量温度、气压值，以便进行边长改正。
三角高程测量的主要技术要求，满足下表的要求。
三角高程测量的垂直角测量技术要求
测回间指标差互差″
测回差″
5.0
三角高程测量的距离测量技术要求
每测回读数次数
四次读数差mm
测回差mm
2.0
4.3内业数据处理
CPⅢ高程网外业观测成果的质量评定与检核内容包括：
测站数据检核、水准路线数据检核，当CPⅢ水准网的环数超过20个时还要进行每千米水准测量的高差全中误差的计算。
CPⅢ高程网内业平差计算和基础控制资料的选用，须满足下列原则：
（1）CPⅢ高程网水准测量的外业观测数据全部合格后，方可进行内业平
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