铁路公路控制测量设计书.docx
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铁路公路控制测量设计书
铁路公路控制测量设计书
1、测区概况简述：
2.1、地理条件
广安南坪位于北纬30°01'--37°30'，东经103°01'--103°40'。
广安属于四川盆地盆底逐步向盆周边过渡地带，整个地势东高西低，其中中西部为丘陵区，东部为平行峡谷低山区。
测区内山地、丘陵、盆地纵横交错。
且该地区最高海拔为仙人山98.0米。
水系主要有仙人湖和柴漓河。
2.2、气候条件
气候属于中亚热带湿润季风气候，具有冬温夏热、冬春雨少、夏雨集中、秋雨连绵和风力小等特点。
年平均气温17.1℃,最冷月（1月）平均气温6℃，最热月（7月）平均气温27.8℃。
多年大于或等于10℃以上的年积温5600℃，无霜期306-328天。
年平均降水量1200毫米，43％的降水量集中于作物生长旺盛的夏季。
多年平均径流系数0.48，即降水量的48％汇入河川，52％为土壤吸收和植物蒸腾所消耗。
终年植物繁茂，且无季节性河流。
2.3、交通状况
南坪地区拥有铁路干线，且公路干线发达，交通方便
2.4、居民分布与人文
测区内市区类人口较多，其他地方的人员较少，所以在测量时大多是野外测量，而且，该地区地貌喂丘陵地区，因此观测的环境比较恶劣。
广安的居民几乎全属汉族。
因此不考虑其风俗习惯，及其生活习惯。
2.5、测区作业难易状况
由于测区地处四川盆地，大部分地区为山区，所以测量工作多为野外观测。
而测区复杂的地形会为观测材料的运输带来很大的不便，而其高低起伏的地形为观测的通视要求带来巨大的困难，因此对于整体选点，布点及建造觇标要求较高。
从整个工作角度来看，测区进行测绘工作的难度较大。
三、测区已有的测量成果及利用情况
3.1三角网已有的成果及其精度
测区内及附近有国家工程控制网二等网中的二等点三个P1（大李吕）P2（仙人山）P3（黄土打）.为1995年由重庆市测绘队施测。
作业所依据的细则为《城市测量规范》和《工程测量规范》。
该二等网的主要情况如下
（1）、三角形平均边长为7.8km。
（2）、最小求距角为52°。
（3）、三角形最大闭合差为+2.5″，闭合差正负号的分布符合偶然误差的特性。
（4）、按三角形闭合差计算所得的测角中误差为±0.75″，平差后为±0.55″。
（5）、最弱边边长相对中误差为1：
15000。
（6）、仪器检验项目符合规范要求，归心元素的测定正确，观测成果的取舍合理。
（7）、造标埋石质量良好。
经现场踏勘，四点砚标及标石保存良好。
（8）、坐标系为1980年国家大地坐标，三度分带。
3.2、高程网成果及其精度
国家Ⅱ等水准路线由西向东横穿测区北部。
根据Ⅱ等水准路线略图，本测区内及附近有国家Ⅱ等水准点三个，依点之记已全部找到：
P1、P2、P3且标石保存完好。
现有国家二等点的情况
点号
标志
高程（m）
备注
P1（大李吕）
标石
32.5
国家二等点
P2（仙人山）
标石
98.0
国家二等点
P3（黄土打）
标石
70.5
国家二等点
点号
标志
X
Y
备注
P1大李吕
埋石
1732.5
945
国家二等点
P2仙人山
埋石
7850
5877.5
国家二等点
P3黄土打
埋石
1600
8837.5
国家二等点
3.3、对其它已有控制成果的利用
实地考察了其它已知点的保存情况及对精度的要求，同时考虑到经济方面的因素，结合具体对点的要求后，对已有的其它点进行了利用，列表如下：
方案一水准控制网利用情况：
点名
标志
高程（m）
备注
P1（大李吕）
埋石
32.5
国家Ⅱ等水准点
P2（仙人山）
埋石
98.0
国家Ⅱ等水准点
P3（黄土打）
埋石
70.5
国家Ⅱ等水准点
方案二：
水准控制网利用情况：
点名
标志
高程（m）
备注
P1（大李吕）
埋石
32.5
国家Ⅱ等水准点
P2（仙人山）
埋石
98.0
国家Ⅱ等水准点
P3（黄土打）
埋石
70.5
国家Ⅱ等水准点
方案一：
平面控制网利用情况
点号
标志
X
Y
备注
P1大李吕
埋石
1732.5
945
国家二等点
P2仙人山
埋石
7850
5877.5
国家二等点
P3黄土打
埋石
1600
8837.5
国家二等点
方案二、平面控制网利用情况
点号
标志
X
Y
备注
P1大李吕
埋石
1732.5
945
国家二等点
P2仙人山
埋石
7850
5877.5
国家二等点
P3黄土打
埋石
1600
8837.5
国家二等点
四、技术依据及作业方法
4.1、技术依据
（1）平面采用1980年西安坐标系，高程采用1985年国家高程基准；
（2）《城市测量规范》（CJJ/T8—2011）；
（3）《工程测量规范》。
（GB-50026-2007）；
4.2、现标及标石规格、材料和埋设方法
（1）各等级三角点均应建立永久性的测量标志。
（2）标石是三角点永久性的点位标志，标石中心应嵌入中心标志，中心标志代表三角点的中心位置。
（3）建造的觇标必须标形端正，标心和圆筒应与铅垂线平行，结构牢固；内架与基板结构密合；基面平整；内外架无接触。
觇标的圆筒中心、回光台中心、标石中心应位于同一铅垂线上，其最大偏离以标石中心的铅垂线为准，不得超过0.1m。
（4）应在橹柱的适当位置用色漆注明三角点的点名、等级、建造单位、建造年月；无外架的墩标，则用红漆写在仪器墩向南的侧面上。
（5）造标埋石时要将点之记的点位说明，标石断面图的相关高度和有关数据填注清楚。
标石采用四等三角点标石。
标石材料：
三角点标石应用混凝土灌制，或用相同规格的花岗石、青石等坚硬石料代替。
标石埋设要求：
（1）、盐碱地区埋设混凝土标石，须加涂沥青，以防腐蚀。
（2）、在泥土松软、地下水位较高的地区或沼泽地区埋设标石时，除应尽量选择好埋石地点以外，应在盘石下边浇灌混凝土底层。
（3）、埋石时，须使各层标石的标志中心严格在同一铅垂线上，其偏差不大于3mm。
并用钢尺量取各层标石面间的垂直距离，填记于点之记的标石断面图中，结果取至厘米。
4.3、仪器的选择
序号
仪器名称
仪器型号
备注
1
自动安平水准仪
DSZ3
用于水准测量
2
双面区格式木质标尺
用于水准测量
3
经纬仪
DJ2
用于跨河水准测量和高程导线测量
4
光电测距仪
用于高程导线测量
5
全站仪
TC402
用于平面控制
4.4、水平角观测
（一）、水平角观测所用的光学经纬仪，在作业前，应进行下列项目的检验：
（1）、照准部旋转轴正确，各位置气泡读数较差，DJ1型仪器不应超过二格，DJ2型仪器不应超过一格；
（2）、光学测微器行差及隙动差，DJ1型仪器不应大于1″，DJ2型仪器不应大于2″；
（3）、水平轴不垂直于垂直轴之差，DJ1型仪器不应超过10″，DJ2型仪器不应超过15″
（4）、垂直微动螺旋使用时，视准轴在水平方向上不产生偏移；
（5）、仪器的底部在照准部旋转时，无明显位移；
（6）、光学对点器的对中误差，不应大于1mm。
（二）、水平角观测前或观测后，应测定归心元素。
测定时，投影示误三角形的最长边，对于标石、仪器中心的投影不应大于5mm；对于照准圆筒中心的投影不应大于10mm。
投影完毕后，除标石中心外，其他各投影中心均应描绘两个观测方向。
角度元素应量至15″，长度元素应量至1mm。
（三）、水平角观测宜采用方向观测法。
当方向数不多于3个时，可不归零。
各测回间度盘和测微器位置的变换，应按规范执行。
二等三角点水平角观测可采用全组合测角法。
（四）、当测站的方向总数超过6个时，可进行分组观测。
分组观测应包括两个共同方向（其中一个为共同零方向）。
其两组观测角值之差，不应大于同等级测角中误差的2倍。
分组观测的最后结果，应按等权分组观测进行测站平差。
（五）、水平角观测过程中，气泡中心位置偏离整置中心不宜超过1格。
四等以上的水平角观测，当观测方向的垂直角超过±3°的范围时，宜在测回间重新整置气泡位置。
4.5、水准观测
（一）、水准测量的主要技术要求，应符合表有关的规定。
（二）、水准测量所使用的仪器及水准尺，应符合下列规定：
（1）、水准仪视准轴与水准管轴的夹角，DS1型不应超过15″；,DS3型不应超过20″；
（2）、水准尺上的米间隔平均长与名义长之差，对于因瓦水准尺，不应超过0.15mm，对于双面水准尺，不应超过0.5mm；
（3）、水准点应选在土质坚硬、便于长期保存和使用方便的地点。
墙水准点应选设于稳定的建筑物上，点位应便于寻找、保存和引测。
五、布网原则与起始数据的配置
5.1、布网依据的原则
1、平面采用1980西安坐标系，高程采用1985高程基准。
2、《城市测量规范》（CJJ/T8—2011）。
3、《工程测量规范》（GB-50026-2007）。
5.2、起始数据的配置
方案一和方案二的起始数据均是三个二等水平控制点和三个Ⅱ等水准点，起始数据如下：
方案一控制网起算数据列表如下：
点号
标志
X
Y
备注
P1（大李吕）
埋石
1732.5
945
国家二等点
P2（仙人山）
埋石
7850
5877.5
国家二等点
P3（黄土打）
埋石
1600
8837.5
国家二等点
方案二：
控制网起算数据列表如下：
点号
标志
X
Y
备注
P1（大李吕）
埋石
1732.5
945
国家二等点
P2（仙人山）
埋石
7850
5877.5
国家二等点
P3（黄土打）
埋石
1600
8837.5
国家二等点
方案一水准网起算数据列表如下：
点名
标志
高程（m）
备注
P1（大李吕）
埋石
32.5
国家Ⅱ等水准点
P2（仙人山）
埋石
98.0
国家Ⅱ等水准点
P3（黄土打）
埋石
70.5
国家Ⅱ等水准点
方案二水准网起算数据列表如下：
点名
标志
高程（m）
备注
P1（大李吕）
埋石
32.5
国家Ⅱ等水准点
P2（仙人山）
埋石
98.0
国家Ⅱ等水准点
P3（黄土打）
埋石
70.5
国家Ⅱ等水准点
六、平面控制网布设
6.1平面控制网的布设原则
在地形图上，以已知的三个二等三角点为基准点，直接布设全面四等三角网，并且布设网的控制点尽量利用已有成果点。
图上设计对点位的基本要求是：
1、从技术指标方面考虑，图形应结构良好，边长适中，对于三角网求距角不小于30°；便于扩展和加密低级网，点位要选在视野辽阔，展望良好的地方；为减弱旁折光的影响，要求视线超越（或旁离）障碍物一定的距离；点位要长期保存，宜选在土质坚硬，易于排水的高地上；
2、从经济指标方面考虑，应充分利用制高点和高建筑物等有利地形、地物，以便在不影响观测精度的前提下，尽量降低觇标高度；充分利用旧点，以便节省造标埋石费用，同时可避免在同一地方不同单位建造数座觇标，出现既浪费国家资财，又容易造成混乱的现象。
3、从安全生产方面考虑，点位应离公路、铁路和其他建筑物以及高压电线等应有一定的距离。
三角测量的主要技术要求
等级
平均边长（km）
测角中误差（″）
起始边边长相对中误差
最弱边边长相对中误差
测回数
三角形最大闭合差（″）
DJ1
DJ2
DJ4
二等
9
1
≤1/250000
≤1/20000
12
－
－
3.5
三等
首级
4.5
1.8
≤1/150000
≤1/70000
6
9
－
7
加密
≤1/120000
四等
首级
2
2.5
≤1/100000
≤1/40000
4
6
－
9
密加
≤1/70000
6.2、控制点位的选定要求
1、相邻点之间应通视良好，其视线距障碍物的距离，三角网四等不小于1.5m，以不受旁折光等影响，便于观察。
2、测距边位置的选择，应满足相应测距方法对地形等因素的要求。
3、觇标的高度应合理，作业应安全。
4、控制点应便于长期保存、加密、扩展和寻找
6.3、首级网及加密网等级和布网方式
在对该测区进行布网设计时，首级网我们采用国家二等网，按三角网形式布设。
加密网在二等基础上布设国家四等控制网，布设成三角网形式，由于该测区地理环境比较复杂，给布网设计带来了困难。
在对测区进行布网设计时，我们充分考虑了日后布设解析图根锁的要求，我们所设计的两种方案在精度方面均达到1/120000，在密度方面，两种方案均在测区布设四等点和原有三个二等点一起三角锁布满整个测区。
因此，此网可满足各项工程建设及日后解析图根锁（网）的要求。
具体网形及点为见地形图。
6.4、控制网精度估算过程及结果
（1）对三角网的解算及平差计算我们采用控制测量优化设计与平差软件2.13版。
（2）用软件对三角网进行平差后可得两种方案精度结果分别为
网号
最大边长比例误差
最弱边
方案一
1/156220
B27-B28
方案二
1/141685
B10-P2
其余各边相对中误差及点位误差见附表。
（3）用软件对三角网进行平差后可得两种方案精度结果分别为：
网号
最大平面点位中误差
点名
方案一
24.67
B28
方案二
26.55
B8
其余各边相对中误差及点位误差见附表。
6.5、最佳方案的选择
1、方案的设计
针对该测区地理环境，我们共设计了两种布网方案方案：
方案一：
测区共布设四等点31个，其中包括3个国家二等水平控制点，需重新埋石28个。
同时测区需要建个2低型觇标为点B27和B20；三个个中型觇标P1、B2和B22；一个个大型觇标B16。
方案二：
测区共布设四等点27个，其中包括3个国家二等水平控制点，需重新埋石24个。
同时测区需要建个两个低型觇标为点B2和B3；三个个中型觇标为B13、B16和B17;一个个大型觇标为B12.
觇标表：
觇标
大型
中型
小型
方案一
B16
P1、B2、B22
B27、B20
方案二
B12
B13、B16、B17
B2、B3
2、费用预估及精度评定
方案
费用标准（元人民币）
最弱边相对中误差
最大点位误差（mm）
方案一
标石选埋（普通标石）
6071.18×28=169993.04
1/156220
24.67
觇标
费用
低
12051.69×2＝24103.38
中
20491.08×3＝61473.24
高
42915.08×1=42915.08
方案二
标石选埋（普通标石）
6071.18×24=145708.32
1/141685
26.55
觇标费用总计
低
12051.69×2＝24103.38
中
20491.08×3＝61473.24
高
42915.08X1=42915.08
备注：
费用的计算以点为单位，工作内容包括：
准备工作，选点，埋石，观测，测定气象元素，绘点之记，计算。
3、两种方案优化设计后的网型及精度统计（其余参数见附表）
方案一：
南坪四等水准及高程网设计
网形及精度统计表
项目
单位
数据
备注
平面已知点数
个
3
平面未知点数
个
28
方向观测设站数
站
31
方向观测总数
个
145
边长观测数
条
72
最大边长
m
3177.500
B7－B15
最小边长
m
1530.043
B19－B20
验后平面单位权中误差
验后测角中误差
"
最大平面点位中误差
mm
24.67
点名：
B24
最大平面相邻点间误差
mm
19.22
B17－B24
最大方位角误差
"
1.56
B23－B28
最大边长误差
mm
12.93
P2－B17
最大边长比例误差
1/156220
B27－B28
高程已知点数
个
3
高程未知点数
个
28
高差观测数
段
72
验后高程单位权中误差
mm
最大高程中误差
mm
12.78
点名：
B28
最大高程相邻点间误差
mm
10.89
B17－B24
方案二：
工程名称：
南坪四等水准及高程网设计
网形及精度统计表
项目
单位
数据
备注
平面已知点数
个
3
平面未知点数
个
24
方向观测设站数
站
27
方向观测总数
个
119
边长观测数
条
59
最大边长
m
3156.672
B5－P2
最小边长
m
1269.144
B6－B11
验后平面单位权中误差
验后测角中误差
"
最大平面点位中误差
mm
26.55
点名：
B8
最大平面相邻点间误差
mm
21.24
B4－B8
最大方位角误差
"
1.55
B8－B9
最大边长误差
mm
13.06
B4－B8
最大边长比例误差
1/141685
B10－P2
高程已知点数
个
3
高程未知点数
个
24
高差观测数
段
59
验后高程单位权中误差
mm
最大高程中误差
mm
14.35
点名：
B8
最大高程相邻点间误差
mm
11.80
B4－B8
4、方案的选取
（1）从精度标准来说，由方案一的网形及精度统计表和方案二的网形及精度统计表可看出，方案一的网形精度要高于方案二的网形精度。
（2）从费用标准来说，方案一网形有31个控制点，估算需要造六座觇标；方案二有27个控制点，估算需要造六座觇标。
两种方案所能控制的测区范围大致一样。
所以，方案一的费用要低于方案二。
（3）从可靠性和灵敏度标准来说，从前面各方案网形的精度计算可看出，两种方案都满足可靠性标准和灵敏度标准的要求。
综上所述，方案一优于方案二，故选择方案一。
7、高程控制网布设
7.1、高程控制的一般规定
1、测区的高程系统，宜采用1985国家高程基准。
在已有高程控制网的地区进行测量时，沿用原高程系统。
2、高程控制测量，可采用水准测量和电磁波测距三角高程测量。
高程控制测量等级的划分，应依次为二、三、四、五等。
各等级视需要，均可作为测区的首级高程控制。
3、首级网应布设成环形网。
当加密时，宜布设成附合路线或结点网。
4、高程控制点间的距离，一般地区应为1～3km，了业厂区、城镇建筑区宜
小于lkm。
但一个测区及周围至少应有3个高程控制点。
应布设成环形网。
当加
密时，宜布设成附合路线或结点网。
7.2、布网形式和要求
最弱点确定及选线设计：
前面已经确定方案一最优，而由方案一点位误差表可知点B4、B9、B10、B17、B24、B21、B28的高程中误差最大，属于最弱点处。
水准测量选线采用二等水准路线，要求从三个二等已知点向图上各个方向具有代表性的点位进行联测。
从已知二等点P1.P2和P3出发，联测P1-B1-B5-B13-B6-B2-P1P2-B13-B6-B14-B19-B18-P2
P3-B20-B19-B18-B22-B20-B23-P3,并进行往返侧。
水准路线草图如南坪市1：
25000地形图图二所示。
7.3、水准与三角高程网的联测精度估算（网型布设见方案一）
网形及精度统计表
项目
单位
数据
备注
平面已知点数
个
3
平面未知点数
个
28
方向观测设站数
站
31
方向观测总数
个
145
边长观测数
条
72
最大边长
m
3177.500
B7－B15
最小边长
m
1530.043
B19－B20
验后平面单位权中误差
验后测角中误差
"
最大平面点位中误差
mm
24.67
点名：
B24
最大平面相邻点间误差
mm
19.22
B17－B24
最大方位角误差
"
1.56
B23－B28
最大边长误差
mm
12.93
P2－B17
最大边长比例误差
1/156220
B27－B28
高程已知点数
个
3
高程未知点数
个
28
高差观测数
段
72
验后高程单位权中误差
mm
最大高程中误差
mm
12.78
点名：
B28
最大高程相邻点间误差
mm
10.89
B17－B24
优化设计模拟控制点成果表
点名
坐标
高程
（m）
备注
X（m）
Y（m）
P1
1732.500
945.000
32.500
国家二等点
P2
7850.000
5877.500
98.000
国家二等点
P3
1600.000
8837.500
70.500
国家二等点
B1
4126.342
1708.006
B2
2823.308
2636.241
B3
293.392
2446.789
B4
5501.895
919.550
B5
6033.215
2446.829
B6
3658.907
4311.375
B7
1713.938
3973.479
B8
249.326
5318.951
B9
6951.301
309.650
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