施工控制网复测方案教学文稿.docx
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施工控制网复测方案教学文稿
1．工程概况
标段项目简介：
改建铁路南平至龙岩线扩能改造工程站前工程NLZQ-II标施工总价承包设计起点为DK25+540，终点为DK55+530.72，线路正线长度29.991公里。
NLZQ-II标段范围内站前工程包括：
设计里程范围内的站前工程，包括改移道路、河（渠）道改移及其砍伐挖根、管线路迁移及防护、油燃气管道迁改及防护、通讯线路迁改、电力线路迁改、公跨铁立交桥、取弃土场临时用地，路基，桥梁（不含T梁预制、架设、现浇，包含桥梁支座），隧道，轨道（仅含无碴轨道道床及CPIII测设费用），站场，大型临时设施和过渡工程，以及需要与站前工程同步实施的接触网支柱基础、综合接地贯通电缆等工程，其中：
房屋工程主要包括通所道路的土石方及道路工程，站场建筑设备工程主要包括地道（不含照明），站场排水管（沟）、段所平台的土石方及道路工程等
改建铁路南平至龙岩线扩能改造工程精密工程控制测量网的平面控制网分级布设为：
“坐标基准控制网（CP0）、基础控制网（CPI）和线路控制网（CPII）”。
精测网的高程控制网为二等水准网。
NLZQ-II标段范围内有CPI控制点6个，点号为“CPI047～CPI052（点号连续）”，各桩点均保存完好；本标段范围内有CPII控制点2个，点号为“CPII59-3、CPII59-4”,各桩点均保存完好。
南平至龙岩线扩能改造工程NLZQ-II标段段范围内深埋水准点共计2个，桩点均保存完好，本标深埋水准点编号为“XCBM08-XCBM09（点号连续）”，二等水准点7个分别是：
CPI047、CPI048、CPI050、BM220、CPI051、BM221、CPII59-3。
中铁四院完成本标范围内精测网控制点交桩工作后，中水十四局南平至龙岩线扩能改造工程NLZQ-II标段精测队在项目经理和项目总工指导下开始本标段范围内的CPI控制点、CPII控制点和深埋水准点进行交桩复测工作，以确认本标段范围内精测网控制点点位的稳定与坐标成果的可靠。
本次交桩复测包括与相邻标段精测网的平面和高程控制点联测。
2．编制技术依据及标准
本测量方案按精测网交桩复测的会议精神与技术要求编制。
本测量方案严格遵循下列规范及标准：
Ø《高速铁路工程测量规范》TB10601-2009；
Ø《铁路工程卫星定位测量规范》TB10054-2010；
Ø《国家一、二等水准测量规范》GB/T12879-2006;
Ø《测绘成果质量检查与验收》GB/T24356-2009。
3．已有成果资料
可供本标段精测网交桩复测参照的设计成果资料（由中铁四院提供）有：
。
已有成果资料满足本次精测网复测的需要。
根据已有成果资料和精测网应该遵循的“三网合一”的原则，本标精测网交桩复测应采用与中铁一院建网时相同的坐标系统。
南平至龙岩线扩能改造工程NLZQ-II标段段此次复测的平面坐标系统采用高斯投影平面直角坐标系，为2000国家大地坐标系，椭球（椭球参数为：
长半轴a=6378137，扁率f=298.257223563），投影带中央子午线为118°00′投影面大地高为150m。
南平至龙岩线扩能改造工程NLZQ-II标段段此次复测的高程系统为1985国家高程。
4．精测网复测内容及精度要求
4.1复测内容
ØCPI控制网复测点：
CPI014，CPI015，CPI017，CPI018，CPI019，CPI020，CPI021，CPI022，CPI023，CPI024，CPI025，CPI026CPI028以及相邻一标段内共用点为CPI014、CPI015；相邻三标段内为CPI09）
ØCPII点复测XPCPII137、CPII136
Ø二等水准高程控制网复测（
4.2复测精度总体控制
4.3复测的具体精度控制标准
4.3.1平面控制网复测技术要求
GPS接收机测量获取的基线必须满足下表规定的精度指标。
级别
二等（CPI）
三等（CPII）
a（mm）
≤5
≤5
b（mm/km）
≤1
≤1
a—接收机固定误差（mm）；b—接收机比例误差系数。
GPS外业观测指标：
级别
项目
二等
三等
静
态
测
量
卫星高度角（°）
≥15
≥15
有效卫星总数
≥5
≥4
时段中任一卫星有效观测时间（min）
≥30
≥20
时段长度（min）
≥90
≥60
观测时段数
≥2
1～2
数据采样间隔（S）
15～60
15～60
PDOP或GDOP
≤6
≤8
4.3.2二等水准复测技术要求
水准测量线路的具体技术标准：
等级
路线长度（km）
水准仪
等级
水准尺
观测次数
往返较差
或闭合差
（mm）
与已知点
联测
附合或环线
二等
≤400
DS1或以上
铟瓦条码尺
往返
往返
4
注：
表中L为往返测段、附合或环线的水准路线长度，单位km。
单站水准观测的技术要求：
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
仪器类型
光学
数字
光学
数字
光学
数字
光学
数字
≥2
二等
≤50
≥3且≤50
≤1.0
≤1.5
≤3.0
≤6.0
≥0.3
≤2.8且≥0.55
观测读数和记录的数字取位：
使用DS05或DS1级光学仪器时，应读记至0.05mm或0.1mm；使用数字水准仪应读记至0.01mm。
水准测量计算取位应符合下表的规定：
等级
往（返）测距离总和（km）
往（返）测距离中数（km）
各测站高差（mm）
往（返）测高差总和（mm）
往（返）测高差中数（mm）
高程
（mm）
二等
0.01
0.1
0.01
0.01
0.1
0.1
5．外业观测的实施
中水十四局对南平至龙岩线扩能改造工程NLZQ-II标段段范围内的精测网现场熟悉，为方便现场测量作业，本次交桩复测的外业工作由中水十四局南平至龙岩线扩能改造工程NLZQ-II标段段工程项目经理部测量队实施。
在设计交桩完成后、复测开始前，需首先对全线控制网点进行现场勘查工作，全面检查点位埋设和标志的完好性，在此基础上需编制本标段精测网复测技术方案，经监理、设计（咨询）、建设单位审查批准后再按批准后方案组织实施外业数据采集工作。
参与本次复测工作的专业技术人员计划8人，外业观测测量员计划16人。
本次复测人员及拟投入的观测仪器如下：
测量人员组织
序号
姓名
性别
职称
学历
担任角色
1
唐贤祥
男
工程师
大专
总负责人
2
杨志清
男
工程师
本科
精测队队长
3
杨云鸿
男
工程师
大专
精测队副队长
4
洪学龙
男
工程师
大专
平面负责人
5
刘付
男
工程师
大专
水准负责人
6
徐志新
男
工程师
大专
数据处理
7
丘春汉
男
工程师
大专
数据处理
8
王小明
男
助工
大专
资料复核
9
唐德平
男
助工
大专
计划调度
10
甘勇
男
助工
大专
水准一组组长
11
赵胜荣
男
助工
大专
水准二组组长
12
秦彪
男
助工
大专
水准三组组长
13
子进华
男
助工
大专
水准四组组长
14
刘小辉
男
中专
组员
15
宗彦刚
男
中专
组员
16
张成源
男
中专
组员
17
马竣宝
男
中专
组员
18
张文雨
男
中专
组员
19
赵雄
男
中专
组员
20
魏文博
男
中专
组员
仪器设备配备
设备名称
仪器标称精度
数量（台、对）
检定情况
徕卡1230双频接收机
5mm+1ppm
6
已检定，并在合格有效期内
天宝DINI03电子水准仪
0.3mm/km
4
已检定，并在合格有效期内
铟瓦条码尺
0.3mm
4
已检定，并在合格有效期内
其它设备配备
设备名称
单位
数量（台）
电脑
台
5
车辆
辆
5
5.1高程控制测量作业实施计划
本次水准复测涉及深埋水准点3个，二等水准点2个，4个CPⅠ点，1个CPⅡ点。
高程观测拟投入3台电子水准仪，计划12天完成本次水准复测任务。
水准测量工作实施时依据各水准点的相对位置关系，在相邻间距最短的水准控制点之间构成水准测量路线。
外业观测人员在单天的水准测量过程中，必须通过连续观测的方式启闭于各个水准点，在启闭水准点的连续观测中不允许设立临时转点进行休整，只能在完成一个启闭于水准点的单程水准测量后方可进行休整。
启闭于相同水准点的水准路线应尽量在单天的上、下午时段分开进行往测和返测，避免在同一上午或下午时间段进行往返测。
水准测量应在气象条件变化稳定时进行观测。
扶尺时借助尺撑，使标尺上的气泡居中，标尺垂直。
水准路线一般沿坡度小的道路布设，以减弱前后视折光误差的影响。
若与高压输电线或地下电缆平行，则使水准路线在输电线或电缆50m以外进行测量，以避免电磁场对水准测量的影响，施测时均装遮光罩。
自动安平水准仪的圆水准器，严格置平。
在连续各测站上安置水准仪时，使其中两脚螺旋与水准路线方向平行，第三脚螺旋轮换置于路线方向的左侧与右侧。
除路线拐弯处外，每一测站上仪器与前后视标尺的三个位置，一般为接近一条直线。
观测过程中为了保证水准尺的稳定性，必须使用5kg及以上重量的尺垫作为转点使用，并且要在每次观测前压实尺垫。
同时观测过程中避免仪器安置在容易震动的地方，如果临时有震动，确认震动源造成的震动消失后，再激发测量键。
水准测量观测过程中，在一个连续的启闭于水准点的水准线路观测过程中，且严禁冲压、碰动尺垫，否则必须重测启闭于水准点的整条水准线路。
水准测量前、后需检查与校正i角，保证i角绝对值在作业过程中小于等于15″。
水准测量必须采用与水准仪配套的铟钢水准标尺，按《国家一、二等水准测量规范》二等水准测量要求作业。
测量时应保证前后视距尽可能相等，减少仪器i角对高差观测的影响，前后视距差须满足规范要求。
二等水准测量应进行往返观测，并尽量沿同一条路线进行。
观测顺序如下：
往测：
奇数站为后—前—前—后
偶数站为前—后—后—前
返测：
奇数站为前—后—后—前
偶数站为后—前—前—后
要注意往、返测时观测顺序区别，并严格遵照执行。
每一测段均采用偶数站结束，由往测转为返测时，互换前后尺再进行观测。
必须采用电子水准仪自带的自动记录功能进行水准测量记录，杜绝记录错误。
5.2平面控制测量作业实施计划
本次平面控制网复测需观测本标段内6个CPI点，以及联测2个CP0点，2个CPII点，以及联测相邻标段搭接的CPI点各一对。
复测拟投入6台双频GPS接收机。
计划8天完成本次平面控制网复测工作。
5.2.1基线组网观测方案设计
依据规范关于网型和连接数的要求，对本次GPS平面控制网的复测进行基线组网观测的方案设计，并在实际外业观测和内业基线的数据处理过程中严格按照设计的方案执行。
GPS平面控制网复测的构网原则与中铁一院的构网方式相同，采用边联式构网，控制网以大地四边形和三角形为基本图形组成带状网。
GPS平面控制网复测实施时，对CPI点、CPII点进行独立构网观测。
在CPI控制网复测时，将联测的CP0控制点作为CPI点处理进行CPI的组网观测（当联测CP0站点时，可根据联测基线长度适当延长同步观测时间）；在CPII控制网复测时，需联测所有与CPII相邻的CPI控制点，并这些CPI控制点视作CPII点进行CPII的组网观测。
5.2.2GPS测量规程
实际外业测量必须遵循基线组网设计所确定的作业模式，并在接收机或控制器上配置GPS外业观测参数（参见本技术设计书4.3.1节），参与作业的接收机所配制的参数应相同。
每天出工之前，必须检查电池容量是否满足作业要求，数据存储设备应有足够的存储空间，仪器及其附件必须齐全。
天线安置应符合下列要求：
Ø在开始GPS外业观测前，必须确认天线安置基座的对中器合格，天线安置基座的对中精度要求为1mm。
天线应利用脚架和天线安置基座直接实现对中。
Ø在开始GPS外业观测前，必须确认天线安置基座的管水准器合格，天线安置基座必须严格整平。
脚架必须稳定、牢固安置。
Ø如天线有指北定向标志，则应借助指北针或罗盘，在开始观测和观测过程中都使接收机天线指北标志指向正北方向。
Ø雷雨季节架设天线时，要注意防雷击。
雷雨过境时，应立即停止观测，并卸下天线。
GPS测量需要遵循的操作要点有：
Ø观测组必须严格遵守调度命令，按规定时间开始同步观测。
当没按计划到达点位时，应及时通知其他各组，并经观测计划编制者同意后对观测时段作必要调整，观测组不得擅自更改观测计划。
Ø经检查，接收机的电源电缆、天线电缆等项连接正确，接收机预置状态和工作状态正常后，方能启动接收机开始测量。
Ø每时段观测前后分别量取天线高，天线高丈量必须按接收机使用规定，从天线相位中心标志处丈量至地面点位标志，丈量的天线高是垂高还是斜高必须在记录手薄上清楚标明，且无论是垂高还是斜高，直接丈量距离的误差在前后2次丈量中必须小于等于2mm，方取两次直接距离丈量的平均值作为最终距离丈量的结果。
Ø不同时段的观测间隔期间必须重新进行天线安置基座的整平、对中操作，并重新丈量仪器高。
Ø接收机开始记录数据后，应及时将测站名、测站号、时段号、天线高等信息记录完整地在手簿上。
同时严密注意仪器的警告信息，及时汇报和处理各种特殊情况。
Ø一个时段观测过程中严禁进行以下操作：
关闭接收机重新启动，进行自测试，改变接收设备预置参数，改变天线位置，按关闭和删除文件功能键等。
Ø静置和观测期间应防止仪器震动，不得移动仪器，要防止人员或其他物体碰动天线或阻挡信号。
Ø在作业过程中，不应在天线附近使用无线电通讯。
当必须使用时，对讲机应距天线10m以上，车载电台应距天线50m以上。
Ø经检查，一个点的全部观测任务已执行完毕，所有规定的作业项目已完成并符合要求，记录和资料完整无误，在将点位标识恢复原状后方可进行迁站。
6．精测网复测数据处理和平差方法
6.1高程控制网复测数据处理和平差
本次水准复测首先应检查各测段（2个相邻水准点之间的水准路线）的往返测高差不符值，其必须符合规范要求，否则应重测该段水准路线。
相邻水准点间的高差计算时，取符合规范要求的往返观测值的平均值作为最终成果。
通过往返测高差不符值检查后，应以各测段经检查合格的往返测高差不符值来计算本次水准复测整体的每公里高差中数偶然中误差，该数值也必须符合规范要求，否则应重测部分（通常优先重测“往返测高差较差接近限差的测段”）或全部的水准路线。
只有在通过上述两项检查，方认定本次二等水准复测为合格，才可以进行复测高差与中铁一院提供的设计高差的比对分析。
当高差比对超过规范规定的限差标准时，应追加进行一次高差比对超限测段的二等水准测量（往返测）以辅助确定该测段地表高程变动的真实存在。
本次南平至龙岩线扩能改造工程NLZQ-II标段段的水准复测应着重分析本标段范围内的相对高程变动，以及其与相邻标段高程衔接的平顺性。
南平至龙岩线扩能改造工程NLZQ-II标段段的本次水准复测整体平差采用深埋水准点XCBM07-XCBM09为高程基准，采用武汉大学《科傻地面控制测量数据处理系统》平差软件，对水准整网进行平差计算，并进行各水准点的高程比较。
外业观测的当天晚上，应对水准观测数据进行初步整理以方便及时发现问题和问题的及时解决。
6.2平面控制网复测数据处理和平差
6.2.1基线检查
本次复测获取的GPS观测数据需要及时进行观测数据的处理和质量分析，检查其是否符合规范和技术设计要求。
原则上，外业观测的当天，应对观测基线进行解算，基线解算不合格时，要分析原因，必要时进行基线的补测和重测。
基线解算合格后，参照与中铁一院相同的方法进行基线的异步环闭合差和重复基线较差检核。
由不同时段基线向量边组成的异步基线环坐标分量闭合差应符合下式：
Vx≤3
*σ
Vy≤3
*σ
Vz≤3
*σ
V≤3
*σ
同一基线向量边的重复性基线较差应小于
σ。
当检查发现观测数据不能满足要求时，应对成果进行全面分析，必要时应补测或重测。
上述关于基线异步环和重复基线较差检核项中的“σ”为相应等级GPS网的中误差精度指标，用下式表示：
式中，d为以公里为单位的距离值（当进行异步环检核时，d为环平均边长；当进行重复基线较差检核时，d为基线长）；a、b为GPS网的等级指标，其中a为固定误差系数，b为比例误差系数（参见本技术设计书4.3.1节）。
当基线解算的各项要求符合规范要求后，方可进行GPS网的整体平差，平差采用武汉大学《科傻GPS数据处理系统》软件。
GPS平面控制网采用GPS商业处理软件进行基线解算和平差处理。
基线处理时删除观测条件差的时段和观测条件差的卫星不让其参与平差。
6.2.2CPI基线网平差
CPI控制网的基线解算完成后,首先在WGS-84椭球下，进行CPI控制网的空间GPS基线无约束平差，检查CPI基线向量网在无约束平差下获得的基线向量的改正数。
CPI网的无约束平差获得的基线向量的改正数（VΔx，VΔy，VΔz）的绝对值应在规定限差（3σ）之内，对改正数超限的基线边可在满足数据冗余度的前提下剔除掉。
从强调线路平面控制网的平面衔接平顺性出发，兼顾线路平面控制网点的平面绝对位置，本标段CPI控制网约束平差应强制符合到2个CP0点（F053,1376）。
在进行CPI约束平差前，应先对共用CPI点进行稳定性检验。
CPI网的三维约束平差获得的基线向量的改正数（VΔx，VΔy，VΔz）的绝对值应在规定限差（2σ）之内，对改正数超限的基线边可在满足数据冗余度的前提下剔除掉。
为了观察CPI网约束平差后的平面精度信息，以及判定其是否达到《高速铁路工程测量规范》中二等GPS网的精度要求，在CPI网三维约束平差后，进行CPI网的二维约束平差以获取CPI网平面最弱点点位精度和平面最弱边精度信息。
如CPI网平面精度不满足规定要求，应查找、分析原因，重测部分或全部CPI基线。
CPI控制网三维约束平差后通过高斯投影，或直接通过CPI控制网二维约束平差，即可获得各CPI点的复测平面成果坐标。
6.2.3CPII基线网二维联合平差
CPII控制网的基线解算完成后，首先在WGS-84椭球下，以复测后确认为点位稳定的一个CPI点的WGS84空间三维直角坐标为起算数据对CPII控制网进行空间GPS基线无约束平差，检查CPII基线向量网在无约束平差下获得的基线向量的改正数，GPS网的无约束平差获得的基线向量的改正数（VΔx，VΔy，VΔz）的绝对值应在规定限差（3σ）之内。
对改正数超限的基线边可在满足数据冗余度的前提下剔除掉。
之后，以交桩复测确认为点位稳定的全部CPI点的设计平面坐标为强制约束条件，对CPII基线向量网进行二维约束的联合平差，以获取各CPII点的平面成果坐标。
7．问题处理与复测评判
对于相邻标段间联测的公共控制点，要注重分析其成果坐标在平面和高程上衔接的平顺性。
7.1CPI控制网复测评判方法及标准
根据CPI复测网的异步环、重复基线差和平面坐标精度的统计，首先确认CPI复测网精度满足二等GPS网精度要求的前提下，进行CPI控制点复测坐标与设计坐标的比较以及相邻点间坐标差的相对精度比较，当CPI控制点的X、Y坐标差值不大于±20mm，且相邻点间坐标差的相对精度不大于1/130000时，认为设计单位所交CPI控制点精度满足规范要求，且控制点平面位置稳定可靠，在线下工程施工中应采用CPI控制点设计坐标作为最终成果坐标使用。
CPI相邻点间坐标差的相对精度按下式计算：
△Xij=（Xj–Xi）复–（Xj–Xi）原，
△Yij=（Yj–Yi）复–（Yj–Yi）原
式中：
——相邻点间坐标差的相对精度；
s——相邻点间的平面距离。
当CPI控制点的本次复测坐标与设计坐标的比较以及相邻点间坐标差的相对精度比较不能满足上述要求时，应重复进行一次相关CPI点位的GPS组网外业复测。
当两次复测的结果相互吻合，坐标较差和相邻点间坐标差的相对精度满足要求，但都与设计结果比较超限，则应结合相关点与其周围相邻点（通常为前、后相邻点）的距离变化和方位变化来分析、判定点位发生位移的情况。
认定CPI控制点位在平面位置发生位移时，应提请中铁一院对CPI控制点进行复测，最终CPI控制点使用坐标应采用设计院复测确认后成果坐标；并作废CPI控制点原有的设计成果坐标。
7.2CPII控制网复测评判方法及标准
根据CPII复测网的异步环、重复基线差和平面坐标精度的统计，首先确认CPII复测网精度满足三等GPS网精度要求的前提下，进行CPII控制点复测坐标与设计坐标的比较以及相邻点间坐标差的相对精度比较。
当CPII控制点的X、Y坐标差值不大于±15mm，且相邻点间坐标差的相对精度不大于1/80000时，认为设计单位所交CPII控制点精度满足规范要求，且控制点平面位置稳定可靠，在线下工程施工中应采用CPII控制点设计坐标作为最终成果坐标使用。
CPII相邻点间坐标差的相对精度计算方法与CPI相同。
当CPII控制点的本次复测坐标与设计坐标的比较以及相邻点间坐标差的相对精度比较不能满足上述要求时，应重复进行一次相关CPII点位的GPS组网外业复测。
当两次复测的结果相互吻合，坐标较差和相邻点间坐标差的相对精度满足要求，但都与设计结果比较超限，则应结合相关点与其周围相邻点（通常为前、后相邻点）的距离变化和方位变化来分析、判定点位发生位移的情况。
认定CPII控制点位在平面位置发生位移时，应提请中铁一院对CPII控制点进行复测，最终CPII控制点使用坐标应采用设计院复测确认后成果坐标；并作废CPII控制点原有的设计成果坐标。
7.3二等水准复测评判方法及标准
二等水准的复测就是逐点复核相邻水准点之间的高差，通过复测高差与设计高差进行比较确认设计单位所交的高程控制点精度是否满足精度要求，点位是否稳固可靠。
《高速铁路工程测量规范》复测高差值与设计高差值之差小于±6
时，认为原二等水准点精度满足规范要求，采用原设计高程成果。
本次复测，应采用中铁一院提供的高差作为本次高差比较的对象。
高差较差小于±6
时，认为水准点无沉降，高程成果稳定可靠，水准测量精度满足规范要求，应采用设计高程成果作为最终高程成果使用。
高差比对超过规定要求的水准路线，应追加进行该水准路线的一次往返水准作业。
在复测的两次水准路线较差满足二等水准复核路线较差的前提下，确认本水准路线复测成果的有效性，并由此判定该水准路线段地面的高差变化情况，计算水准点新的高程成果，应提请中铁一院对水准控制点高程进行复测，最终水准控制点使用高程应采用设计院复测确认后水准控制点高程成果；并作废水准控制点原有的设计高程成果。
除了水准点间的高差比较，还应进行水准点的高程比较；高程较差没有限差标准，但其可作为地面沉降的分析数据。
8．精测网复测应提交的成果和资料
Ø《南平至龙岩线扩能改造工程NLZQ-II标段段精测网复测方案》；
Ø《南平至龙岩线扩能改造工程NLZQ-II标段段精测网复测成果报告》；
ØGPS网原始观测数据的文件拷贝；
Ø水准测量的原始记录电子文件拷贝；
Ø平差计算的
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