控制网报告概论.docx
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控制网报告概论
1.工程概况……………………………………………………………………………2
2.测量作业技术依据……………………………………………………………………3
3.测量坐标系统………………………………………………………………………3
4.测量仪器及设备………………………………………………………………………3
5.工作组织………………………………………………………………………………4
6.控制网施测技术说明…………………………………………………………………4
7.说明及建议…………………………………………………………………………19
8.提交资料……………………………………………………………………………19
控制网测量技术报告
摘要：
轨道交通全线精密导线网布网、选点、埋石、测量、平差计算、资料整理等。
公司依据地铁总公司关于轨道交通控制测量及施工测量检测工程中标通知和我院的投标文件，于2010年3月开始，历时两个月，克服地形复杂，部分路段交通拥挤等困难，布设施测了轨道交通全线施工测量精密导线控制网，全线新测精密导线点76个，联测C级GPS起算网点9个，加密GPS点9个。
经计算机对数据进行平差处理后，各项精度指标均满足《城市轨道交通工程测量规范》GB50308-2008的规定，现就有关技术事项总结说明如下：
1.工程概况
1.1.线路概况
市轨道交通自高塘石站向东延伸，沿广汕公路，经高塘石商贸城，天河肉联厂，穿大观北路，在凌凯汽车职业培训学校西北侧设黄陂站。
然后线路沿广汕公路继续向东行进，通过长安收费站，到达开创大道，线路折向东南，沿开创大道行进，经扬子江制药集团，万科城住宅小区，到达香山路，在香雪制药股份有限公司东北侧设香山路站。
之后线路继续沿开创大道向东南方向行进，过科翔路，途径高新兴通信楼，到达科学大道设科学城东站。
随后线路沿开创大道折向东北，经暹岗新村，到达水西路设与四号线的换乘站暹岗站。
出站后线路继续沿开创大道行进，经罗岗公安局，保利香雪山住宅区，到达开达路，设罗岗站。
之后线路沿开创大道向东，过北二环高速，到达荔红二路设终点站香雪站。
为二期工程的一段，全长10.38km，共设6个车站，平均站间距为1.73km，最大站间距为2.27km（高塘石到黄陂区间），最小站间距为0.97km（科学城东到暹岗区间）。
其中2座地下站，4座高架站，在暹岗站与四号线换乘，在罗岗设车辆段一处，配线单线总长约1.35km。
1.2.沿线地形、地貌
位于市萝岗区，位处北回归线以南，地貌属珠江三角洲冲积丘陵平原区，三面环山，一般海拔50-300米，地势北高南低，北部多山地丘陵，南部平原与丘陵相间。
高塘石到科学城东站区间，山地与平原相间，街道两侧建筑物密集，参差不齐、地形复杂，人来车往；科学城东站到香雪站，多山地丘陵，道路两侧建筑相对较少，植被茂盛，地形复杂，但道路宽畅。
1.3.地面平面控制网情况介绍
平面控制网采用C级GPS点九个，沿线路由东向西分布，分别是柯木朗村委、省电力学校、凌凯汽车学校、林语山庄、创新大厦、保利香雪山、农村信用社、果子岭宿舍、罗岗山顶点等九个点。
2.测量作业技术依据
2.1《城市轨道交通工程测量规范》GB50308-2008；
2.2《城市测量规范》CJJ8-99；
2.3《工程测量规范》GB50026－2007；
2.4《全球定位系统（GPS）测量规范》GB/T18314-2009；
2.5《国家一、二等水准测量规范》GB/T12897-2006；
2.6《市轨道交通施工测量管理细则》（第三版）；
2.7国家其他测量规范、强制性标准。
3.测量坐标系统
平面：
市平面坐标系；投影面高程为高程系H=5m；
高程：
高程系。
4.测量仪器及设备
依据施工工程要求，本工程所使用的测量仪器均经过国家授权的计量检定部门检定合格，处于检定有效期之内，在作业过程中，司仪不定期进行常规检验，并做好记录。
具体清单见下表，鉴定证书见附件。
仪器型号
生产厂家
标称精度
检定时间
数量
备注
SR510
Leica
5mm+1.0ppm
2009.12.16
4台套
TCA1800
Leica
1.0″，1mm+1PPm
2009.06.29
1台
说明
5.工作组织
以控制测量及施工测检测量项目部为基础，下设2个作业班组计12人完成市轨道交通地面平面控制网测量的控制点选点及埋石、外业数据采集工作；项目主持人全权负责，项目工程师进行内业数据处理、平差及技术报告编制等工作；分院质量审核组对工程质量把关，检查市轨道交通地面平面控制网内外业工程质量并随即抽检外业数据采集的质量。
6.控制网施测技术说明
6.1GPS控制网测量
根据工程线路的设计资料，通过现场踏勘，在线路附近普查到C级GPS点9个，不能满足地铁施工的需要，因此结合当地实际情况，根据地铁工程线路、车站位置关系，依据选点及布网要求，选取新GPS点9个，以满足工程的需要。
具体布点详见附图----图6-1GPS控制网示意图。
6.1.1GPS点选点基本要求
（1）GPS控制网均沿线路两侧布设。
相邻控制点相互通视；
（2）GPS点埋设稳固，能长期保存，施测方便和施工变形影响范围以外的地方；
（3）边长及密度考虑了满足布设精密导线的需要；
（4）建筑物上的控制点应选在便于联测的楼顶承重结构上
（5）控制点避开大面积水域或镜面建筑物，以减小多路径效应影响；
（6）控制点周围视野开阔，对空通视良好，高度角大于15°之处无成片的遮挡物；
（7）控制点远离无线电发射装置和高压输电线，其间距分别不小于200m和50m。
图6-1GPS控制网示意图。
6.1.2GPS控制网施测方法及技术要求
我院投入1个作业组共4台GPS接收机进行观测，观测11个时段，重复设站率为2.4，并结合实际情况，满足GPS控制测量作业的基本技术要求的情况下，每个时段加测30分钟，以充分保证在观测时段中的数据质量。
具体技术要求实施如下
（1）GPS控制网施测前对起算控制点进行查看，确保其稳定可靠；
（2）测前对GPS接收机进行存储卡、电池等必要项目检查，在进行外业测量的前一天将接收机放置野外，采集试验数据确保接收机正常工作。
外业试验数据采集完成后，内业利用后处理软件对基线解算，保证后处理软件使用的正常；
（3）观测前编制GPS卫星可见性预报表，其内容包括可见卫星号、卫星高度角和方位角、最佳观测卫星组的最佳观测时间、点位几何图形强度因子（PDOP）等，并确定最佳观测时间和时段，根据上述因素编制观测计划并严格执行；
（4）外业开机前检查设备的各种连接是否正确。
观测过程中，作业人员始终在GPS接收机旁边，不使用手机、对讲机等对信号有干扰影响的电磁器具；
（5）精确地进行天线整平、对中，对中误差不大于1mm；
（6）每时段观测前、后量取天线高各一次，两次互差小于2mm，取两次平均值作为最终成果。
（7）认真填写外业观测手薄，外业收机前检查各种记录是否齐全正确。
每一时段观测结束前，及时检查资料是否齐全。
当天作业完成后，将存储介质上的数据进行拷贝保存，以防资料有误和丢失，并及时进行数据处理；
（8）GPS控制测量作业的基本技术要求按表6-1执行；
表6-1GPS控制测量作业的基本技术要求
项目
要求
接收机类型
双频或单频
观测量
载波相位
接收机标称精度
≤（10mm+2×10-6×D
卫星高度角（°）
≥15
有效观测卫星数
≥4
观测时段长度（min）
短边≥60，长边≥90
数据采样间隔（s）
≤10
平均重复设站数（次）
≥2
闭合环或附合路线中的边数（条）
≤6
同步观测接收机台数
≥3
6.1.2GPS网测量数据处理及精度分析
（1）GPS网测量数据预处理
观测成果的检核与整理:
外业数据采集结束后将存储器数据导入计算机，利用LeicaGeoOffice基线处理软件，对观测数据进行解算。
对同步环闭合差、异步环闭合差、复测基线较差进行检核。
基线解算合格后输出基线成果，以进行下一步平差工作。
（2）基线解算精度分析
根据《全球定位系统（GPS）测量规范》（GB/T18314-2009）和《城市轨道交通工程测量规范》（GB50308-2008）两本GPS测量规范中的相关要求分别对C级GPS网中以下几个方面进行统计：
重复基线较差限差、同步环坐标分量闭合差、异步环坐标分量闭合差等。
具体情况见表6-2、表6-3.
表6-2重复基线较差统计表
基线
长度闭合差（mm）
限差（mm）
结果
CXDS
LDJ20
14.4
66.4
合格
CXDS
LDJ20
22.2
66.4
合格
CXDS
BLXXS
8.9
60.7
合格
CXDS
GZLSS
11.0
99.5
合格
CXDS
LDJ74
11.2
105.4
合格
GZLSS
NCXYS
4.6
37.3
合格
GZLSS
LDJ74
15.5
55.7
合格
GZLSS
LDJ74
15.8
55.7
合格
GZLSS
LDJ74
1.8
55.7
合格
KMLCW
SDLXX
5.6
40.1
合格
LDJ6
LDJ10
2.3
38.3
合格
LDJ57
XXS
4.3
56.1
合格
LDJ74
LGSD
3.7
39.9
合格
LYSZ
XXS
31.2
61.2
合格
表6-3环闭合差统计表
同步闭合环
长度闭合差（mm）
长度闭合差限差（mm）
LDJ74->CXDS->GZLSS
15.68
164.77
LDJ20->CXDS->GZLSS
11.17
179.37
SDLXX->LDJ20->KMLCW
5.79
143.44
LDJ20->CXDS->LDJ17
1.21
112.44
LKQC->CXDS->LDJ20
1.20
115.07
LYSZ->CXDS->LDJ20
14.14
102.16
BLXXS->CXDS->LDJ20
14.52
127.69
LDJ74->CXDS->LDJ20
12.24
194.20
NCXYS->GZLSS->LDJ57
0.46
68.94
LDJ75->LDJ74->LDJ76
0.10
64.29
BLXXS->CXDS->LYSZ
0.60
106.19
LDJ74->CXDS->BLXXS
15.40
156.11
LGSD->GZLSS->LDJ74
1.36
86.83
BLXXS->LDJ74->NCXYS
21.22
125.00
BLXXS->NCXYS->LDJ57
4.29
94.12
BLXXS->LDJ57->LDJ49
0.00
86.87
LYSZ->BLXXS->LDJ49
32.84
110.98
LYSZ->BLXXS->LDJ57
32.28
128.65
LDJ76->LDJ74->LGSD
2.74
73.68
LDJ75->LDJ74->LGSD
2.59
69.68
LDJ74->GZLSS->NCXYS
4.14
94.35
LGSD->GZLSS->NCXYS
4.72
79.30
LDJ10->LDJ17->LDJ06
2.42
80.74
异步闭合环
长度闭合差（mm）
长度闭合差限差（mm）
LDJ10->LDJ17->LDJ20->KMLCW
8.72
142.78
LDJ06->LKQC->LDJ20->KMLCW
8.70
140.72
SDLXX->LDJ20->LKQC->LDJ06
7.08
125.81
LDJ17->CXDS->LKQC->LDJ06
2.10
131.67
SDLXX->LDJ20->LDJ17->LDJ10
6.63
127.34
LKQC->CXDS->LDJ17->LDJ10
2.20
126.54
（3）GPS控制网平差计算及精度评定
GPS控制网平差使用武汉大学科傻GPS平差软件和TrimbleGeomaticsOffice数据处理软件分别进行，通过不同软件的计算以检验成果的可靠性。
两种软件平差结果精度相当，点位坐标吻合较好，均满足规范的平差精度要求。
二维平差时分别选用不同C级GPS点作为已知点对GPS控制网进行平差，并用最小二乘法计算各种平差结果与GPS点原坐标的差值，结合平差结果的精度，同时考虑到与长湴至高塘石区间控制网的衔接，最终确定使用省电力学校、果子岭宿舍、柯木朗村委三个已知点作为起算点对全网进行二维约束平差。
平差后最弱点的点位中误差±5.4mm，最弱边相对中误差1/100000，平差后坐标与原有城市控制点的坐标较差见表6-4，各项指标均符合规范要求，主要技术指标见表6-5
表6-4与原有城市控制点的坐标较差
点名
X坐标（m）
差值（mm）
Y坐标（m）
差值（mm）
备注
创新大厦
33738.422
-2
57185.928
20
存档资料
33738.424
57185.908
解算数据
凌凯汽车学校
35999.334
-4
54880.933
8
存档资料
35999.338
54880.925
解算数据
保利香雪山
34648.141
22
59289.848
0
存档资料
34648.119
59289.848
解算数据
林语山庄
35329.673
4
57062.198
0
存档资料
35329.669
57062.198
解算数据
农村信用社
34420.914
8
61534.794
8
存档资料
34420.906
61534.786
解算数据
罗岗山顶
33274.196
2
62172.452
8
存档资料
33274.194
62172.444
解算数据
表6-5GPS控制网的主要技术指标
平均边长
（km）
最弱点的点位
中误差（mm）
最弱边的相
对中误差
与原有城市控制点的坐标较差（mm）
2
±12
1
100000
≤50
6.2精密导线网测量
依据工程线路的设计资料及选点布点原则，并进行现场踏勘，认真筛选，反复比较，逐一落实确定。
全网布设精密导线点76个，C级GPS点9个，共85个控制点组成了轨道交通精密导线控制网，楼上点40个，地面点45个。
其中LDJ1,LDJA、LDJ2、省电力学校、柯木朗村委、30-1、29-1与长湴到高塘石区间控制网共用，为了方便车站施工测量，精密导线点在车站附近适当加密，每个车站可以使用的导线点对应如下表所示。
表6-6车站及周围导线点号对照表
车站
点号
黄陂
LDJ6,LDJ8,LDJ9,LDJ10,LDJ11,LDJ14,LDJ12,LDJ13,LDJ16,LKQC,LDJ17,LDJ18,LDJ19,LDJ20
香山路
LDJ20,LDJ21,LDJ22,LDJ23,LDJ24,LDJ25,LDJ26,LDJ27,LDJ28,LDJ29
LYSZ,LDJ30,LDJ31,LDJ32,LDJ33
科学城东
LDJ33,LDJ34,LDJ35,LDJ36,LDJ37,LDJ38,CXDS,LDJ39,LDJ40,LDJB
暹岗
LDJ38,LDJ39,LDJ40,LDJ41,LDJ42,LDJB,LDJ40,LDJ41,LDJ42,LDJ43,LDJ44
罗岗
LDJ42,LDJ44,LDJ45,BLXXS,LDJ46,LDJ47,LDJ48,LDJ49,LDJ50,LDJ51,LDJ53
香雪
LDJ53,LDJ55,LDJ56,LDJ57,LDJ58,NCXYS,LDJ59,LDJ60,GZLSS，LDJ61
在选点过程中，高塘石站至香山路站沿线建筑物众多，多数为公共建筑物，在出示有效证件并讲明原因的情况下，选点工作相对容易，其中部分属于私有的建筑物，经过我院积极协调各方关系，在保证网形、精度和密度的前提下，成功完成了本段的选点工作；香山路站至科学城东站沿线山地地貌分布面积大，建筑物较少，本段主要以开创大道地面点为主，有部分点借用城市导线点；科学城东站至香雪站沿线建筑物参差不齐，山地分布较广，通视条件较差，选点困难，在市地下铁道总公司建设事业总部测量室的大力支持和帮助下，克服各方面的困难，完成了本段的选点埋石工作，保证了精密控制网测量工作的进度。
详见附图---精密导线网示意图。
6.2.1精密导线选点原则
（1）精密导线网沿线路走向尽可能布设成直伸形，并形成附（闭）合或结点网。
导线附（闭）合长度小于3km；
（2）导线点的位置选在施工变形影响以外稳定的地方，并避开地下构筑物、地下管线等；楼顶上的导线点选在靠近并能俯视线路、车站、车辆段的一侧；
（3）与首级GPS控制网点连接时，连接角大于30°，极困难时亦大于15°；与首级GPS控制网点连接边的俯仰角一般小于20°，个别困难地段亦小于30°；
（4）精密导线控制网点平均点间距350m左右，车站适当加密。
方便实用且远离施工变形区，以便在地铁施工全过程中得到完整保护，指导施工；
（5）相邻点之间的视线距障碍物的距离以不受旁折光影响为原则，视线穿过区域无散热体、强磁场等；
（6）附合导线边数少于12个，相邻导线边长比值不大于3倍，最短边长不小于100m；
（7）在线路交叉及前、后期工程衔接的地方布设适量的共用导线点；
（8）充分利用原有城市控制点标石。
图6-2精密导线网示意图
（一）
图6-3精密导线网示意图
（二）
6.2.2标石埋设
6.2.2.1标石埋设
a．水泥路面区段，电钻直接在路面上打Φ18mm×120mm孔，埋设Φ18mm×120mm螺纹钢镶Φ2mm铜芯测量标志；
b．沥青路面区段，电钻直接在路面上打Φ18mm×180mm孔，埋设Φ18mm×200mm螺纹钢镶Φ2mm铜芯测量标志，并在其顶部加埋120mm×120mm保护铁盖；
c．楼顶点，埋设Φ10mm×50mm铺轨基标铜头Φ1.5mm×2.0mm小孔标志和底部为25cm×25cm、上部为20cm×20cm、高15cm的混凝土测量标石，4枚射钉连接混凝土测量标石与楼板。
6.2.2.2测点标识
a．全网除借用的城市测量标志桩点外，所有新埋点─地面为Φ18mm螺纹钢镶Φ2mm铜芯、楼顶点为铺轨基标铜头小孔标志，比较明显，易识别。
b．地面点在测点外围刻一个三角形标志，至少三方向栓桩，红油漆现场标明点号。
c．楼顶点标识在现浇的混凝土测量标石顶部分两行刻上导线点号，用红油漆在上楼易看到的地方标识方向和点位。
d．借用桩点标识三方向栓桩，红油漆现场标明点号，并在成果表和点之记中说明。
6.2.3精密导线施测方法和主要技术要求
精密导线作业前除对全站仪外观是否良好，主机和附件是否完好，紧固部件有无松动、脱落等进行检查外，还进行了照准部水准轴垂直竖轴、十字丝竖丝垂直横轴、视准轴垂直横轴、横轴垂直竖轴及光学对中器的检验和校正。
对精密导线控制网进行观测采取以下技术要求：
（1）测站点只有两个方向时，采用左右角各两测回观测，左右角平均值之和与360°之差小于4″；多于两个方向时用全圆法观测4测回，测回间方向值之差小于6″。
半测回归零差小于6″，一测回内2C较差小于9″，测回间按
（n--测回数）变换度盘；
（2）与GPS控制点连接测量时，在有条件的地方，联测2个以上方向。
在倾角大于15°时，水平角6测回，每两测回将仪器旋转120°重新对中整平，以克服仪器竖轴不竖直对水平角测量的影响；
（3）前后视距离相差较大时，注意调焦对测量成果的影响；
（4）精密导线测距时符合下列要求：
a.距离测量除执行表6-6的规定外，还符合表6-7的规定；
b.测距时读取温度和气压，测前、测后各读取一次，取平均值作为测站的气象数据。
温度读至0.2°C，气压读至50pa。
（5）导线测量的同时进行电磁波测距三角高程测量，并分段与水准点联测，以便计算各点高程，进行投影改正；
（6）距离测量时，仪器加乘常数及气象改正根据全站仪的性能，现场设置仪器气压、温度等相关数据使仪器在测距时直接改正或记录相关资料内业平差计算前改正。
表6-6 距离测量限差技术要求（mm）
全站仪等级
一测回中读数间较差
单程各测回间较差
往返测或不同时段结果较差
Ⅰ
3
4
2·（a+bd）
Ⅱ
4
6
注：
1（a+bd）为仪器标称精度，a为固定误差，b为比例误差系数，d为距离测量值；
2一测回指照准目标一次读数4次。
表6-7精密导线测量技术指标
平均
边长
（m）
导线总长度（km）
测距中误差
（mm）
测距相对中误差
测角中误差（″）
测回数
方位角
闭合差（″）
全长相对闭合差
相邻点的相对点位中误差（mm）
Ⅰ级全站仪
Ⅱ级全站仪
350
2～3
±4
1/60000
±2.5
4
6
5
1/35000
±8
注:
n为导线的角度个数
6.2.4数据处理及精度分析
内业数据处理首先对所有测量记录100%复核，将GPS控制点利用三角高程法计算点位高程，与地面导线一起按下式进行边长高程归化改正和高斯投影改正。
a.归化到大地水准面上的测距边长度，按下式计算：
式中 D’0——测距两端点的平均高程面上的水平距离（m）；
Ra——参考椭球体在测距边方向法截弧的曲率半径（m）；
Hp——原有城市坐标系统投影面高程或城市轨道交通工程线路轨道的平均高程（m）；
Hm——测距边两端点的平均高程（m）。
b.测距边在高斯投影面上的长度，按下式计算：
式中 Ym——测距边两端点横坐标之平均值（m）；
Rm——测距边中点的平均曲率半径（m）；
ΔY——测距边两端点近似横坐标的增量（m）。
由于受现场条件限制，GPS点凌凯汽车学校，保利香雪山均为孤点，平差时此两点作为未知点，以加密GPS点ldj20、ldj57、ldj74、ldj10、ldj06、ldj17、ldj49、ldj76、ldj75九个点与C级GPS网点柯木朗村委（kml），省电力学校（sdlxx），林语山庄（lysz）,创新大厦（cxds），农村信用社（ncxys），果子岭宿舍（gzlss），罗岗山顶点（lg）七个点作为起算点，使用清华山维平差软件验后定权法进行平差，平差成果作为地面平面控制网的最终成果。
平差后最大点位中误差5.5mm，最大点间中误差4.4mm,最大边长比例误差1/141100；主要附合导线和闭合导线的相对闭合差见表6-8；
表6-8闭合差精度统计表
导线
导线距离（km）
闭合差（″）
限差（″）
全长相对闭合差
Lysz、cxds、ldj38、ldj42、ldj44、ldj46、ldj47、ldj49、ldj57
3.2
2.8
20.2
1/272610
Ldj49、ldj57、ncxys、gzlss
0.3
2.0
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