嵩昆高速施工控制网加密技术方案.docx

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嵩昆高速施工控制网加密技术方案

国家高速公路网G85重庆至昆明高速公路

嵩明（小铺）～昆明高速公路

施工控制网加密技术方案

中国交建云南嵩昆高速公路项目一公局分部第七标段

2015年3月

国家高速公路网G85重庆至昆明高速公路

嵩明（小铺）～昆明高速公路

嵩昆高速施工控制网加密技术方案

编制：

。

杜可满。

审核：

。

李国华。

复核：

。

邱洲。

中国交建云南嵩昆高速公路项目一公局分部第七标段

2015年3月

目录

1任务概述1

2主要技术依据2

2.1编制依据2

2.2技术标准2

3坐标系统2

3.1平面坐标系统2

3.2高程系统2

4选点埋石2

4.1选点2

4.2点号编排3

4.3标石规格4

4.4标石中心标志5

4.5点之记6

5施工控制网加密采用的方法及精度6

5.1平面控制网加密的方法和精度6

5.2高程控制网加密的方法和精度7

6施工控制网加密测量使用的仪器设备和人员组成7

6.1拟投入使用的仪器设备7

6.2拟投入的主要技术人员8

7平面控制网加密的实施8

7.1外业观测8

7.2GPS数据处理9

8高程控制网加密的实施11

8.1外业观测11

8.2内业计算12

9提交资料清单13

10附件14

国家高速公路网G85重庆至昆明高速公路

施工控制网加密技术方案

1任务概述

国家高速公路网G85重庆至昆明高速公路嵩明（小铺）～昆明段高速公路（编号G85以下简称“嵩明至昆明高速公路”），是渝昆高速（G85）、沪昆高速（G60）和杭瑞高速（G56）三条国家高速公路的交通合流路段的重要组成部分；是云南省“9210”干线公路骨架网的放射线昆明至水富、昆明至富源公路中的一段，其北接嵩待高速公路（G85）和曲嵩高速公路（G56和G60合流段），南接昆石高速公路（G78和G80合流段）和黄马高速公路（在建），在国家和云南省公路网中具有重要地位。

其建设对于贯彻西部开发战略、“桥头堡建设”战略规划部署以及云南省“一极三向五群”和“滇中城市群”的城市空间开发战略规划，充分发挥路网体系的整体效益，实现昆明过境交通流的分离，缓解城区交通压力。

并与铁路、航空连接，形成公路铁路航空综合运输局面，充分发挥联运效益，对缓解昆明城市交通压力，完善昆明市综合运输体系，促进昆明经济布局优化、区域经济协调发展、资源开发利用、基础产业向外拓展，推动经济发展和社会进步具有重要意义。

本合同段起点为K32+000，位于野毛冲，路线由北向南布线，经野毛冲、张家坡、斑鸠沟、大麦地，于K39+270设置空港互通（立交范围K38+600～K40+000）连接空港经济区和昆明长水国际机场，经新发村、坝口、大东冲，设置桥梁跨越宝象河后，过曹家冲，设置杨梅山隧道（左幅：

ZK45+490～ZK47+205；右幅：

K45+445～K47+245）穿越杨梅山，穿越杨梅山后，于K48+340（清水村）设置经开区互通（立交范围K47+620（左幅K47+600）～K49+200）连接经开区及周边村镇。

经箐上村、清水，止于对歌山西侧山坡；止点桩号为K52+476.35，路线全长20.476公里。

2主要技术依据

2.1编制依据

1、《工程测量规范》（GB50026-2007）；

2、《全球定位系统（GPS）测量规范》（GB/T18314-2009）；

3、《国家三、四等水准测量规范》（GB/T12898-2009）；

4、《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）；

5、本合同段设计图纸及其他规定等。

2.2技术标准

本项目主线按6车道高速公路修建，一般路段采用整体式路基，路基宽度为33.5米，其中行车道宽6×3.75米，中间带宽为3.5米，其中中央分隔带宽为2.0米，左侧路缘带宽为0.75米，硬路肩宽3.0米，土路肩宽0.75米。

分离式路基当作宽中央分隔带处理。

旋转轴及设计标高位置在中央分隔带边缘。

路拱横坡一般为2%。

超高采用绕中央分隔带边缘（分离式为其相对应的位置）旋转，先将外幅绕旋转轴抬高待达到与内幅横坡相同时，内外两幅绕各自的旋转轴旋转，直至达到超高横坡值。

超高渐变率不小于1/330，超高渐变长度控制在缓和曲线全长或者部分范围内。

3坐标系统

3.1平面坐标系统

平本合同段坐标系统采用2000国家大地坐标系，椭球参数：

长半轴6378137m，扁率1/298.257222101；高斯投影，中央子午线102°55′,投影面高程1980米。

3.2高程系统

高程基准：

高程系统采用1985国家高程基准。

4选点埋石

4.1选点

平面控制点的选点

（1）平面控制点应在线路设计中线两侧50m～200m范围内，按300m～500m间隔布设一个点，且相互通视，困难地段至少有一个通视点，且点间距不得小于300米。

（2）平面控制点的布设应首先在图纸上设计，设计时考虑点位高程面应尽量在线路平均高程面上。

（3）外业选点时依据点位设计，选在地质条件稳固、地基坚实，利于GPS观测，不易被施工等因素破坏，能长期保存的区域。

（4）平面控制点选点时应考虑如下因素：

a点位必须选择在四周开阔的区域，在地面高度角15度内不应有成片的障碍物。

b点位应选择在交通方便，且利于安全作业的地方。

c点位附近不应有大面积水域或其它强烈干扰卫星信号接收的物体（如金属广告牌等）。

d点位须远离大功率无线电发射源（如电视台、电台、微波站等），其距离不宜小于200m，并远离高压输电线其距离不宜小于50m。

水准点的选点

（1）水准点的布设一般要求不大于2km一个，并位于离开线路中线50～300m范围内。

必须保证地基坚实稳定，不受施工影响，利于标石的长期保存与观测。

平面控制点在满足二等水准对点位的要求时，可共用。

（2）下列地点不应选埋水准点：

a易受水淹、潮湿或地下水位较高的地点；

b易发生土崩、滑坡、沉陷等地面局部变形的地区；

c土质松软的地点；

d距既有铁路50米、公路30米以内；

e在修建铁路及其设施时可能毁坏标石的地点；

f地形隐蔽不便观测的地点。

4.2点号编排

平面施工控制网加密点点号由“JM”加标段号，再加3位流水号组成，如“JM4×××”；高程施工控制网加密点点号由“JMB”加标段号，再加3位流水号组成，如“JMB4×××”，自嵩明至昆明方向连续编号。

当二等水准基点与平面控制点共桩时，桩号采用平面控制点编号，桩号唯一。

4.3标石规格

施工控制网加密平面控制点标石埋设规格应符合图4.1的规定。

图4.1平面控制点标石埋设图（单位：

mm）

注：

1－盖板；2－地面；3－保护井；4－素土；5－混凝土

施工控制网加密水准点标石埋设规格应符合图4.2的规定。

图4.2水准点标石埋设图（单位：

mm）

注：

1－盖板；2－地面；3－保护井；4－素土；5－混凝土

加密点应按要求做护井和护盖，在桩面上压盖或喷涂加密点点号及“嵩昆高速”字样，字体、字号视桩面大小确定，并用油漆描红。

加密点桩面整饰规格如图4.3所示。

图4.3桩面示意图

4.4标石中心标志

加密点采用不锈钢质球面中心标志，在标志的正中位置刻制长10mm，深大于0.5mm、粗小于0.5mm的“十”字丝作为GPS观测的对中点。

标石中心标志如图4.4所示。

图4.4标石中心标志图（单位：

mm）

4.5点之记

加密点埋设结束后，应在现场绘制点之记。

绘制点之记的具体格式参考附件1。

点之记应包含以下内容：

①点号；②概略经纬度；③所在地；④交通情况、交通略图；⑤点位通视情况及点位略图；⑥点位至三个参照地物的距离；⑦标石断面图；⑧选点、埋石情况。

点之记中的交通路线图、交通情况、点位略图及点位说明要尽可能多地增加找点信息，以便查找点位，并力求语言精练、简洁明了。

点之记统一用AutoCAD软件绘制，确保点之记内容完整、格式统一、整齐美观。

5施工控制网加密采用的方法及精度

5.1平面控制网加密的方法和精度

平面控制网加密采用GPS测量方法施测，GPS测量的精度及主要技术指标如表5.1所示。

表5.1GPS施工控制网加密测量的主要技术指标

等级

固定误差a

比例误差b

基线方位角中误差

约束点间的边长相对中误差

约束平差后最弱边边长相对中误差

四等

≤5mm

≤1mm/km

2.0″

1/100000

1/70000

GPS施工控制网加密测量采用边联结方式构网，形成由三角形或大地四边形组成的带状网，并与GPS、DX点联测构成附合网。

5.2高程控制网加密的方法和精度

高程控制网加密采用水准测量方法施测，测量等级为二等，采用附合水准路线，起闭于线路GPS或DX水准基点。

水准测量的精度指标如表5.2所示。

表5.2高程控制网加密水准测量精度指标（mm）

水准测量

等级

每千米高差偶然中误差MΔ

每千米高差全中误差MW

限差

测段、路线往返测

高差不符值

附合路线或环线闭合差

检测已测测段高差之差

平原

山区

二等

≤1mm

≤2mm

注：

表中K为测段水准路线长度，Ri为检测测段长度，单位为km，小于1km时按1km计。

n为测段水准测量测站数，当山区水准测量每公里测站数n≥25站以上时，采用测站数计算高差测量限差。

6施工控制网加密测量使用的仪器设备和人员组成

6.1拟投入使用的仪器设备

本次施工控制网加密拟投入使用的测量仪器设备和精测网复测时基本一致，如表6.1所示。

所有仪器均经省级以上计量检定部门检定合格并在有效期内，仪器的标称精度及状态均满足加密测量的技术要求。

表6.1施工控制网加密拟投入仪器设备情况

序号

仪器名称

品牌

型号

标称精度

数量

1

GPS接收机

华测

CHCX900

5mm+1ppm

4套

2

数字水准仪

Trimble

DiNi03+铟钢条码尺

0.3mm/km

1套

6.2拟投入的主要技术人员

为保证本次施工控制网加密测量工作的顺利进行，投入的作业人员与精测网复测时基本一致，仍由测量部负责。

根据专业特点分成1个GPS测量小组、1个水准测量小组。

预计投入的测量人员有：

高级工程师1名、工程师/助理工程师2名、技术员3名，测工3名。

主要技术人员情况如表6.2

表6.2施工控制网加密测量主要技术人员情况

序号

姓名

职称

职务

项目分工

1

邱洲

高级工程师

项目负责人

项目负责

2

于剑波

工程师

测量部部长

技术负责

3

杜可满

工程师

测量部副部长

组织协调

7平面控制网加密的实施

7.1外业观测

GPS施工控制网加密测量外业观测要求

本次GPS施工控制网加密测量外业观测应按表7.1的要求执行。

等级

项目

四等

卫星截止高度角

≥15°

同时观测有效卫星数

≥4颗

观测时段长度

≥45min

观测时段数

≥2

数据采样间隔

15秒

几何图形强度因子PDOP

≤10

表7.1GPS施工控制网加密测量外业观测要求

GPS测量网型设计

本次GPS施工控制网加密测量，采用边连接方式，在网形设计时做到：

①每个点有3条及以上独立基线相连接；

②GPS独立基线传递必须是边连接，组成大地四边形或多边形；

③在选取独立基线构网时，要考虑以邻近点之间的短边传递为佳。

GPS观测设站

（1）作业前按规范要求进行相关仪器检校，作业过程中经常对光学对中器进行检校，保持接收机设备工作状态正常。

（2）在观测前，预报星历情况，按卫星星历预报表、GPS接收机数量及交通情况编制观测计划。

（3）作业中，仪器对中误差小于1mm，每个时段观测前、后各量天线高一次，两次较差值小于2mm，取均值作为最后成果。

（4）观测点号记录要正确无误。

（5）要提前把电池充满电，数据采集过程中仪器不能断电。

（6）观测过程中不在天线附近50m以内使用电台，10m以内使用对讲机。

（7）在同一时段观测过程中不能出现以下操作：

接收机关闭又重新启动；改变卫星高度角；改变数据采样间隔；按动关闭文件和删除文件等功能键。

7.2GPS数据处理

基线处理

本次GPS控制网加密测量，基线处理采用Trimble公司的商用软件TGO1.63进行；星历采用广播星历；观测值采用L1载波相位观测值或L1、L2双差组合观测值。

每天外业观测结束后，随即进行基线解算，并按以下要求进行闭合环、重复基线的检验。

（1）独立闭合环闭合差检验

若干条独立基线构成闭合环时，各坐标差分量闭合差应符合下式：

Wx≤3

σWy≤3

σWz≤3

σW≤

σ

其中，n为闭合环的边数，其中σ为相应级别规定的精度，其相应计算公式为：

其中a=5mm，b=1ppm，d为相邻点间平均边长，以km为单位。

（2）重复观测基线检核

同一条边重复观测两个时段的成果互差，应满足：

ds≤2

σ

式中：

ds为重复观测的基线较差，σ为相应等级的标准差（计算同前式）。

GPS网平差计算

本次GPS控制网加密测量，网平差采用中铁四院开发的“GPS静态后处理软件（SYGPS）”（铁道部评审通过）进行。

GPS网平差是在基线处理合格的前提下进行的，先进行三维向量网无约束平差，各项指标合格后再进行二维约束平差。

（1）三维向量网无约束平差

基线解算各项质量指标均满足要求后，以全网有效观测时间较长、观测条件较好、接近全网中部控制点的国家2000坐标作为起算数据，进行全网的无约束平差。

无约束平差中，基线分量的改正数绝对值应符合下式：

否则，认为该基线或者其附近的基线存在粗差，应予剔除。

平差合格后，提供无约束平差国家2000坐标系中的空间直角坐标、基线向量及其改正数和精度信息。

（2）GPS施工控制网的约束平差

GPS基线网三维无约束平差合格后，以所联测的、点位稳定可靠的CPI、CPII控制点作为约束点进行二维约束平差，计算加密点的工程独立坐标值，得出加密点的坐标成果。

约束平差中，基线向量各分量改正数与无约束平差同一基线改正数较差的绝对值应符合下式要求：

8高程控制网加密的实施

8.1外业观测

水准测量的外业观测要求

本次水准测量采用数字水准仪，外业观测要求应符合表8.1规定。

表8.1数字水准仪外业观测要求

等级

水准尺类型

水准仪等级

视距（m）

前后视距差（m）

测段前后视距累积差（m）

视线高度（m）

二等

因瓦

DS1

≥3且≤50

≤1.5

≤6

≤2.8且≥0.55

观测的时间和气象条件

水准测量应在标尺分划线成像清晰稳定时进行，下列情况下不宜进行观测：

（1）日出后与日落前30min钟内；

（2）太阳中天前后各约2h内；

（3）标尺分划线的影像跳动剧烈时；

（4）气象突变时；

（5）风力过大而使标尺和仪器不稳定时。

测站观测顺序和方法

（1）每一测站的观测顺序如下：

奇数站为“后-前-前-后”，偶数站为“前-后-后-前”。

（2）每一测站的观测步骤如下（以奇数站为例）：

①整平仪器；②望远镜对准后视标尺条码中央，精确调焦致图像清晰，测量并记录；③旋转望远镜对准前视标尺条码中央，精确调焦致图像清晰，测量并记录；④重新照准前视标尺，测量并记录；⑤旋转望远镜照准后视标尺条码中央，精确调焦致图像清晰，测量并记录。

⑥显示测站成果，测站检核合格后搬站。

观测中应遵守的注意事项

（1）观测前将仪器置于露天阴影下30min，并在使用前进行预热，预热不少于20次单次测量；

（2）每一测段的往测与返测，其测站数均应为偶数；

（3）由往测转向反测时，两只标尺应互换位置；

（4）在连续各测站上安置水准仪的三脚架时，应使其中的两脚与水准路线的方向基本平行，而第三只脚则依次轮换置于仪器的左侧和右侧；

（5）除路线转弯处外，每一个测站上仪器与前后视标尺的三个位置应在一条直线上；

（6）水准测量作业期间，每天开测前进行i角测定，保证i角绝对值在测量期间不超过15〞；

（7）应定期检校标尺上的气泡，发现异常及时调整；

（8）仪器视线被遮挡，遮挡不超过标尺在望远镜截长的20%；

（9）当外部震动剧烈，要停止测量，确定震动源消失后才能测量。

8.2内业计算

观测数据质量检核

外业测量结束后，对观测数据的质量进行检核，检核的内容主要包括：

测站数据，水准路线数据，附合路线的高差闭合差。

数据质量检查合格后才能进行后续的平差计算。

加密点间高差计算

（1）每千米高差偶然中误差的计算

水准测量作业结束后，全线应按测段往返测高差不符值计算偶然中误差MΔ；当水准网的环（段）数超过20个时，还应按环线闭合差计算MW。

MΔ和MW应符合下表的规定，否则应对较大闭合差的路线进行重测。

MΔ和MW应按下列公式计算：

式中：

Δ－－测段往返测（或左右路线）高差不符值，mm

R－－测段长度，km

n－－测段数

W－－经过各项改正后的水准环闭合差，mm

L－－水准环线周长，km

N－－水准环数

（2）加密点高差计算

计算各测段往返高差的平均值，得出加密点间的高差。

9提交资料清单

测量完成后，进行资料分析整理，形成以下文件：

（1）施工控制网加密技术方案；

（2）施工控制网加密技术总结；

（3）平面原始数据、RINEX数据；

（4）高程原始数据、Excel观测手簿、高差检核表；

（5）平面数据处理报告；

（6）高程数据处理报告；

（7）平面坐标成果；

（8）高程坐标成果；

（9）平面网形图；

（10）水准路线示意图；

（11）点之记

10附件

附件1：

加密点点之记（模板）

加密点点之记

工程名称：

第页共页

点名

等级

详细断面图：

标石断面图：

单位：

mm

点位详细说明

交通路线

概略坐标

B=

L=

所在地

标石类型

标石质料

选点单位

埋石单位

选点者

埋石者

选点日期

埋石日期

备注