复测成果报告.docx
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复测成果报告
乐百高速公路4标工程精密工程控制网复测
成果报告
1测区概况
乐业至百色公路是国家高速公路网规划G69银川至百色高速公路的重要路段，也是广西省高速公路网规划“纵7”天峨至龙邦高速公路的重要组成部分。
主线起于峨坝附近的红水河黔桂交界处，与贵州省规划的惠水至罗甸高速公路终点相接，终于上宋附近，与百色至罗村口高速公路相接，全长公里。
NO4合同段起点桩号YK36+ZK36+，终点桩号YK45+420/ZK45+381，线路全长（按右线计）。
主要工程内容：
YK36+ZK36+～YK45+420/ZK45+381段范围内路基土石方、桥梁、隧道、涵洞、防护排水等工程。
起点YK36+ZK36+，路线自北向南布线，设那豆大桥、那豆隧道、周福1、2号大桥、那立隧道，终点位于马庄大桥桥头。
项目地理位置图
本标线路走向图
2控制网复测已知资料
现场控制桩位于2017年2月15日由中交第二公路勘察设计研究院有限公司交接，主要有：
（1）该标段范围内GPS平面控制点点之记和四等水准点点之记；
（2）该标段范围内GPS平面控制点平面坐标成果表，此成果平面坐标系为坐标系1980西安坐标系，中央子午线106度30分，高程投影面为750；高程系为1985国家高程基准。
3平面控制网复测技术报告总结
执行的主要技术标准
（1）《全球定位系统（GPS）测量规范》（GB/T18314—2009）；
（2）《工程测量规范》GB50026-2007；
（3）《公路勘测规范》JTJC10-2007；
（4）《国家三、四等水准测量规范》（GB/T12898-2009）；
复测应达到的主要精度指标
GPS测量应达到精度指标见表2，从设计院交付的GPS点，测设精度为一级；本次测设标段范围内均按一级GPS等级精度要求施测。
表2GPS网的主要精度指标
控制网级别
最弱相邻点相对点位中误差
最弱相邻点边长相对中误差
一级
±3mm
1/40000
复测采取的技术路线
根据该工程的性质和特点，为高精度，高质量，高效益地完成该项工程，施测的基本原则是“技术先进，严守规范，质量可靠，确保精度”。
因GPS技术具有定位精度高、作业速度快、相邻点间勿需通视、不受天气条件影响等诸多常规测量技术不可比拟的优点，因而本平面控制网复测和原精密工程控制网一样，采用GPS高新技术进行。
原GPS网及GPS加密网复测按公路一级网的技术要求施测。
用GPS技术来进行平面控制网的建立与复测，其方法已较为成熟。
但在实测中如何保证网的精度和可靠性是十分重要的。
控制网的可靠性是指能够发现观测值中存在的粗差和抵抗残存粗差对平差结果影响的能力，在GPS的外业观测方案中应做到以下几点：
（1）严格按照有关规范的规定进行；
（2）加强网的结构：
在网形设计构网时做到较强的图形结构，保证每个点有3条独立基线相连接，因是带状布网形式，要求GPS独立基线传递必须是边连接，组成三角形、大地四边形或多边形连接。
（3）注意GPS信号的接收状况，必要时选择最佳观测时间段；
（4）观测中避免量高错误发生和注意天线的对中与整平，本次使用有长水准管的仪器基座安置GPS天线，以保证精平。
这样建立的GPS网其可靠性是高的，精度也是有保障的。
GPS网观测的主要技术指标
GPS网采用静态定位技术施测，同步作业图形之间采用边连接的方式。
GPS网观测的主要技术指标见表3。
表3GPS测量作业主要技术要求
项目
要求
卫星截止高度角
≥15°
同时观测有效卫星数
≥4
时段中任一卫星有效观测时间（min）
≥30
有效观测时段长度（min）
≥60
观测时段数（平均重复设站次数）
≥
数据采样间隔
15秒
几何图形强度因子PDOP
≤6
天线对中精度
脚架≤1mm
4GPS网外业数据采集
原控制点位交接
2017年2月15日由中交第二公路勘察设计研究院有限公司与施工单位中交二航局一起对乐百高速标段内的精密工程测量网控制桩进行了现场交接，现场共交GPS点19个，水准点18个，经现场勘察点位保存完好。
使用主要仪器设备
在GPS网外业数据采集时使用了5台套GPS接收机进场作业，使用的主要仪器设备见表4。
表4GPS观测使用主要仪器
仪器类型
台数
编号
标称精度
徕卡GS14型接收机
6
3127469、3127490、3127179、3127174
3127325、3127326
双频、±+×D）
上述仪器由国家计量部门授权的检定单位进行了全面检定，检定结论合格，满足相应规范规定和本次复测工作的精度要求（见GPS接收机检定证书）。
并且在测量外业开始前和结束后按规范对仪器的有关项目进行了常规检验。
检验结果表明所用仪器设备性能稳定可靠，可用于作业。
外业观测
作业时间
外业观测作业时间为2017年3月7日～3月11日。
观测作业基本要求
作业前做好观测人员培训和仪器准备工作，检查所用仪器及相关配件的完整与完好性，确保进入测区的正常使用。
为确保“对中”及“整平”的准确性，天线使用的基座和光学对点器应注意检验校正。
在运输或观测过程中有剧烈震动的基座均在当时或当天予以检校。
在外业观测前按作业技术要求设置好仪器的各项作业技术参数。
作业间歇期间，接收机设有专人维护保管，并在作业前充足电池，将仪器及其附件装于专用仪器箱中。
为保证观测中仪器的安全，仪器管理实行个人负责制，对每台仪器进行编号，自工程开始直至工程结束，每个作业组或作业人员均使用同一台套仪器（包括主机、天线、传输电缆、电池及基座等），做到责任分明。
当出现特殊情况需要重新调配人员时，由调度人员做出统一安排。
观测组严格按调度表规定作业，听从现场调度人员的统一指挥，以保证观测同步进行。
当情况有变化需要修改调度计划时，必须经调度人员同意。
观测时做到人不离岗，观测过程中严密监视电池和接收机情况并记录于外业观测手簿上，以便于内业人员数据处理。
观测人员严格禁止周围无关人员接近甚至触摸仪器，以保护作业人员和仪器的安全进而保证观测的正常进行。
注意仪器各部件的正确连接，禁止在硬度大的粗糙表面上拖拽电缆等违规操作。
搬站时卸下的电缆不要把接头随意安放在地上，以避免泥土、沙子或水把电缆搞坏而影响使用。
在两个时段之间不需要搬站的测站均把基座转动180度后重新对中整平，以防止对中整平粗差的出现。
接收机在观测过程中不在其近旁使用对讲机、手机等通讯工具以避免干扰GPS接收机接收卫星信号。
外业记录与天线高量测
天线高在观测前、后各量测一次：
基线解算时天线高均改算为相位中心垂直高度。
每时段开机前，作业员除量取并记录天线高外，应记录测量员、观测日期、点名、点号、时段数、每时段开关机时间等信息。
GPS网的结构及基本特征
本GPS网复测，外业观测时采用原设计GPS点单独观测，原设计GPS点和项目自行加密GPS点混合构网，进行网混合观测。
均按边连接方式向前推进。
其结构和主要特征见表5。
表5GPS网的结构和主要特征
设计、加密混合复测网
点数
28个
平均边长
200-400左右一个点
布测方式
边连接
每站同步观测时间
≥65分钟
必要基线向量数
27
独立基线向量数
86
多余基线向量数
59
由表5可知，本GPS网的图形结构很强（见附图），网平均重复设站次数大于规范中的≥的要求,使GPS网达到了很强的图形结构和很高的可靠性。
GPS网基线解算与质量分析
GPS网基线解算
基线解算工作于观测当天晚上传输完数据后随即完成，控制网采用商用基线解算软件LEICAGeoOfficeCombined进行GPS网基线解算,并在每天及时组成闭合环和进行简单的三维无约束平差进行检验，做到“天天清”。
按以下要求进行同步环、重复基线较差和异步环的基线解算质量的检验。
（1）同步环基线闭合差W应小于下列数值：
Wx≤
Wy≤
Wz≤
≤
其中
为相应级别规定的基线长度中误差，其相应计算公式为：
为相邻点间平均边长，以km为单位。
为固定误差，≤5mm；
为比例误差系数，≤1mm/km。
（2）异步环检验
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
Wy≤3
Wz≤3
W≤
其中，
为异步环的边数，
为相应等级的标准差（计算同前式）。
（3）复测边（重复基线）检核
重复观测基线边的成果互差，应满足：
ds≤2
式中：
ds为重复观测的基线较差，
为相应等级的标准差（计算同前式）。
GPS网外业质量分析
由每天采集的外业观测数据，解算出每个时段的合格基线，组成同步环进行检验。
其组成的同步环闭合差均较小，满足规范要求，见提供的计算资料。
同时，也计算了重复基线较差，均优于规范规定，见提供的计算资料。
异步环（也称独立环）闭合差是衡量GPS网外业观测数据质量最重要的指标，最后平差时为保证全网有良好的图形结构，对于N台仪器观测，选择N-1条独立基线，在混合GPS复测网中，均选择独立基线构成异步环。
计算结果表明：
异步环闭合差均较小,检验合格（详见提供的计算资料）。
表明GPS网观测数据质量优良，观测中不含粗差观测值，所选基线可供内业平差计算之用。
因本次使用的平差软件为莱卡研发的“LEICA数据处理系统”，软件中有闭合差计算功能，并根据不同规范对各种类型的工程控制网的同步环、重复基线、异步环精度指标，有一个限差要求，经检验合格者即满足相应规范规定。
复测设计网和混合控制网异步环满足限差要求，异步环闭合差检验合格。
详见精密控制网复测报告附件中《独立环闭合环闭合差计算结果》。
复测设计网和混合控制网重复基线满足相关要求。
可知本次控制网所有重复基线向量较差均满足规范限差要求。
详见精密控制网复测报告附件中《网重复基线较差计算结果》。
综上所述，通过对本次设计网和混合控制网的异步环基线闭合差检验以及重复基线较差检验的结果，可知此次复测的控制网基线解算正确，外业成果质量可靠，可进行平差。
5GPS网平差计算
坐标系统和坐标约束点选取
坐标系统
本次平面控制网复测的坐标系统和原设计控制网（工程独立坐标系统）一致，工程椭球构建采用西安80坐标系，中央子午线106度30分，投影面大地高750米。
坐标约束点选取（起算点稳定性分析）
根据本次控制网复测的特点，按以下情况选取坐标约束已知点：
GPS控制网起算点选取原则
因本标段内有二个一级GPS点，故进行本次复测网约束平差时，选取高精度的一级GPS点外，还应选取2~6个一级GPS点作为本网的起算约束点。
为了保持复测网约束平差后与原设计网符合性良好、点位精度均匀，故选取起算约束点是一关键因素，本次复测网约束平差选取起算点遵循以下二个原则：
第1、将复测网三维无约束平差后的空间直角坐标与设计网所提供的坐标较差值进行分析比较，差值均在某一定值附近呈正弦分布状态，则可判定原设计网点稳定性良好。
第二、在原控制点保持良好的稳定性之下，本次复测网起算点一般选取网的首、尾二个控制点，并在现场对设计交桩的点位进一步认真查看，所有点都稳固、可靠，没有松动现象。
故本标段的复测控制网坐标约束点选6个，具体为：
E31、E34、D09、D10、D11、D12。
根据以上原则，对本标段所选取的起算点测量精度进行分析
GPS网平差计算和精度评定
GPS网平差软件简介
所有外业成果验算合格后，把这些基线向量提供内业平差计算。
为更好地和原控制网观测的平差成果比较，此次GPS网平差主要使用软件为莱卡研制开发的“LEICA数据处理系统”，该软件具有功能全面，整体性好，解算容量大，运算速度快，操作简明，使用方便等特点。
复测网WGS-84三维无约束平差和工程独立坐标二维约束平差
（1）为了对GPS网内部符合精度进行检验评估以及检测和剔除粗差观测值，控制网复测先进行WGS-84坐标系下的三维无约束平差。
从控制网复测的三维无约束平差结果可见，未发现其粗差观测值，三维基线向量改正数较小且服从正态分布，边长中误差分布正常，无约束平差中基线向量各分量的改正数的绝对值应满足下式的要求
VΔX≤3σVΔY≤3σVΔZ≤3σ
其中a=5mm，b=1mm/km，d取各时段基线长度平均值（以km为单位计算）
最弱边相对中误差和最弱点位中误差统计见表5-1。
表明复测网达到了较高的内符合精度，可供二维约束平差之用。
详见精密控制网复测报告附件中《乐百高速公路4标控制网三维无约束平差结果》。
表5-1混合控制网三维无约束平差精度统计表
最弱边精度统计
基线边
S（m）
MS（cm）
MS/S
限差
ppm
E38~SD1
1/25937
1/25000
77
最弱点精度统计
点名
MX（cm）
MY（cm）
MZ（cm）
MP（cm）
E41
（2）二维约束平差是最重要的工作，它的坐标将直接用于控制点的稳定性分析和施工测量工作。
本次复测控制网二维约束平差，如下：
混合控制网的二维约束平差精度统计见表5-2，从表中可见，其控制网精度达到规范要求。
详见精密控制网复测报告附件中《控制网二维约束平差结果》。
表5-2混合设计控制网二维约束平差精度统计表
最弱边精度统计
基线边
S（m）
MS（cm）
MS/S
限差
ppm
E69~E70
1/41000
1/40000
最弱点精度统计
点名
MX（cm）
MY（cm）
MP（cm）
E69
6复测成果比较与点位稳定性分析
本次平面控制网复测成果和柳州勘察测绘研究院测设的原控制网坐标成果从坐标进行比较与分析。
混合控制网中控制点坐标比较
复测坐标其与设计院的坐标比较见表6-1。
表6-1复测控制网坐标比较表（约束本标段首尾加中间4个点）
西安80椭球坐标，中央子午线109度30分，投影面大地高750米）
点名
X
复测坐标（m）
设计坐标（m）
比较表
限差
备注
Y
⊿X（mm）
⊿Y（mm）
mm
E42
X
约束点
15
Y
E43
X
15
合格
Y
E44
X
15
合格
Y
合格
E46
X
15
合格
Y
合格
E58
X
约束点
15
合格
Y
合格
E47
X
15
合格
Y
合格
E73
X
约束点
15
合格
Y
合格
LB77
X
15
合格
Y
合格
LB76
X
15
合格
Y
合格
E57
X
15
合格
Y
合格
E50
X
约束点
15
合格
Y
E49
X
15
Y
西安80椭球坐标，中央子午线106度30分，投影面大地高750米）
点名
X
复测坐标（m）
设计坐标（m）
比较表
限差
备注
Y
⊿X（mm）
⊿Y（mm）
mm
LB74
X
15
合格
Y
LB66
X
15
合格
Y
LB65
X
15
合格
Y
合格
E68
X
15
合格
Y
合格
E70
X
15
合格
Y
合格
E69
X
15
合格
Y
合格
LB75
X
15
合格
Y
合格
E72
X
15
合格
Y
合格
由上表可见，所有控制x、y坐标设计复测之间差值均小于15mm。
混合控制网所有设计点均符合规范。
7结论与建议
（1）本次复测是严格按照第平面测的控制网复测技术方案进行，外业数据采集完全符合技术规范要求，观测数据全部合格。
（2）从内业平差计算的三维无约束平差和二维约束平差结果看，基线向量改正数服从正态模型，分布正常且较小，点位精度均匀，内符合精度高。
其最弱边相对中误差、基线边的最大方向中误差、最弱点点位中误差均优于有关规范和本工程的要求，达到了较高的精度。
（3）从此次复测结果与柳州勘察测绘研究院的原平面控制网坐标成果比较和点位稳定性分析可知，设定各点的坐标变化量级以±15mm为限，可认为大部分控制点变化量级不大，故此建设:
本标段范围内各控制点坐标变化量级均小于15mm，使用原设计院提供的坐标成果，
8平面控制网网形图
9水准网复测技术报告总结
执行的技术标准
（1）《公路勘测规范》JTJC10-2007；
（2）《国家三、四等水准测量规范》（GB/T12898-2009）；
控制网高程基准与精度
高程基准
高程基准采用1985国家高程基准。
主要精度指标
水准测量等级
每公里高差中数偶然中误差MΔ
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
四等
≤
±30
mm
±20
mm
±20
mm
式中：
K—测段、区段或路线长度，单位为千米（km）；当测段长度小于km时，按计算。
L—附和合路线长度，单位为千米（km）；
Ri—检测测段长度，单位为千米（km）。
仪器设备
序号
仪器
名称
仪器
型号
出厂
编号
数量
校定时间
有效期
标称精度
性能
1
莱卡电子水准仪
LS10
700552
1
年
±／Km
良好
高程控制网复测方法、平差计算与成果
复测点现状分析
本次交桩交水准点20个，四等水准点20个，均与平面点共用，本次复测设计水准点17个，加密水准点14，独立标段。
所交点控制桩标石保存完好，可以复测及加密使用。
详见下表11：
点名
设计高程
对应平面点
备注
E42
E42
四等水准点
E44
E44
四等水准点
E46
E46
四等水准点
E47
E47
四等水准点
E49
E49
四等水准点
E50
E50
四等水准点
E57
E57
四等水准点
E58
E58
四等水准点
E68
E68
四等水准点
E69
E69
四等水准点
E70
E70
四等水准点
E72
E72
四等水准点
E73
E73
四等水准点
LB66
LB66
四等水准点
LB74
LB74
四等水准点
LB77
LB77
四等水准点
LB65
LB65
四等水准点
水准网复测作业方法
水准点复测时，严格按照《公路勘察规范》和《国家三、四等水准测量规范》中的有关要求执行，这次复测共历时15天，依据规范规定，水准施测前每天早晨进行i角检查。
在水准观测过程中，采用往返观测，电子水准仪自动记录。
沿路线施测均使用大于公斤的铸铁尺垫，使用尺撑扶尺，依保证水准尺气泡居中；前后视距用绳尺拉距确定每测站；使用干湿温度计测定气温。
每二个设计水准点间均进行了往返观测，并设置奇偶交替观测，观测顺序如下：
奇数站：
后---前---前---后，偶数站：
前---后---后---前；
水准观测观测要求：
（1）、测站要求视距要求
等级
视线长度
前后视距差
每站的前后视距累积差
视线高度
重复测量次数
四
≤100m
≤
≤
≥
≥2次
（2）、每测站限差指标
等级
二次重复读数较差
一测回中同一方向读数标准差
四
mm
（3）、外业计算取位限差
等级
往（返）测距离总和（km）
测段距离中数（km）
各测站高差（mm）
往返测高差总和（mm）
测段高差中数（mm）
高程（mm）
四
数据处理方法和控制网测量精度
首先把各个测段的往返测高差汇总，并将往返测高差之差是否满足20
mm作为衡量复测成果是否合格的主要依据，还有每公里偶然中误差是否满足要求，来检验本次复测成果是否合格的依据。
各项指标满足要求后，再将往返测高差平均后与设计提供数据对照，是否满足30
mm来判断水准控制点是否发生竖直位移。
往返测高差汇总表
水准测量测段高差不符值精度统计见表12-1。
表12-1水准测量测段往返测高差不符值精度统计
往返测高差统计表
起点
终点
往测距离（km）
返测距离（km）
往测高差（m）
返测高差（m）
较差（mm）
限差（mm）
备注
JM4
E46
合格
E44
JM4
合格
JM3
E44
合格
JM2
JM3
合格
JM1
JM2
合格
E42
JM1
合格
E58
LB74
合格
JM8
E58
合格
JM7
JM8
合格
E57
JM7
合格
JM6
E57
合格
LB77
JM6
合格
E47
LB77
合格
JM5
E47
合格
E46
JM5
合格
JM9
LB74
合格
JM10
JM9
合格
E49
JM10
合格
JM12
E49
合格
LB66
JM12
合格
LB65
LB66
合格
JM13
LB65
合格
JM14
JM13
合格
E50
JM14
合格
E70
E50
合格
E68
E70
合格
E69
E73
合格
JM15
E69
合格
E68
JM15
合格
E72
E73
合格
每公里水准测量的高差偶然中误差：
（mm）
由水准测量往返测精度统计分析：
往返水准路线中返测不符值全部满足《三、四等
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