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1、精密控制网施工加密测量成果报告建筑院新建铁路云桂线（云南段）四标段施工加密测量成果报告四川省建筑设计院四川思明工程勘察设计有限公司二一年八月新建铁路云桂线（云南段）四标段施工加密测量成果报告 编 制: 复 核: 审 核: 四川省建筑设计院四川思明工程勘察设计有限公司二一年八月目 录1 工程概况 11.1任务依据 11.2任务范围、内容 11.3地理位置 11.4 地形地貌 11.5地质情况 21.6主要工程项目 22加密时间和方法 22.1平面加密 22.2高程加密 33 既有资料情况 34 主要技术依据 35 坐标系统和高程系统 35.1坐标系统 35.2高程系统 46仪器设备和人员投入 4

2、7 平面加密点布设及分段测量情况 47.1加密点布设 47.2 GPS加密测量构网 47.3 分段加密测量方法 58 数据处理方法 58.1平面控制网GPS加密测量 58.2高程控制加密测量 59 加密控制网测量精度要求及精度分析 59.1平面GPS控制网加密测量 59.1.1 GPS加密控制网基线向量解算及精度分析 69.1.2 GPS加密控制网平差及精度分析 89.1.3 GPS加密控制网观测成果分析及结论 910高程控制网加密测量 1010.1 二等水准加密测量精度分析 1110.1.1 各测段高差比较分析 1110.1.2 各测段高程闭合差分析 1410.2 各段加密测量精度计算 14

3、10.3 高程控制点加密测量结论 1511 加密点成果表 1511.1平面加密点成果 1511.2高程加密点成果 1712.精测网加密测量应交成果资料 1912.1施工加密测量技术设计方案 1912.2加密成果报告内容 1912.3加密测量报告的附件 19附表 GPS加密测量情况说明 21附图 22附件1 GPS网图 22附件2水准测量网图 231 工程概况1.1任务依据按照合同关系，由中铁十局集团有限公司云桂铁路云南段项目经理部组织完成云桂铁路（云南段）站前工程YGT-4标段精测网的加密测量任务。由于设计控制点CPI、CPII和二等水准点间距较大，不能满足现场施工测量放样需要；特别是长大隧道

4、、横洞口以及大桥附近均需要自行加密平面控制和高程控制点。以此来确保测量对施工的及时指导，故需在CPI基础控制网和设计二等水准点基础上进行施工加密测量。这样既可保证有效施工控制点的数量，而且增加了检核条件。1.2任务范围、内容（1）任务范围 云桂线站前工程YGT-4标段DK473+300DK539+120。（2）工作内容施工加密测量：进行平面控制点和高程控制点外业观测及内业平差计算（其中选点、埋设标石已由中铁十局云桂铁路云南段项目部于2010年7月完成）。1.3地理位置 云桂铁路（云南段）YGT-4标段起讫里程为DK473+300DK539+120，正线长度65.82km。东起广南县珠琳镇，经砚

5、山县阿猛镇，西至丘北县树皮乡。1.4 地形地貌新建云桂铁路全线地势由西北向东南倾斜，其中广南至丘北，线路基本走行云贵高原面，高原地貌由低中山、丘陵和高原盆地及溶原组成。1.5地质情况 云桂铁路是目前国内艰险山区地形地质条件极其复杂的一条铁路。沿线地形、地质条件极为复杂，区域地质作用剧烈，碳酸岩分布广泛，不良地质特别发育，地质灾害发生频繁，类型众多。沿线主要工程地质问题有活动断裂与地震、岩溶、滑坡、危岩落石与岩堆、顺层、砂土液化、水库坍岸、有害气体、高地温与高地应力等不良地质现象，以及人工弃填土、软土、松软土、膨胀岩土、红黏土等特殊岩土。1.6主要工程项目 本标段共有隧道12座，总长40.416

6、km，占标段全长的61.4%；其中长庆坡隧道和幸福隧道均为12.7km左右，为本标段的重点控制性工程。特大桥7座，大桥9座，中桥1座，涵洞33座，总长9884延米，占标段全长的15%；路基15.518km，占标段全长的23.6%；车站两座。2加密时间和方法 本次平面和高程控制网加密测量从2010年8月5日开始到2010年8月25日完成。2.1平面加密 由于本标段管段长，加密工作量较大，任务较重，工期较紧；根据高速铁路工程测量规范（TB10601-2009）有关规定，采用静态GPS的测量方法进行。采用GPS测量时，按照四等GPS测量精度要求施测； 2.2高程加密高程点加密测量时，均起闭于经复测后

7、精度满足二等要求的设计水准点，采用同级扩展的方法按二等水准测量的精度要求进行施测。3 既有资料情况 中铁二院提供的（新建铁路云桂线）“精密工程控制测量网”CPI、CPII控制点和二等水准控制点及其测量成果资料； 西南交大铁路发展有限责任公司提供的（新建铁路云桂线）“精密工程控制测量复测技术设计书”； 云桂铁路云南有限责任公司提供的“云桂铁路云南段交桩复测工作指南与后续加密测量工作的计划”； 中铁十局云桂铁路云南段项目部对本标段CPI、CPII、二等水准点的复测成果书。4 主要技术依据高速铁路工程测量规范（TB10601-2009）；国家一、二等水准测量规范（GB/T12897-2006）；全球

8、定位系统（GPS）铁路测量规程（TB10054-97）；全球定位系统（GPS）测量规范（GB/T18314-2009）。5 坐标系统和高程系统 5.1坐标系统云桂铁路（云南段）站前工程YGT-4标段复测采用的坐标系统为工程独立坐标系统，与原测坐标系统相同。即：平面坐标坐标系采用WGS-84椭球参数，分带投影的独立工程坐标系统详细分带及对应里程如下：表5.1 工程独立坐标系统投影带划分区间表投影分带序号中央子午线经度投影高程面大地高H(m)平均高程异常(m)对应里程范围1104451350-30DK478+230DK506+7462104001565-30DK525+300DK539+120 5

9、.2高程系统采用1985国家高程系统。6仪器设备和人员投入为了加快加密测量的速度，提高加密点的测量精度，本次加密测量共投入6台双频GPS接收机和2台电子水准仪；投入本次加密测量的仪器设备如下表，仪器检定证书见附件。表6.1 测量仪器状态表序号设备名称仪器型号仪器精度数(台)检定情况1双频GPS接收机天宝57005mm+1ppm6已检定2电子水准仪天宝DiNi030.3mm/km2已检定本次加密测量共投入技术人员15人，其中高级工程师1人，工程师4人，技术人员10人。分为4个测量小组，其中一个GPS测量组，三个水准测量小组。主要人员的资质证书见附件。7 平面加密点布设及分段测量情况7.1加密点布

10、设在CPI、CPII基础上进行加密，点位选在距线路中线较近、稳固可靠且不易被施工破坏的范围内，便于长期保存，方便测设中线；点间距离在300400m左右为宜，且点间相互通视。平面加密点尽量与高程加密点共用。7.2 GPS加密测量构网加密点测量时，沿线路形成大地四边形和三角形组成的带状网，采用边联式构网。7.3 分段加密测量方法 （1）DK478+230DK506+746段：该段地形比较复杂，为典型的桥、隧相连地段。其中长箐坡隧道、同烘特大桥、天星隧道、天星特大桥等为重点控制性工程。 （4）DK525+300DK539+120段 该段为幸福隧道进、出口及横洞测区。8 数据处理方法8.1平面控制网G

11、PS加密测量各种类型的GPS采集的数据，采用广播星历，使用TGO1.62版本进行基线解算，在基线解算满足规范要求后采用武汉大学科傻GPS数据处理系统进行严密平差处理。8.2高程控制加密测量采用经复测后精度满足二等要求的设计水准点作为约束点，当高差（程）闭合差满足限差要求后，使用武汉大学科傻平差软件进行严密平差计算。平差计算时测段高差取往返路线的高差平均值，高程成果保留到0.1mm。9 加密控制网测量精度要求及精度分析9.1平面GPS控制网加密测量表9.1.1 GPS控制网加密测量技术要求 级别项目四等GPS静态测量卫星高度角()15有效卫星总数4时段中任一卫星有效观测时间(min)15时段长度

12、(min)45观测时段数1-2数据采样间隔(S)15PDOP或GDOP10 每条边观测12个时段，每时段观测至少90分钟；卫星高度角15，接收机采样间隔设置为15s，PDOP值10。 观测过程中严格执行调度计划，按规定时间进行同步观测作业。 作业前按要求进行仪器检校，对中设备采用精密对点器，对中精度小于1mm，在作业前对基座水准器、光学对中器进行检校，确保其状态正常。观测时天线整平对中误差不大于1mm,每时段观测前后各量取一次天线高，两次互差小于2mm，并取其平均值作为最后观测值。 观测过程中按规定填写了观测手簿，并对点名、仪器高、仪器号、时间、日期以及观测者姓名均进行了详细记录。9.1.1

13、GPS加密控制网基线向量解算及精度分析 GPS加密控制网共分四段进行严密平差计算，各段的闭合环闭合差、重复观测基线较差、三维无约束平差精度以及二维约束平差的精度分别见以下各表。 基线质量检验基线向量异步环闭合差是检验基线向量网质量的一项重要技术指标，当满足限差要求时，能说明组成基线向量网的所有基线解算质量合格、成果可靠，按全球定位系统（GPS）铁路测量规程要求，各独立环的坐标分量闭合差和全长闭合差均应符合下式的规定：Wx3Wy3Wz3W3n为闭合环边数，为标准差（mm），。a=5mm为固定误差，b=1为比例系数误差，d为基线或环的平均边长，单位为km。 基线向量解算闭合差应按下表进行统计表9.

14、1.1-1 各段GPS加密测量控制网闭合环闭合差统计表1、里程范围：DK478+230DK506+746 (L0=10445,投影面H0=1350m )闭合环个数三维向量闭合差W(mm) 0W1010W2020W30W30966614412闭合差相对中误差W/SW/S1/80万1/80万W/S1/30万1/30万W/S1/10万W/S1/10万47222612、里程范围：DK525+300DK539+120 (L0=10400,投影面H0=1565m )闭合环个数三维向量闭合差W(mm) 0W1010W2020W30W303216763闭合差相对中误差W/SW/S1/80万1/80万W/S1/

15、30万1/30万W/S1/10万W/S1/10万16862由上表可知，各段GPS加密控制网所有异步环闭合差均满足限差要求，异步环闭合差检验合格。 按全球定位系统（GPS）铁路测量规程（TB10054-97）要求同一边不同观测时段基线较差应满足ds2mm。表9.1.1-2 加密测量重复观测基线较差统计表1、里程范围：DK478+230DK506+746 （L0=10445；投影面H0=1350m）重复观测基线数重复观测基线较差ds（mm）0ds53ds1010ds15ds1540257802、里程范围：DK525+300DK539+120 (L0=10400,投影面H0=1565m )重复观测基

16、线数重复观测基线较差ds（mm）0ds53ds1010ds15ds1564020综合GPS加密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：此次各段加密控制网基线解算正确，成果可靠。表9.1.1-3 加密控制网三维无约束平差精度统计表1、里程范围：DK478+230DK506+746 （L0=10445；投影面H0=1350m。）最弱边NoFROMTOS(m)MS(cm)MS:Sppm56YG4211YG4213287.8180.21/1450006.89最弱点NONameX(m)Y(m)Z(m)Mx(cm)My(cm)Mz(cm)Mp(cm)38CPI230-1468233.72

17、75645166.8582574895.0670.661.960.992.292、里程范围：DK525+300DK539+120 (L0=10400,投影面H0=1565m )最弱边NoFROMTOS(m)MS(cm)MS:Sppm37YG4523YG4522383.7650.171/2280004.38最弱点NONameX(m)Y(m)Z(m)Mx(cm)My(cm)Mz(cm)Mp(cm)8CPI250-0-1414898.52225663263.64072565642.24630.350.830.451.00从以上各段加密控制网三维无约束平差精度统计可知，新建铁路云桂线（云南段）四标段加

18、密控制网测量所有重复基线向量较差均满足规范的限差要求，基线向量网自身的内符合精度较高，基线向量没有明显系统误差和粗差，基线向量网的质量是可靠的，在此基础上可以进行约束平差。9.1.2 GPS加密控制网平差及精度分析a 使用软件GPS加密控制网采用Cosa GPS数据处理软件进行平差处理，平差包括三维无约束平差和二维约束平差。b 基线网平差加密控制网平差分布如下步骤进行： 自由网平差：首先在WGS-84 坐标系下，以控制点为位置基准进行加密控制网的GPS 基线向量网的空间三维自由网平差，从而得到自由网平差后的各加密点的WGS-84 三维空间直角坐标，并检查GPS 基线向量网本身的内符合精度，判定

19、基线向量改正数是否满足规范限差要求。 约束网平差：加密控制网约束平差以WGS84 高斯任意投影带平面直角坐标系下经复测后稳固可靠的CPI 、CPII控制点的已知成果坐标作为强制约束基准进行二维约束平差。在确认加密控制网平面最弱点和最弱边的精度符合规范规定要求的情况下，得到各加密控制点最终的复测平面坐标和精度信息。表9.1.2-1 加密控制网二维约束平差精度统计表1、里程范围：DK478+230DK506+746 （L0=10445；投影面H0=1350m。）最弱点坐标点位精度NameX(m)Y(m)Mx(cm)My(cm)Mp(cm)YG42012650002.9375 470835.9059

20、 0.300.430.53最弱边边长、方位角精度FROMTOA(dms)MA(s)S(m)MS(cm)MS:SppmYG4201YG4203 247.394941.03437.83850.491/9000011.092、里程范围：DK525+300DK539+120 （L0=10400；投影面H0=1565m。）最弱点坐标点位精度NameX(m)Y(m)Mx(cm)My(cm)Mp(cm)YG45242651733.7956513582.43880.330.350.48最弱边边长、方位角精度FROMTOA(dms)MA(s)S(m)MS(cm)MS:SppmYG4523YG452265.503

21、631.88383.48340.311/1220008.169.1.3 GPS加密控制网观测成果分析及结论根据高速铁路工程测量规范规定，加密控制网按四等GPS控制网要求进行。根据各段加密控制网的闭合环闭合差、重复基线差、最弱边和最弱点的精度统计，已经确认本次加密控制网的精度达到铁路四等GPS网精度要求。二维约束平差后的最弱边精度分别为1/90000和1/122000，最弱边方向中误差分别为1.03和1.88，其精度完全满足中四等控制网中最弱边相对中误差1/70000、方向中误差2的精度要求。10高程控制网加密测量高程点加密测量时，均起闭于经复测后精度满足二等要求的设计水准点，采用同级扩展的方法

22、按二等水准测量的精度要求进行施测。 二等水准测量精度要求应符合下表的规定。表9.3.1 二等水准测量精度水准测量等级每千米高差 偶然中误差M （mm）每千米高差 全中误差MW （mm）限差（mm） 检测已测段 高差之差往返测不符值附合路线或 环线闭合差左右路线 高差不符值二等12 6 44 二等水准测量的技术要求应符合“高铁测规”中表4.2.2的规定，具体要求见下表： 表9.3.2 二等水准测量的技术要求 等级水准仪型号水准尺类型视距 (m)前后视距差（m）测段的前后视距 累积差（m）视线高度 （m）二等DS1铟瓦501.56.0下丝读数 0.3 二等水准测量计算取位规定参见“铁路测规”中表4

23、.2.8的规定，具体见表9.3.3 ： 表9.3.3 精密水准测量计算取位 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0.010.10.010.010.10.1 加密水准测量外业结束后，每条水准路线应按测段往返测高差不符值计算偶然中误差M和全中误差MW；M和MW下式计算： 式中： 测段往返高差不符值（mm）； L 测段长（km）； n 测段数； W 附合或环线闭合差； N 水准路线环数。10.1 二等水准加密测量精度分析10.1.1 各测段高差比较分析高程控制点加密测量时，均起闭于经复测后精度满

24、足二等要求的设计水准点，采用同级扩展的方法按二等水准测量的精度要求进行施测。 本标段高程控制点加密测量时，共分五个分部进行，各段水准测量高差往返测不符值分别如下列各表：第二、三分部水准点加密测量往返测不符值起始点到达点往测距离（km）往测高差（m）返测距离(km)返测高差（m）往返较差(mm)平均距离（km）限差（mm）合限状态BM541-0CPI2331.07 51.23202 1.06 -51.23380 -1.78 1.07 4.13 合格CPI233CPI2340.84 -46.08503 0.85 46.08384 -1.19 0.84 4.00 合格CPI234YG42061.08

25、 105.77417 1.11 -105.77789 -3.72 1.10 4.19 合格YG4206YG42050.47 -13.26120 0.48 13.25851 -2.69 0.47 4.00 合格YG4205YG42070.99 -57.57048 0.89 57.57001 -0.47 0.94 4.00 合格YG4207BM5402.01 -33.64179 2.03 33.64068 -1.11 2.02 5.69 合格BM540J10.59 19.01370 0.60 -19.01472 -1.02 0.60 3.09 合格J1CPII4913.44 87.74181 3.

26、38 -87.74782 -6.01 3.41 7.39 合格CPII491NQ10.47 32.21600 0.48 -32.21644 -0.44 0.47 4.00 合格NQ1YG42090.73 48.65301 0.72 -48.65297 0.04 0.72 4.00 合格YG4209YG420120.28 -43.98195 0.26 43.98265 0.70 0.27 4.00 合格YG42012YG42100.60 6.05775 0.58 -6.05893 -1.18 0.59 4.00 合格YG4210JBM0130.09 -13.46809 0.09 13.46758

27、 -0.51 0.09 4.00 合格JBM013JBM0180.95 0.66237 0.95 -0.66300 -0.63 0.95 4.00 合格JBM018JBM0170.26 -21.93951 0.26 21.93869 -0.82 0.26 4.00 合格JBM017BM543-00.22 -10.66730 0.21 10.66669 -0.61 0.21 4.00 合格BM543-0JBM0201.02 102.45610 1.00 -102.46003 -3.93 1.01 4.00 合格JBM020JBM0210.54 -51.44100 0.54 51.43958 -1.42 0.54 4.00 合格JBM021YG43012.99 31.83707 1.75 -31.84035 -3.28 2.37 6.16 合格YG4301CPII493-11.03 24.48454 1.04 -24.48816 -3.62 1.04 4.08 合格