高速铁路无砟轨道CPIII测量作业指导书

1、 无砟轨道CP测设作业指导书XX铁路客运专线无砟轨道CPIII测设技术71 无砟轨道CP测设作业指导书编制;朱博2011年4月9日目 录1. 前言32. 基本概念或术语33. 适用范围和特点44. CP控制网的主要技术指标55. CPIII测量标志与埋设96. CPIII测设前准备工作137. CPIII平面测量178 . CPIII高程测量269 CPIII控制网数据处理3610. CPIII网数据评估6211. CPIII网成果6412. CPIII网数据超标原因分析6513. 作业人员组成6714. 功效分析6715. 技术学习与培训6716. CPIII网测量操作注意事项67无砟轨道C

2、PIII测设作业指导书1. 前言无砟轨道CPIII测设是在设计单位已完成CP0、CPI、CPII、二等水准基础控制网的测量工作后，并已经完成基本的线下工作后；为满足无砟轨道的铺设要求，进一步布设高精度、均匀布置的测量网络，即CPIII测量网络。根据高速铁路工程测量规范，无砟轨道精密控制测量体系初步考虑按照三级布网控制，即：基础框架平面控制网CP0,基础平面控制网CPI、线路控制网CP、基桩控制网CP。其中CP0、CPI、CP已由设计布网施测，施工单位完成复测。基桩控制网（CP）是在CP0、CP、CP基础上建立沿线路两侧接触网立柱上布设的间隔5060m的三维控制网，在线下工程施工完成后建立，为无

3、砟轨道的底座板、轨道板、轨道铺设和运营维护提供控制基准2. 基本概念或术语1、 基础框架平面控制网CP0：为满足线路平面控制测量起闭联测的要求，沿线路每50km左右建立的卫星定位测量控制网，作为全线勘测设计、施工、运营维护的坐标基准。2、基础平面控制网CP：在基础框架平面控制网（CP0）或国家高等级平面控制网的基础上，沿线路走向布设，按GPS静态相对定位原理建立，为线路平面控制网起闭的基准。在勘测阶段按静态GPS相对定位原理建立。点间距为4km左右，测量精度为GPS B级网。3、线路平面控制网CP：在基础平面控制网（CP）上沿线路附近布设，为勘测、施工阶段的线路平面控制和轨道控制网起闭的基准。

4、可用GPS静态相对定位原理测量或常规导线网测量，在勘测阶段建立，点间距为8001000m左右。4、轨道控制网CPIII：沿线路布设的三维控制网，起闭于基础平面控制网（CP）或线路控制网（CP），一般在线下工程施工完成后进行施测，为轨道施工和运营维护的基准。CP网按自由设站边角交会方法测量。点间距为纵向60m左右、横向为线路结构物宽度，测量精度为相邻点位的相对点位中误差小于1mm。 5、CP平面网的纵横向闭合差：CP点间沿线路方向和垂直线路方向的长度闭合差，可用于评定CPIII平面网的外业观测精度、探测CPIII网中观测值的粗差等。6、精密水准测量：高速铁路无砟轨道工程施工测量中，用于测量轨道控

5、制网CP各标志点高程的等级水准测量，其精度介于二等和三等水准测量之间，每公里高差测量的偶然中误差为2mm/km和全中误差为4mm/km。7、自由设站：在线路中线附近架设全站仪，测量线路两侧多对轨道控制网CPIII点的方向和距离，以确定仪器中心点的平面和高程位置。8、三网合一：高速铁路工程测量的平面、高程控制网，按施测阶段、施测目的及功能可分为勘测控制网、施工控制网、运营维护控制网。为了保证勘测、施工、运营维护各阶段平面测量成果的一致性，应该做到三网合一。也就是各阶段平面控制测量应以基础框架平面控制网（CP0）为起算基准，高程控制测量应以线路水准基点控制网为起算基准。3. 适用范围和特点3.1

6、本施工作业指南适用于旅客列车设计行车速度300350km/h客运专线铁路无砟轨道CP控制网的测设。3.2 CP控制网的特点1、 控制点数量众多。沿线路方向通常每公里有16对即32个控制点；2 、精度要求高。每个控制点与相邻5个控制点的相对点位中误差均要求小于1mm；3、 控制的范围长。线路有多长，控制网的长度就有多长； 4、 是一个平面位置和高程位置共点的三维控制网。目前CP三维网平面和高程是分开测量后合并形成共点的三维网，但其使用时却是平面和高程同时使用的； 5、 控制点的位置、CP测量标志较传统控制测量有很大不同。控制点通常设置在接触网杆上（路基部分）、防撞墙上（桥梁部分）和围岩上（隧道部

7、分）。CP测量标志通常由永久性的预埋件、平面测量杆、高程测量杆和精密棱镜组成； 6 、CP平面网是一个边角控制网，但其测量方法较传统边角网测量有很大差异。传统的边角网测量仪器都是架设在控制点上进行观测，距离必须进行往返观测，但CP平面网却采用自由设站进行边角交会测量，而其距离只能进行单程观测；7 、CP控制网测量的仪器均采用高精度和自动化程度高的电子测量仪器。其平面网测量要求全站仪具有电子驱动、目标自动搜索和操作系统功能的测量机器人；高程测量一律采用电子水准仪。8、测站和测点均强制对中，测点标志要求具有互换性和重复安装性，X、Y、Z三维互换性和重复安装性误差要求小于0.3mm；9、图形规则对称

8、，多余观测数多，可靠性强； 10、是一个标准的带状控制网，其纵向精度高、横向精度略差； 11、CPIII的三维坐标点，是一个虚拟的控制点，其对应的位置是CPIII目标组件中棱镜的几何中心。水准尺无法立在CPIII高程所对应的点上进行水准测量。4. CP控制网的主要技术指标4.1 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/T 12897-2006 坐标系与高程系：无碴轨道CPI、CPII测量网络已完成，并具备较高的精度，为保证与CPI、CPII测量网络的一致，CPIII测量网络采用与CPI、CPII相同的平面坐标系。无砟轨道二等高程控制网采用的是85

9、高程基准，CPIII网络的高程系定义同二等高程控制网一致。4.2 CP控制网测量的一般规定1、CP点沿线路布置时纵向间距宜为60m左右、横向间距不超过结构宽度，点位纵向里程差不宜大于1m。各CP控制点应设于设计轨道顶面以上30cm的地方并应大致等高。 2、CP点的编号宜统一标识。CP点的编号原则如下：点号由7位数字组成，前四位数字表示CPIII点所在里程的整公里数，第五位是“3”，表示是CPIII等级点，后两位数字表示点的顺序号。点的顺序号为单数表示里程增加方向左线一侧的点，点的顺序号为偶数表示里程增加方向右线一侧的点。按60米间距一对点计算，一公里范围内点数在32个36个范围内。如：点号为1

10、330307表示线路里程为1330公里至1331公里区间的CPIII点第07号，位于里程增加方向左线一侧。里程数不足千公里时，在前面用“0”填充。点位名称应用油漆涂写，颜色为白底红字。4.3 CP控制网区段间的连接规定1、CP平面网区段的两端应起止在上一级控制网点（CP或CP）上，且宜保证有连续的三个自由测站与上一级控制网点联测。2、CP高程网每一区段联测上一级水准点的数量应不少于3个，且CP高程网区段的两端应起止于上一级水准点上。 3、CP网区段与区段之间，至少应该有六对（12个）CP点作为公共点在相邻的两区段中都要测量；这些点在各自区段中的观测和平差计算应满足CP网的精度要求；除此之外，还

11、要满足各自区段平差后的公共点X、Y、H坐标较差应小于±3mm的要求；在达到上述要求后，前一区段CP网的平差结果不变，后一区段的CP网要再次平差，再次平差时除要约束本区段的上一级控制网点外，还要约束前一区段公共点中至少两个公共点的坐标；这样其他未约束的公共点在两个区段分别平差后的坐标差值应±1mm，以确保CP网的整体精度。最后公共点的坐标，应该采用前一区段CP网的平差结果。 4.4 CPIII测量的技术要求表1 CPIII平面控制网主要技术指标控制网名称测量方法方向观测中误差距离测量的中误差可重复性测量精度相对点位精度CP平面网自由测站边角交会±1.8±1

12、.0mm±1.5mm±1mm注：1 可重复性测量精度指：控制点两次测量，其X、Y方向坐标差的中误差。 2 相对点位精度指的是相邻两点间相对点位误差椭圆长短轴平方和的开根号值。表2 水平方向观测的技术要求控制网等级仪器等级测回数半测回归零差同一测回各方向2C互差同一方向归零后方向值较差2C误差CP053696±1514696±15表3 导线测量水平角观测技术要求控制网等级仪器等级测回数半测回归零差2C较差同一方向各测回间角度较差CPIIIDJ14696DJ052484表4 距离观测限差仪器精度等 级测距中误差（mm）同一测回各次读数互差（mm）测回间读数较

13、差（mm）往返测平距较 差<5572mD5101015表5 CPIII高程控制网主要技术指标应满足控制网名称测量方法测量精度等级MMW可重复性测量精度CP高程网水准测量精密水准±2mm±4mm±1.5mm注：1、M为根据水准测段往返测高差较差计算的每千米水准测量的高差偶然中误差。2、MW为根据闭合环闭合差计算的每千米水准测量的高差全中误差。3、可重复性测量精度指的是控制点两次测量，其高程差的中误差。偶然中误差和全中误差的计算公式，表中M和MW的计算公式分别为： 式中：测段往返高差不符值(mm)； L测段长或环线周长(km)； n测段数； W水准路线经过各项修

14、正后的环线闭合差(mm)； N水准环数。表6 CP高程网精密水准测量的主要技术标准水准测量等级附合路线长度（km）水准仪等级水准尺观测次数与已知点联测附合或环线精密水准2DS1因瓦往返单程表7 CP高程网水准路线的主要技术标准水准测量等级限差（mm）测段的前后视距累计差（m）检测已测测段高差之差往返测高差之差附合路线或环线闭合差精密水准±4±±±表8 CP高程网水准测量测站的主要技术标准水准测量等级前后视距差（m）视线高度（m）两次读数之差（mm）两次读数所测高差之差（mm）精密水准±20.3±0.5±0.7表9 不量仪器高

15、和棱镜高的三角高程测量技术要求垂直角测量距离测量测回数两次读差 （）测回间指标差互差 （）测回差 （）测回数每测回读数次数四次读数差 （mm）测回差（mm）4±4.0±5.0±5.044±3.0±5.0表10 CP平面网平差计算取位的规定等级水平方向观测值（）水平距离观测值（mm）方向改正数（）距离改正数（mm）点位中误差（mm）点位坐标（mm）CP平面网0.10.10.010.010.010.1表11 精密水准测量计算取位的规定等级往（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

16、）高程（mm）精密水准0.010.10.010.010.010.15. CPIII测量标志与埋设5.1 CPIII测量标志1、铁四院研制的CPIII测量标志 图5-1 型精密三维测量标志实物照片 图5-2 安装筒已经安装到墙顶后的实物照片铁四院CPIII测量标志的使用方法 图5-3棱镜测量杆安装到安装筒实物图 图5-4 完整的CPIII点平面测量标志安装图 图5-5水准测量杆安装到安装筒实物图 图5-6水准尺在水准测量杆上立尺的实物图2、CPIII标志组组装图。CPIII标志组装配使用示意图5.2 CP点的测量标志部件构成CP点的测量标志应由四部分的部件构成，包括预埋件、棱镜杆或连接器、水准测

17、量杆和预埋件保护盖。水准测量杆的标高，应能准确地传递到棱镜的中心；CP点的测量标志应采用不锈钢的合金材料，使其具有抗锈蚀和抗腐蚀的性能。CP点测量标志各部件几何尺寸的加工误差，应控制在±0.01mm±0.05mm之间。5.3 CP测量标志的加工和安装精度的规定。CP测量标志的加工和安装精度要求（单位mm）CP测量标志几何尺寸的加工误差重复性安装误差互换性安装误差精度指标±0.01±0.05±0.3±0.3注： 1 CP测量标志应满足“铁建设200880号”文的相关要求。2 CP测量标志重复性安装误差和互换性安装误差，指的是X、Y、H三

18、方向的误差均应小于±0.3mm。5.4 无砟轨道施工测量的标志点布置1、CP点应沿线路布置在路基两侧的接触网杆或基础、桥梁防撞墙、隧道侧壁上，当CP点布置在桥梁防撞墙上时，点位应设置在桥墩固定端上方的防撞墙上。在大跨度连续梁上等特殊地段，也可设置在活动端，但在使用时要加强CP点位精度的复核，以确认点的稳定性。2、CP点沿线路布置时纵向间距宜为60m左右、横向间距不超过结构宽度，点位纵向里程差不宜大于1m。各CP点应大致等高，其高度应在设计轨道顶面以上30cm的地方。3、CP点的预埋件在埋设时，首先要保证其稳固；若预埋件埋设在接触网基础顶面时，还要求其铅垂；当预埋件横向埋设时，要使预埋

19、件水平埋设。 4、埋设点位时需用工具，电钻1台，电缆线200米，高强度锚固剂，胶锤子等。CP、CPCPCP、CPCPCPIII测量标志的埋设位置-路基上 CPIII测量标志的埋设位置-桥梁上5. 5 布置CP控制点系统要求：基础稳定、安全不易破坏，易于维护，方便架设棱镜，控制点便于均匀分布，线路两侧CP点布设相对应。6. CPIII测设前准备工作CP平面控制网测量前，应确保线路两侧50m范围内CP控制点的密度达到500m600m，否则应同精度用GPS测量的方法加密CP控制点；CP高程控制网测量前，应确保线路两侧50m范围内水准点的密度达到2000m左右，否则应同精度用水准测量的方法加密水准点；

20、施测前应检查测区内的CPII、CPIII点位埋设是否牢固或损坏，发现问题应及时处理，进行补点或加固，并进行补测；测量完成的点位应加明显的警示标志，注意保护。6.1 CP控制网区段的划分和区段之间的连接，应满足下列规定：1、CP网的区段定义为在上一级控制网点约束下进行本次平差计算的CP网的范围。2、CP网（包括平面网和高程网）可分区段分别进行观测和平差计算，区段的长度不宜低于4km，特殊情况下也可设置为2km一个区段。3、CP平面网区段的两端必须起止在上一级控制网点（CP或CP）上，而且宜保证有连续的三个自由测站与上一级控制网点联测。4、CP高程网要满足区段中联测的上一级水准点的数量不得少于3个

21、，而且CP高程网区段的两端必须起止在上一级水准点上。5、CP网区段与区段之间，至少应该有四对（8个）CP点作为公共点在相邻的两区段中都要测量；这些点在各自区段中的观测和平差计算，应该满足CP网的精度要求；除此之外，还要满足各自区段平差后的公共点X、Y、H坐标较差应小于±3mm的要求；在达到上述要求后，前一区段CP网的平差结果不变，后一区段的CP网要再次平差，再次平差时除要约束本区段的上一级控制网点外，还要约束前一区段公共点中至少一个公共点的坐标；这样其他未约束的公共点在两个区段分别平差后的坐标差值应1mm，以确保CP网的整体精度。最后公共点的坐标，应该采用前一区段CP网的平差结果。6

22、.2 CP平面控制网在施测前，应进行详细的技术方案设计。技术方案设计的内容，应该涉及以下方面的内容：CP点的埋设与编号设计、与上一级控制点的联测方案设计、CP观测网形设计、测量方法与精度设计、所需要的仪器设备及其周期检定计划、内业数据处理方法设计、人员组织计划、应提交的成果资料清单和质量保障措施以及安全生产的注意事项等。6.3 CP平面控制网观测前，应做好充分的准备工作。准备工作应该包括：CP点的埋设与编号，全站仪、棱镜、木质脚架、温度计、气压计、外业采集软件等测量仪器和设备的准备，人员的组织与分工，内业数据处理软件的准备与培训等。6.4 CP平面控制网的外业观测，应该采用全站仪自由测站边角交

23、会的测量方法。观测时，宜从区段的一端依次观测至区段的另一端。6.5 CP平面网水平方向观测，应采用多测回的全圆方向观测法进行观测。既可以采用全部CP点放在一起观测的全圆方向观测法，也可以采用将CP点分成两组观测的分组全圆方向观测法。分组全圆方向观测法，应保证分组的零方向应该相同，同时还要求至少有一个CP点在两组中都要观测，而且在两组中这一个CP点归零后的方向值较差应小于6。6.6 CP平面网的距离测量，应采用以下的多测回距离观测法：盘左和盘右分别对同一个CP点进行距离测量，把盘左和盘右距离测量的平均值作为一测回的距离测量值；每个CP点距离测量的测回数应与水平方向相同，各测回测量的距离较差应1.

24、5mm。在全圆方向观测的同时，对CP点进行距离测量。6.7 CP平面网外业观测成果的质量评定与检核的内容，应该包括：半测回归零差、同一测回各方向2C较差、不同测回同一方向归零后方向值互差、同一CP点各测回距离较差、由相邻测站测量的观测值计算的相邻CP点横向和纵向距离的相对闭合差等的检核。6.8 CP平面网内业平差计算和基础控制资料的选用，应满足下列原则：1、CP平面网外业观测的数据质量全部合格后，方可进行内业的平差计算。2、CP平面网应采用约束联测的上一级控制点坐标的方法进行平差计算，平差后任意相邻CP点的相对点位中误差应该满足限差要求。3、若CP自由网平差后任意相邻CP点的相对点位中误差，能

25、够满足限差要求，而约束联测的上一级控制点坐标平差后，任意相邻CP点的相对点位中误差又不能够满足限差要求时，应检测上一级控制点的稳定性和精度；若上一级控制点的稳定性欠佳或原测量精度未能满足CP控制网的精度要求，则该控制点不能作为CP平面网约束平差的起算点。当确认上一级控制点的稳定性欠佳、或精度不符合规定要求时，应与设计单位协商，由设计单位对上一级控制点的成果进行改正。4、若某一区段的CP平面网刚好跨越投影带边缘，则该区段的CP平面网应该在两侧的投影带中分别进行约束平差，并提交左右投影带中两套CP平面网的坐标成果，此时两套坐标成果都应该满足精度要求。而用于约束该区段CP平面网的CP点，也应该有左右

26、投影带中的两套坐标（可通过专用的坐标换带计算软件进行换带计算）6.9测量仪器准备 1、CPIII平面控制网的测量仪器全站仪推荐下列全站仪： （1）若采用Leica TCA2003进行CP测量，所需的设备名称与数量要求如表所示。CP测量设备名称与数量一览表（TCA2003） 若晚上作业，还需配备LED手电筒（每人壹把），用于安置棱镜和全站仪望远镜十字丝照明以及温度计、气压计和足够的全站仪所需的电池、充电设备。（2）仪器鉴定由于CPIII的精度要求高，除了仪器定期通过相关部门鉴定之外，每天在使用之前还要对仪器进行检校，以保证每次测量的真实性和准确性。用于进行气象改正的温度计，其测量精度应不低于&#

27、177;0.5。用于进行气象改正的气压计，其测量精度应不低于±50Pa。（3）棱镜筛选 为了保证CPIII的重复性，要求棱镜的可互换性较高，因此在测量之前，对所有棱镜进行筛选比对，找出互换性较好的使用。2、CPIII高程控制网的测量仪器推荐下列电子水准仪：Leica DNA03、Trimble DINI（1）水准仪观测精度必须满足每公里测站高差观测中误差小于±0.3mm。采用数字水准仪时，数字水准仪系统分辨率（10米视距）优于0.02mm。水准仪器技术指标仪器技术指标指标限差仪器技术指标指标限差标尺弯曲差4.0mm测微器任一点回程差0.05mm一对标尺零点不等差0.10mm

28、视线观测中误差0.55标尺基辅分划常数偏差0.05mm调焦透镜运行误差0.15mm标尺底面垂直性误差0.10mmi角15标尺名义米长偏差100m2C角40一对标尺名义米长偏差50m竖轴误差0.10mm测前后一对标尺名义米长变化30m自动安平水准仪磁致误差0.04标尺分划偶然中误差13m垂直度盘测微器行差1.00倾斜螺旋隙动差2.0一测回垂直角观测中误差1.50测微器全程行差1格自动安平水准仪补偿限差0.03（2）仪器检校 所有仪器必须是经过检校，并且在测量工作完成时均属检校有效期内。水准仪的设备名称与数量要求2台高精度水准仪及配套高精度水准尺；4架尺撑；4个尺垫。水准尺应采用整体因瓦水准标尺，

29、与水准仪配套的尺垫，其重量应不低于3kg。与水准仪配套的脚架，应采用木质脚架。7. CPIII平面测量7.1 CPIII平面测量要求CPIII控制网采用自由设站后方交会的施测方法进行测量的，每次测量三个测回，共测量两次，以进行对比，其主要网形如下：测站间距为120m的CP平面网观测网形示意图每站测设12个点，每次开始起始于一个CPI/CPII点，最后终止于另一个CPI/CPII点，每次搬站移动120m，测设过程中应保证每个点最少测设3次。在测设的同时，当线路附近有CPI、CPII时，应将其纳入联测范围内，并且最少联测2次，最好3次，联测长度应控制在200m范围内，按照上述平面测量网的布设要求，

30、在每个自由设站点上要观测12个CPIII点和附近CPI、CPII点。这样可保证每个CPIII点能被三次独立观测，从而提高观测的可性度。 在通视良好情况下，应采用图7-1的网形进行CP平面网的外业观测。此时自由测站间距约为120m、每个测站应该观测12个CP点、每个CP点至少应保证有三个方向和三个距离的交会。 图7-1 测站间距为120m的CP平面网观测网形示意图在通视不好情况下，可采用图7-2的网形进行CP平面网的外业观测。此时自由测站间距约为60m、每个测站应该观测8个CP点、每个CP点至少应保证有四个方向和四个距离的交会。图图7-2 测站间距为60m的CP平面网观测网形示意图7.2 CPI

31、II控制网数据采集1、平面测量全站仪设置（TCA2003）和CP DMS使用全站仪内置智能采集软件，是专为我国无砟轨道铁路施工中CP控制网测量数据采集而设计的外业观测自动化控制软件。该软件可运行在徕卡TCA2003、徕卡TCRP1201+上，按设定参数自动完成多测回全圆方向和距离观测，同时将合格数据记录到全站仪的CF卡上。CPIII控制网数据采集软件的主要功能框图如下：第一步：启动仪器，进入仪器主菜单，利用上下方向键选择CPIII（3IN1）Auto-meas(WHHG),即为武汉恒光开发的高速铁路CPII、CPIII智能外业采集软件。第二步：按右边数字键盘该程序对应的数字，进入程序： 这时，

32、可以看到程序分为多个功能模块,分别是：CPIII测量CPIII平面&高程测量CPII导线测量限差设置其它设置退出第三步：在右侧的数字键盘上选择4进行限差设置和测回数控制设置：这里从上到下内容依次为：测回数：水平角半侧会归零差：水平角2C差：水平角测回间较差：测距测回内较差：测距测回间较差：竖直角2C差：按照需要设置好限差、测回数，依次设置完成后，按F2键（save）保存，F5（Canel）退出。第四步：在主画面，进入到其它设置：其他设置里包括8点模式和12点模式。特注：此两项设置完成后，在连续测量时不用再进入改变。CPIII平面控制网测量：第一步：在如前的主画面，可以按右边键盘数字键1

33、或用黄色方向键走动黑色条形光标到目标程序（CPIII测量），进入后画面如下：用户输入自由测站（Free Station）点编号如001（一新测段开始输入，其后连续测站无需再输，程序自动递增测站点编号）,输入联测点(CPII)编号（如本站需联测，不联测则为空，不输入）；测站点仪器高和联测点棱镜高无需输入，按照缺省。整个CPIII测量流程：完成本画面输入后，按F1Edit输入需要测量的CPIII点编号；再按F2Study学习对各个CPIII点位置定位，仪器对其自动记忆；接着按F3Meas测量，机器人自动完成CPIII点测量，如测量过程中超限将自动停止测量，测量完成后，超限重测，不超限按F1Save

34、测量数据存盘。完成一个自由站CPIII测量，关机，搬站，进行下一站CPIII测量。F4<Old_S表示原站，在某些站测完保存之后对数据不满意可直接按原站重测，如从001跳到002，F5New_S反之表示新站，如从002跳到001.第二步：在如上画面菜单，按F1Edit，输入待测各个CPIII点编号：如需输入或修改12个CPIII点其中某一个编号，直接将光标移动到相应的位置修改即可，F3AuNUM为自动编号功能在连续输入三个有效地连续编号后，按F3即可自动编好剩下的CPIII点编号，编号完成后，按F1Save保存，并返回到上级菜单画面。12个CPIII点编号如下： 2 4 6 8 10 1

35、2O O O O O O 303308 303306 303304 303302 302332 302330 M (自由站)-à 测量前进方向303307 303305 303303 303301 303331 302329O O O O O O 1 3 5 7 9 11M为自由设站点，O为cpiii点，每次测量12个CPIII点，各点编号总是以测站点为参考点，延测量前进方向，左双右单，编号递增原则定12序号。第三步，按F2Study，进入到学习界面，分别对12个CPIII点按其序号位置定位测量，如有联测点，按F3F_CP2定位记忆联测点位置。第四步：对CPIII点进行定位记忆，按F

36、1CP3，进入如下视图画面：分别按编辑框序号，将仪器对准视图序号对应的实际CPIII目标点，按F1Meas测量目标点位置，当对应点后面的“+”成“y”,并且变上方的点号自动跳转到下一个的时候，该店定位完成。完成所有CPIII目标定位后，按F5OK保存并返回到前以画面。 若是在连续站测量的时候，对目标时会有一个F3Au_Num表示自动对点功能，即每一站有重复的8个点和新增加的四个点，在对CPIII点定位的时候只需要手动的对两个重复点和四个新增加的点，然后按F3机器人即可自动完成其他点的定位。完成CPIII点定位测量和联测点定位测量后，按F5OK，返回到CPIII测量主画面：第五步：在主画面下按F

37、3Meas按钮，此时按F3，程序自动完成CPIII测量，测量过程中，每测量一个目标点显示相应5个指标数据：画面显示的内容依次是：当前测量点点号：（112301） 测量点临时编号：1测量进程：当前测回数总测回数 -：上（下）半测回/2半测回 -：当前测量点/全部点测量数据：-à斜距：水平角： 平距：竖直角： 高差：整个测量完成后提示用户如下画面：方括号内为限差值，超限重测，未超限保存，搬下一站。8 . CPIII高程测量8.1 CP高程控制网在施测前，应进行详细的技术方案设计。技术方案设计的内容，应该涉及以下方面的内容：CP点的埋设方案与编号设计、与上一级水准点的联测方案设计、水准路线

38、设计、测量方法与精度设计、所需要的仪器设备及其周期检定计划、内业数据处理方法设计、人员组织计划、应提交的成果资料清单和质量保障措施以及安全生产的注意事项等。8.2 CP高程控制网的外业观测，应该采用单程精密水准测量的方法进行；而CP点与上一级水准点的高程联测，则应该采用独立往返精密水准测量的方法进行。CP高程网外业观测成果的质量评定与检核的内容，应该包括：测站数据检核、水准路线数据检核和每千米水准测量的高差偶然中误差的计算，当CP水准网的环数超过20个时还要进行每千米水准测量的高差全中误差的计算。8.3 CP高程控制网观测前，应做好充分的准备工作。准备工作应该包括：CP点的埋设与编号，水准仪、

39、水准尺、尺垫、木质脚架等测量仪器和设备的准备，人员的组织与分工，内业数据处理软件的培训等。8.4 CP高程控制网的外业观测，应采用精密水准测量的方法进行；CP点与上一级水准点的联测采用独立往返精密水准测量的方法进行；CP高程控制网采用单程精密水准测量的方法观测，与测区内二等水准基点的联测采用独立往返精密水准测量的方法进行，每两公里联测一个水准基点，每一区段应至少与三个水准基点进行联测，形成检核。8.5 CPI、CPII以及二等水准点的复测为了保证CPIII测量的可靠性和准确性，在CPIII正式测量之前，必须对管段内CPI、CPII和二等水准点进行全面复测，对于破坏的点要进行重新布设和测量，并上

40、报设计院批准。按照设计要求，对于距离超过1km的CPII要进行加密，其规范等级和CPII一样。8.6 CPIII高程控制网的测量网形CP高程网测量方法形成的四边形闭合环（图中空心箭头组成的图形）为规则的矩形，因此简称此方法为矩形法。矩形法CP高程网测量可只进行单程观测。矩形法水准测量闭合环的情况如下图所示。其中，箭头方向为高差传递方向。由图可知，每相邻两对CP点均构成独立的矩形闭合环，方便形成闭合差检核，可靠性高。 8.7 三角高程传递方法当桥面与地面间高差大于3m、地面上水准点高程无法直接传递到桥面CP点上时，应选择桥面与地面间高差较小的地方进行CP点高程上桥测量。不量仪器高、棱镜高的中间设

41、站三角高程测量原理示意图中间设站三角高程测量方法，就是在没有仪器高和棱镜高量取误差的情况下，求出点A和点B的高差。 1、中间设站三角高程测量应满足规范的主要技术要求。采用该方法传递高程时，前后视必须使用同一个棱镜，桥上水准点使用CP标志，且观测过程必须确保棱镜高度不变。仪器到棱镜的距离宜小于100m，最大不应超过150m；仪器到前视棱镜和后视棱镜的距离应尽量相等，一般差值不宜超过5m，垂直角应小于28°；观测时，要准确测量温度、气压值，以便进行边长改正。 2、高程测量时，上桥联测时采用两次设站，两次设站高差较差小于等于1.5mm时，取两次高差的均值作为联测成果。3、不量仪器高和棱镜高

42、的三角高程测量技术要求见表9。当桥面与地面间高差大于3m、地面上水准点高程无法直接传递到桥面CP点上时，应选择桥面与地面间高差较小的地方进行CP点高程的上桥测量。高程上桥测量可采用悬挂铟钢带尺水准测量的方法进行高程传递。悬挂铟钢带尺水准测量进行高程上桥测量的高差，应进行水准尺零点差改正、温度改正、铟钢带尺的尺长改正。8.8 仪器设置：以Leica DNA03为例机载线路测量程序操作说明书程序上载使用Leica Geo Office上载程序。1、在仪器窗口中选择DNA，并选择通讯端口完成后点Upload，进入下面界面 选择上载程序，然后点击“下一步”，程序开始上载，等待其完成。线路测量2、应用程

43、序选择在仪器上按PROG 进入应用程序界面，用上下键选择线路测量新建作业在线路测量中，选择作业按回车，进入如下界面：Job：作业名称；Oper：操作人员；Comt1：作业描述1；Comt2：作业描述2；：返回上一级，不创建作业。：确认创建作业，进入下一步，线路测量设置。Name：输入将要测量的线路名称；Meth：作业方法选择，本程序中有BF，aBF，BFFB，aBFFB四中方法可以选择；PtID：线路起始点点号；H0：线路起始点高程值；Staf1：标尺1描述；Staf2：标尺2描述；3、线路测量方法选择线路测量方法中有BF双转点模式；BF常规模式；aBF往测（奇数站后前，偶数站前后）；aBF返

44、测（奇数站前后，偶数站后前）；aBFFB往测（奇数站后前前后，偶数站前后后前）；aBFFB返测（奇数站前后后前，偶数站后前前后）；使用方向键选择返测或双转点测量模式。选择BF双转点测量模式：选择BF常规测量模式：选择BFFB双转点测量模式：选择BFFB常规测量模式：选择aBF返测模式：选择aBF常规测量模式：选择aBFFB返测模式：选择方法后直接用    进入下一步，进入常规或往测测量模式。 限差设置Precise：激活精密模式；DistBal：视距差设置；MaxDist：测站最大视距；StafEnds：标尺最大最小读数设置；StatDif： 测站高程差；B-B/

45、F-F：前后视两次读数差；DistB-F：测站前后视距差；TurnDif：转点差；4、限差值设置在打开上述限差后，使用定位键，选择  值 ，进行限差值设定。TDistBal：累计视距差限差值；MaxDist：测站最大视距限差值；StafHigh：标尺最大读数限差值；StafLow：标尺最小读数限差值；StatDiff： 测站高程差限差值；B-B/F-F：前后视两次读数差限差值；DistB-F：测站前后视距差限差值；TurnDif：转点差限差值；MinDist: 最短视距值设置；默认：使用系统默认值；5、开始线路测量在线路测量界面中，可以看到测量方法，以及测站数，查看测量值，

46、完成一站测量时，可以查看测站数，闭合差值，简码等测站和读数信息。      测量过程中，如果在未完成当前测站测量时退出测量，将本站不完整的测量数据删除，再次进入该线路测量作业时，会提示是否重新继续原来线路测量。线路平差线路平差程序可进行单一水准线路的平差。可以定义线路上任意两个点为控制点，但要输入控制点的高程。程序计算闭合差、然后平差并记录线路上所有点。开始水准线路平差。“ 默认 ” ：重新设置Meth、a、b和Adj的缺省参数。Job：选择含有线路的作业。Line：在当前作业中选择水准线路。这条线路就是要用线路水准测量程序平差的线路。如果没有

47、要平差的线路，仪器显示符号“ ”。Meth.：可以用两种方法进行水准线路平差，两种方法都可以计算闭合差容许值。Meth.   By Distance（按距离）：闭合差容许值 ， L线路总长Meth.   By Station（按测站）：闭合差容许值 ，n测站总数a和b：用以计算闭合差容许值的普通参数。Adj.：可以选择三种不同类型的点和它们的组合：线路点、碎部点和放样点。所有选择的点都可以平差。按压  显示：“重设”：重新把已知点和高程H设置成缺省值。 Fixpoint 1:   Fixpoint 1的缺省是水准线

48、路的第1点，但可以选择线路的任意点。Fixpoint 2:   Fixpoint 2的缺省是水准线路的终点，但可以选择与Fixpoint 1不同的任意点。H:H的缺省是测量高程。在选择已知点点号之后，输入已知高程。改变已知点点号要重新设置H。计算闭合差并查看结果。如果闭合差超限，就显示超限信息。  Close：在第2个已知点处计算线路闭合差。Tol .：根据选择的平差方法计算闭合差限差。/Sat .:计算每站的闭合差。Meth .：平差使用的方法，例如“按距离”。“ 平差 ”：平差并记录所选类型的各点。 移动查看所有的平差点。   退

49、出线路平差程序。PtID：当前点号和类型。例如，显示Line-Point（线路点）。平差点也可以在数据管理器浏览。H NEW：平差高程。H Ori：  原始测量高程。Reside:残差或H new和H ori之间的差。  使用适当GSI格式的窗口，可以读出所有平差点的高程和平差结果，保存在PC卡的文件或者转存到PC计算机。 9 CPIII控制网数据处理9.1 CP网纵横向闭合差的组成及其计算原理1、CP网横向闭合差的组成及其计算从下图可以看出，CP网中的任意两个相邻的自由测站点和任意一对CP点可以形成下列4种不同的闭合图形。 (a) (b) (c) (d) 任意两个相邻的自

50、由测站点和任意一对CP点组成的闭合图形示意图上图中，A、B为任意两相邻的自由测站点， 点1到8为CP点。从上图 还可以看出，CP网中的任意两个相隔的自由测站点和这两个测站重叠观测的两对CP点，还可以形成下列两种不同的闭合图形，见下图 。 (a) (b) 任意两个相隔的自由测站点和这两个测站重叠观测的CP点组成的闭合图形示意图图中的每个四边形图形都是一个独立的闭合图形，每个闭合图形中有两个角度观测值和4个距离观测值，即观测值数n=6；上述每个闭合图形都是全测边、部分测角的边角网，这样的边角网的必要观测数据是t=2×4-3=5，因而每个闭合图形中的多余观测数为r=n-t=1，也即每个闭合

51、图形中应该有一个闭合差条件。由于上述各闭合图形中在CP点处均未设站测角，因而该闭合图形中没有角度闭合差条件，也无法得到坐标增量闭合差条件。通过对图中的闭合图形的研究可以发现，同一对CP点间的距离，可以通过不同测站的观测值按照余弦定理分别计算得到，如果各个测站的观测值没有观测误差的话，那么通过不同测站的观测值分别计算的同一对CP点间的距离应该相等，这就是图2和图3中每个闭合图形的闭合差检核条件。由于同一对CP点的距离，基本上与线路方向垂直，因此这样的闭合差应该称之为CP网的横向闭合差。上述CP网的横向闭合差可以用相对闭合差的形式来表示，亦即同一对CP点横向距离的相对中误差。现以图4.2.10.1

52、 (a)中1、2两CP点横向距离的相对中误差的计算为例，介绍其计算原理。在三角形1A2中，设1A2=，自由测站点A到1、2两CP点的水平距离分别为和，则1和2两CP点的水平距离可以通过余弦定理计算得到，即 （1）对式（1）取全微分并运用协方差传播律，可得到本次测量的中误差： （2）式中： 其中：S以m为单位；、以及可以根据全站仪的标称精度推算。同理，在三角形1B2中，设1B2=，自由测站点B到1、2两CP点的水平距离分别为和。类似地按式（1）、（2）也可计算出水平距离及其中误差。由于受到环境、仪器、人为等因素的影响，由相邻自由测站测量的观测值计算的1、2两CP点的横向距离一般不相等，所以1、2两CP点的横向距离闭合差为： （3）对式（3）运用协方差传播律，可得1、2两CP点横向距离闭合差的中误差： （4）考虑到偶然误差的规律性，可取