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高速铁路 (客运专线 )精测网坐标系与数据处理主讲：李 鹏手机：邮箱： 第 I部分 高程控制n 高程基准n 高程控制测量n 数据质量控制n 成果分析 高程基准n 大地水准面n 自然静止的液体表面构成水准面 ,其在物理意义上属于一个重力位等位（等势）的表面。n 水准面是个物理面，不是数学面。n 大地水准面是通过假定平均海水面位置的水准面。其向陆地内部延伸形成一个封闭的曲面，这个曲面内部所包含的地球空间称为大地体。 高程基准n 我国的大地水准面n 我国大地水准面定义为通过黄海平均海水面的水准面，其是我国高程测量的基准面、起算面。高程基准n 绝对高程和相对高程n 高程（铅垂距离）、高差；n 绝对高程（或海拔）、相对高程 (假定高程 )。高程基准n 高程控制点n 我国高程控制点俗称水准点 BM ( Bench Mark )。高程基准n 水准原点n 水准原点1956 年在青岛设立水准原点，全国其他所有等级高程控制点的绝对高程都是根据青岛水准原点，按水准观测方法进行推算的。n 我国先后使用两个高程基准1959公布、水准原点高程 72.289m、 “ 56黄海高程基准 ”1987公布、水准原点高程 72.2604m、 “ 85国家高程基准 ”高程基准n 我国国家水准控制网共进行三期建设：n 第一期， 1976 年以前完成，以 1956 年黄海高程系统为基准的一、二等网完成。n 第二期， 1976 年至 1990 年完成，以 1985 年国家高程系统为基准的一、二等水准网完成。n 第三期， 1990 年后进行的以 1985 年国家高程系统为基准的国家一等水准网的复测和局部地区二等水准网加密 .在实际使用国家水准点成果时要注意成果所属期次与起算基准。高程基准n 高铁（客运专线）的高程基准n 高速铁路工程测量规范 第 1.0.4条规定 “客运专线无碴轨道铁路工程测量的高程系统采用 1985国家高程基准 。个别地段无 1985国家高程基准的水准点时，可引用其它高程系统或以独立高程起算，但在全线高程测量贯通后，应消除断高，换算成 1985 国家高程基准；当采用 1985国家高程基准有困难时，亦应换算成全线统一的高程系统。高程控制测量n 高程测量的主要方法n 水准测量：利用水准仪的水平视线来测量两点间的高差，进行高程的推算。n 三角高程测量：通过测量两点间的平距（斜距）和竖直角，再利用三角函数获取两点间的高差，进行高程的推算。高程控制测量n 我国国家高程控制网概要n 我国国家水准控制网共进行三期建设；n 国家一等水准网共布设 289条，总长 93360km，埋设固定水准标石 2万余座；n 国家二等水准网共布设 1139条路线，总长136368km，埋设固定水准标石 33000多座；n 国家一、二等水准网分等级平差。一等网大陆整体平差，二等网以一等水准点为控制进行平差。高程控制测量n 高铁的高程控制测量n 高速铁路工程测量规范 对高铁的高程控制测量作了具体规定：1、全线按国家二等水准测量精度要求施测，建立水准基点控制网；2、在 CPIII平面控制网布点完成后，按精密水准测量精度（界于国家二、三等水准测量精度之间）要求施测，进行 CPIII高程测量。高程控制测量n 高铁的高程控制测量n 高速铁路工程测量规范 对高铁的高程控制测量的规定注： 1 长大桥隧及特殊路基结构施工高程控制网等级应按相关专业要求执行；n 高程控制主要采用水准测量方法，部分高程控制采用光电测距三角高程测量方法。控制网级别 测量等级 点间距线路水准基点测量 二等 2kmCP 控制点高程测量 精密水准 100m高程控制测量n 高铁的高程控制测量n 高速铁路工程测量规范 1.0.5和对高铁的高程控制网基准作如下规定 :在国家控制点满足平面、高程控制要求的情况下，应优先采用国家控制点作为高速铁路的平面高程控制点。n 高速铁路工程测量规范 4.5.4规定：水准基点应按二等水准测量要求施测。水准路线一般 150km 与国家一、二等水准点联测一次，最长不应超过 400km 联测一次。n 高速铁路工程测量规范 4.6.1规定： CPIII控制点应附合于线路水准基点。数据质量控制n 水准测量的实施n 通常从一个水准点开始，按照一定的水准路线引测出所需其它水准点的高程。n 测站、转点、测段、水准线路。n 往返观测、双仪器高观测。数据质量控制n 水准基点 测量的实施n 按国家水准测量规范和 高速铁路工程测量规范 规定：1. 二等水准测量只能采用往返测方式；2. 采用 DS1级以上精度的水准仪；3. 同一测段的往返测应分别在上午与下午进行，如气象条件稳定，往返测可同在上午或下午进行，但这种里程的总站数不应超过该区段（线路）总站数的 30% 。数据质量控制n CPIII高程 测量的实施n CPIII的高程测量采用精密水准测量方法，是一种介于国家二等和三等水准测量之间的等级水准测量。按 高速铁路工程测量规范 精神，在作业实施上按二等水准方法执行，只是在具体的精度要求指标上较二等水准有一定降低。数据质量控制n 单一测站水准测量的检核n 视线高度的要求、视距、视距差的要求、仪器标准：等级 水准仪最低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 因瓦 3且 50 1.5 6.0 2.8且 0.55精密水准DS1 因瓦 3且 60 2.0 6.0 2.8且 0.45数据质量控制n 单一测站水准测量的检核n 测站观测限差 （ mm）项目 等级基辅分划读数之差基辅分划所测高差之差检测间歇点高差之差上下丝读数平均值与中丝读数之差二等 0.5 0.7 1 3精密水准 0.5 0.7 1 3数据质量控制n 一条水准线路测量的检核n 累积视距差的要求；n 观测时间的要求；n 测段往返测高差较差要求；n 水准线路的高差闭合差要求。数据质量控制n 水准测量总体质量检核n 每公里水准测量的偶然中误差；n 每公里水准测量的全中误差。等级 路线长度（ km）观测次数 往返较差或闭合差（ mm）与已知点联测 附合或环线二等 400km 往返 往返 4精密水准 3km 往返 往返单程闭合环8等级 测量偶然中误差 M（ mm）每千米水准测量全中误差 Mw（ 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附合路线或环线闭合差左右路线高差不符值二等 1 2 6 4 4精密 2 4 8 8 6 8数据质量控制n M和 Mw 符合规定，表明沿线路的水准测量精度是合格的；如不符要求，应对超限路线重测。n 经检查，各项技术指标均合格的整网或分段的水准观测数据才可以进行内业的平差数据计算。成果分析n 为了保证控制点提供的高程基准的正确性，在工程建设的过程中，经常需要对已有高程控制点进行复测和检测，确保高程控制点的稳定。n 复测和检测在进行平差数据处理时，引入的高程基准应与原成果一致。n 常用的复测和检测成果分析方法有两种：高差比对和高程比对。成果分析n 高差比对用以比较分析相同高程点之间的高差，可以反映出地表相对高程变化；n 高程比对用以比较分析相同高程点的高程，可以反映出地表整体的高程变化。n 无论那种比对方式，只有在比对差异超出相应等级水准测量精度的限差指标时，才能说这种高差或变化是显著的，并考虑更新高程成果。否则，应沿用原高程成果。 成果分析n 复测、检测与成果取舍：较差（闭合差）限制原则、成果最新原则、平均性原则、端点外推原则。n 测段复测与原测时间超过了三个月，且复测高差与原测高差之差超过检测限差时，须进行测段两端点可靠性的检测。n