铁路精测网复测技术设计书

1 铁路精测网复测技术设计书 概述 路概况 建意义 要技术标准 要工程概况 有精测网资料 南 （试行） 对变形控制值不大于 25mm/要求，在无砟轨道段满足 客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定 对变形控制值不大于 10mm/要求；高程系统采用 1985 国家高程基准，铺设无砟轨道地段按照二等水准进行布设，其他地段按照三等水准进行布设。 2009 年 12 月 1 日，高速铁路工程测量规范（ 2 颁布实施，同时客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定（铁建设 2006 189 号）和时速 200 250 公里有砟轨道铁路工程测量指南（试行）（铁建设函 2007 76 号）规范废止。根据高速铁路工程测量规范总则第 及高速铁路工程测量规范条文说明总则第 文说明以及高速铁路高平顺性、舒适性的要求，龙厦铁路精测网原先按照时速时速 200 250 公里有砟轨道铁路工程测量指南（试行）要求建网的精度和 网测量方法不能满足高速铁路（时速大于等于 250km/h）轨道静态铺设标准的要求，宜按照高速铁路工程测量规范要求进行精测网（ 高程控 制网）的重新测设、线路拟合调整和轨道控制网的测设。 根据高速铁路工程测量规范以及相关文件，在轨道控制网测设前须对精测网进行复测，并根据复测结果，更新精测网成果，指导轨道控制网测设。 2 技术依据 1、 高速铁路工程测量规范（ 0601 2、 时速 200公里及以上铁路工程基桩控制网（ ）测量管理办法（铁建设 200880号） ； 3、 关于进一步规范铁路工程测量控制网管理工作的通知（铁建设 200920号） 。 3 测量范围及内容 本次测量范围为 龙厦铁路 约 112 公里的精测网复测，具体内容如下： 1、 基础平面控制网（ 复测 ； 3 2、 线路平面控制网（ 复测 ； 3、 高程控制网 复测 。 4 坐标和高程系统 面坐标系 根据高速铁路工程测量规范第 “高速铁路工程平面坐标系应采用工程独立坐标系统，在对应的线路轨面设计高程面上坐标系统的投影长度变形值不宜大于 10mm/的要求，需进行 精测网升级，本次精测网复测坐标系统采用升级后的坐标系统 。 程基准 高程系统采用 1985国家高程基准。 5 仪器和软件 器设备 龙厦铁路精测网复测项目拟采用的设备要求如下表 1： 表 1 主要仪器设备 序号 设备 精度 用途 1 52 数字水准仪（含配套水准尺） 不低于 准控制网测量 所采用的仪器设备必须经过国家检定部门检定，且在有效期内。 件 龙厦铁路精测网 复测 项目拟采用的软件要求如下表 2： 表 2 主要软件 序号 软件名 用途 备注 4 1 水准测量 武汉大学研发 2 武汉大学研发 3 铁路工程精密控制测量数据处理系统 水准 中铁四院 6 精测网升级测量 精测网复测是依据规范高速铁路工程测量规范规定的技术标准执行，而根据龙厦铁路公司安排，对原精测网进行复测测量，其主要精度指标如下表 3、 4： 表 3 量平面控制网精度指标 控制网 精测网复测 等级 基线边方向中误差 最弱边相对中误差 二等 1/180 000 三等 1/ 100 000 表 4 高程控制网精度指标 高程控制网 等级 每千米高差偶然中误差 （ 每千米高差全中误差 （ 二等 1 2 标石检查与布设 龙厦铁路精测网于 2008 年埋设标石，并于 2008 年移交各施工单位。考虑施工等因素，在开始精测网复测前，需对全线精测网控制桩保护、保存情况予以核实，对破坏、丢失桩橛予以恢复和补设，补埋 5 控制桩要求应严格按照高速铁路工程测量规范要求执行，并做好点之记。 龙厦铁路精测网埋设标石数量如下表 5： 表 5 控制点数量 控制网 数量（个） 备注 39 约 170 水准点 约 56 与 桩 量 制网测量采用 量； 制网按照二等制网要求施测， 制网按照三等 制网要求施测。隧道内 密测量采用全站仪进行导线或导线网测量。 主要 业技术指标 按 高速铁路工程测量规范中 的 二等）、 三等）量技术要求，其主要技术指标见表 6。 表 6 量作业主要技术要求 项 目 二等（ 三等（ 卫星截止高度角 15 15 同时观测有效卫星数 4 颗 4 颗 有效时段长度 90 60测时段数 2 1 2 数据采样间隔 15 秒 15 秒 6 8 6 接收机类型 双频 双频 天线安置应严格整平对中，天线对中误差不应大于 1线高应在测前（开机之前）和测后（关机之后）各量取一次，每次应在相同的 位置从天线三个不同方向（间隔 120）量取，或用接收机天线专用量高器量取。单次天线量高重复量取的读数互差不大于 2平均值作为单次天线高观测值；测前和测后天线高观测值读数互差不大于 3，取平均值作为天线高最终观测值。 在观测时天线定向标志应指向正北方向。 外业记录须包括：测量员、点名、点号、时段名、数据文件名、观测日期、观测起止时间、天线高、卫星状况等基本要素。 导线测量主要技术指标 隧道洞内 制网测量应采用导线测量方式进行测量。洞内线测量的主要技术要求应符合表 7 的 要求： 表 7 洞内 线测量的主要技术要求 控制网级别 符合长度（ 边长（ m） 测距中误差（ 测角中误差（） 相邻点位坐标中误差（ 导线全长相对闭合差限差 方位角闭合差限差（） 对应导线等级 备注 L 2 300600 3 三等 单导线 2 L 7 300600 3 三等 导线网 L 7 300600 3 隧道 二等 导线网 隧道洞内 线观测应满足下列要求： 7 1） 应采用标称精度不低于 1、 2全站仪施测。水平角观测的测回数及限差、边长测量等要求按表 8 10 的要求执行。 表 8 导线测量的技术要求 等级 测角中误 差（ ） 测距相对中 误差 方位角闭合差 （ ） 导线全长相对 闭合差 测回数 仪器 1级仪器 隧道 二等 50000 1/100 000 6 9 三等 1/55 000 4 6 注： 1、表中 n 为测站数。 2、当边长短于 500m 时，二等边长中误差应小于 表 9 水平角方向观测法的技术要求 等级 仪器等级 半测回归零差（ ） 一测回内 2c 互差（ ） 同一方向值各测回 互差（ ） 四等 及以上 仪器 4 8 4 1级仪器 6 9 6 注：当观测方向的垂直角超过 3的范围时，该方向 2C 互差可按相邻测回同方向进行比较，其值应满足表中一测回内 2C 互差的限值。 表 10 边长测量技术要求 等级 使用测距仪精度 等级 每边测回数 一测回读数较差限值（ 测回间较差限值 （ 往返观测平距较差限值 往测 返测 二等 4 4 2 3 2 5 7 三等 2 2 2 3 2 4 4 5 7 注： 1、一测回是全站仪盘左、盘右各测量一次的过程 2、测距仪精度等级如下 级 2 级 2 5mm 每千米测距标准偏差。即按测距仪出厂标称精度的绝对值，归算到 1测距标准偏差。 8 2)观测前应先将仪器开箱放置 20右，让 仪器与洞内温度基本一致。 3)洞口测站观测宜在夜晚或阴天进行；隧道洞内观测应充分通风，无施工干扰，避免尘雾。 4)目标棱镜人工观测时应有足够的照明度，受光均匀柔和、目标清晰，避免光线从旁侧照射目标。采用自动观测时应尽量减少光源干扰 。 P、 测方案 制网采用 术施测；除洞内 制点采用导线测量外，其它地段 制点采用 术进行施测。 采用静态定位技术施测，根据原控制网为带状线形布设的特点，为保证取得高精度的观测成果， 观测时应构成很强的网形结构。同步作业图 形之间采用边连接和网连接相结合的方式，在网形设计时做到： 每个点有 3 条及以上独立基线相连接； 立基线传递必须是边连接，组成大地四边形或多边形连接； 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，每一时段中尽量不选择太长的边。 洞内 线控制网测量宜按照建网测量时一致的网形施测。 9 线处理 软件： 的基线解算采用 司的商用软件 7 进行； 星历：广播星历； 观测值： 1、 业成果验算 量精度指标如表 11： 表 11 量精度指标 级别 二等 三等 a( 5 5 b(mm/ 1 1 其中： 每天外业观测结束后，随即进行基线解算，并按以下要求进行异步环、重复观测基线的检验。 （ 1）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： 3 n 3 n 3 n W 其中， n 为异步环的边数，为相应级别规定的精度，其相应计算公式为： 22 )( 10 其中： 位 位 mm/ 位为 （ 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： 2 2 式中： 重复观测的基线较差，为相应等级的标准差（计算同前式）。 以上外业检验须利用专用软件进行。 标系统和坐标约束点的确定 精测网复测应采用与原精测网相同的控制点进行约束平差，当原约束点相对精度不能满足规范要求时，可采用选取稳定、满足精度要求的 制点作为约束点。 在精测网复测时，应充分考虑与厦深铁路等相邻线路的衔接。 业平差计算 平面控制网平差拟采用 据处理系统或铁路工程精密控制测量数据处理系 统进行。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。 对经过外业检验的合格基线，应选取独立基线构成 线向量网，进行网的平差计算。 11 （ 1） 三维无约束平差 把参加平差的所有独立基线，在 标系下先进行三维无约束平差。主要目的是检验 的内符合精度情况，剔除粗差等。 （ 2） 二维约束平差 采用联测的已知点进行二维约束平差，计算 制点平面坐标；采用 制点成果坐标作为约束点，进行二维约束平差，计算制点成果。 平差计算时，需统计精测网平面 控制网的各项精度，以评定精测网精度是否满足规范要求。 （ 3）洞内 线控制网平差计算 洞内 线控制网平差计算前采用软件 面控制测量数据处理系统或铁路工程精密控制测量数据处理系统计算各项指标，当各项指标满足规范要求时，采用约束 制点进行平差计算。 高程控制网测量 用仪器 二等水准控制网测量宜采用数字水准仪进行观测。要求水准仪的等级不低于 业前，水准仪及水准尺应按规定进行检验后方可投入作业。所有仪器均应经过国家鉴定部门鉴定并在有效期内 。 术要求 二等水准测量的精度要求、主要技术标准等应符合表 12 14 的 12 规定。 表 12 高程控制网的技术要求 水准测量 等 级 每千米高差 偶然中误差 M（ 每千米高差 全中误差 附合路线或环线周长的长度（ 附合路线长 环线周长 二等 1 2 400 750 精密水准 2 4 3 表中， w 应按 下 式计算： 41 1 式中 测段往返高差不符值（ L 测段长或环线长（ n 测段数； W 附合或环线闭合差（ N 水准路线环数。 表 13 水准测量主要技术标准 等级 每千米高差全中误差(路线长度 (水准仪等级 水准尺 观测次数 往返较差或闭合差(与已知点联测 符合或环 线 二等 2 400 瓦 往返 往返 4 L 表 14 水准测量限差要求（ 水准测量 等 级 测段、路线往返测 高差不符值 测段、路线的左 右路线高差不符值 附合路线或环线闭合差 检测已测 测段高差之差 平原 山区 平原 山区 二等 4 K 0.8 n 4 L 6 13 精密水准 8 K 6 K 8 L 8 注： K 为测段水准路线长度，单位为 L 为水准路线长度，单位为 千米计； n 为测段水准测量站数。 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。 二等水准测量观测应符合表 15 规定。 表 15 水准测量观测要求 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 50 丝读数 60 等水准观测要求 二等水准测量 按照 国家一、二等水准测量规范 相关要求执行 ，作业前及作业过程中检查 i 角均应不超过 15；水准尺须采用辅助支撑进行安置，测量转点应安置尺垫，尺垫选择坚实的地方并踩实以防尺垫的下沉。 水准线路采用往返观测，并沿同一路线进行。每一测段均采用偶数站结束，往返观测在一日的不同时间段进行。 水准测量的仪器及水准尺类型应按测量等级的要求选择，宜优先采用相应等级的数字水准仪及其自动记录功能采集数据，观测数据采用仪器内置储存器记录，并转换成电子手簿。 算处理 1） 高程控制网 应按照国家二等水准测量标准施测 。为了尽量保证新高程控制网与原网一致，可采用挑选 稳定的线路水准基点、深埋 14 水准点或基岩水准点为起算点，进行整体严密平差计算，采用专业平差软件