线路平面控制网复测方案.doc

1.线路平面控制网（CP）的复测1.1 技术要求CP又简称线路平面控制网，是在基础平面控制网（CP）基础上沿线路附近布设，为勘测、施工阶段的线路测量和轨道控制网测量提供平面起闭的基准。CP控制网测量前应对CP控制网进行复测，检测CP控制点之间的兼容性，平面采用三等GPS测量的技术要求进行复测，高程按二等水准测量进行复测。复测时，向相邻区段搭接测量，平面至少搭接测量一条公共边，高程至少搭接测量一个公共点。CP控制点复测成果与设计成果之差造成的点位差大于10时应进行核实，如复测确认某个CP点兼容性较差，应按同精度扩展的原则重新对该点成果进行平差CP设计的技术要求见表（1.1-1）：表1.1-1 CP设计的技术要求 控制网测量方法测量等级点间距相邻点的相对中误差（mm）备注CPGPS三等600800m8导线三等400800m8附合导线控制网设计过程中CP控制网GPS测量的主要技术指标见表（1.1-2）：表1.1-2 CP控制网GPS测量的主要技术指标等级固定误差a(mm)比例误差系数b(mm/km)基线方位角中误差()约束点间的边长相对中误差约束平差后最弱边边长相对中误差三等511.71/1800001/100000控制网设计过程中CP控制网GPS测量作业的基本技术要求见表（1.1-3）：表1.1-3 CP控制网GPS测量作业的基本技术要求项目等级卫星截止高度角（）同时观测有效卫星数有效时段长度（min）观测时段数数据采样间隔（s）接收机类型PDOP/GDOP三频8GPS测量除满足以上规定外，其余各项要求应执行铁道部现行铁路工程卫星定位测量规范的相关规定。控制网设计过程中CP控制网导线测量的主要技术要求见表（1.1-4）：表1.1-4 CP控制网导线测量技术要求控制网附合导线的长度（km）边长(m)测距中误差（mm）测角中误差（）相邻点的相对中误差(mm)导线全长相对闭合差限差各方位角闭合差限差（）导线的等级CP5400-800m51.881/550003.6n三等当同一测区内，导线环（段）的数据超过20个时须按照下式计算测角中误差。m=1Nf2n式中：f为导线环（段）的角度闭合差； N为导线环（段）的测角个数； n为导线环（段）的个数。CP复测应在建立CP（轨道平面控制网）之前完成，对于洞外采用GPS测量洞内采用导线测量的方法施测。CP复测的控制点宜选在距线路中线50200m范围内，稳定可靠，便于测量地方。CP控制网应采用边连接方式构网，形成由三角形或大地四边形组成的带状网，并于CP联测构成附合网。1.2 CP控制网复测的实施高速铁路线路控制网CP复测应采用GPS双频接收机，按三等GPS测量作业的有关精度进行；采用导线法复测CP应按三等导线测量的有关精度进行。对点设备必须采用精密对点器及木质脚架。1.2.1 CP控制网GPS复测外业观测CP点按GPS复测的点间距为600800m布设，与相邻的CP点构成附合网，CP点按GPS复测的外业观测与CP近似，按规范执要求行即可。CP控制网外业观测应注意以下几个方面：观测严格执行调度计划，按规定时间进行同步观测作业。采用同步静态观测模式，以CP对点作为连接边，采用边连式构网，CP形成三角形或大地四边形组成的带状网。CP控制网必须联测管段内所有CP控制点，CP控制点还应分布在网的两端，联测按CP的测量精度进行，为了联测CP而形成的长边基线，可在中间加临时点组成三角形。CP同步观测时段数应为2个时段，每时段应观测不少于60分钟。观测时段的分布宜昼夜均匀，夜间观测的时段数不应少于1个。每个观测时段的跨越不应超过北京时间早上8点（世界协调时0点）。同一时段的过程中不得关闭并重新启动仪器，不得改变仪器的参数设置，不得改变天线的观测方向。观测过程中若遇见强雷雨、风暴天气应立刻停止当前观测时段的作业。作业前，光学(激光)对点器与基座必须严格检查校准，在作业过程中应经常检查保持正常状态。对中误差小于1mm。天线安置应严格对中、整平并指北。天线高每时段测前（必须在开机之前）和测后（必须在关机之后）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，两次量取误差不大于2mm时，取平均值记入观测手簿。作业中使用的对讲机或手机必须离GPS接收机10m以外。每一同步环观测两个时段，前后时段仪器尽量保持一致，严格对中整平，尽量避免因多次安置仪器对重复基线较差带来的影响。经检查，一个点的全部观测任务已执行完毕，所有规定的作业项目已完成并符合要求，记录和资料完整无误，在将点位标识恢复原状后方可进行迁站。1.2.2 CP控制网的GPS外业观测成果质量检核复测获取的GPS观测数据需要及时进行观测数据的处理和质量分析，检查其是否符合规范和技术设计要求见表（1.1-2）。原则上，外业观测的当天，应对观测基线进行解算，基线解算不合格时，要分析原因，必要时进行基线的补测和重测。完成基线向量解算后，应检查同步环和独立环的闭合差以及重复观测基线的较差，并应符合下表（1.2-1）的规定，引自铁路工程卫星测量规范。表1.2-1 基线质量检验限差表检验项目限 差 要 求X坐标分量闭合差Y坐标分量闭合差Z坐标分量闭合差环线全长闭合差同步环独立环（含附合路线）重复观测基线较差注：相应等级规定的精度，。当使用的接收机标称精度高于等级规定的a、b值时，应采用接收机的标称精度计算。n闭合环边数。当闭合环由长短悬殊的边组成时，宜按边长和等级规定的精度计算每条边的，并按误差传播定律计算环闭合差的精度，以代替表中的，计算环闭合差的限差。根据基线解算结果分析：在复测数据的GPS基线处理过程中，根据CP控制网GPS测量等级要求，取a=5mm，b=1mm/km，则可知本次基线解算中同步环、异步环、重复基线均满足限差要求，可以进行平差处理。1.2.3 CP基线网平差CP控制网的基线解算完成后,首先在WGS-84椭球下，以CP点为位置基准进行CP控制网的空间GPS基线无约束平差，检查CP基线向量网在无约束平差下获得的基线向量的改正数。CP网的无约束平差获得的基线向量的改正数（Vx，Vy，Vz）的绝对值应在规定限差（3s）之内，对改正数超限的基线边可在满足数据冗余度的前提下剔除掉。从强调线路平面控制网的平面衔接平顺性出发，兼顾线路平面控制网点的平面绝对位置，CP控制网约束平差应强制符合到至少3个CP点。在进行CP约束平差前，应先对共用CPI点进行稳定性检验。CP网的三维约束平差获得的基线向量的改正数（Vx，Vy，Vz）的绝对值应在规定限差（2s）之内，对改正数超限的基线边可在满足数据冗余度的前提下剔除掉，同一时段的观测值的剔除率应小于10%。为了观察CP网约束平差后的平面精度信息，以及判定其是否达到高速铁路工程测量规范中三等GPS网的精度要求，在CP网三维约束平差后，进行CP网的二维约束平差以获取CP网平面最弱点点位精度和平面最弱边精度信息，对于约束平差后CP最弱边长相对中误差应小于1/100000，基线方位角中误差应小于1.7，如CP网平面精度不满足规定要求，应查找、分析原因，重测部分或全部CP基线。CP控制网三维约束平差后通过高斯投影，或直接通过CP控制网二维约束平差，即可获得各CP点的复测平面成果坐标。1.2.4 CP控制网的GPS外业观测成果精度统计与检验在GPS控制网解算中，应确定控制网的起算数据，在北京1954国家大地坐标系下进行二维约束平差，计算出基线边长相对中误差最大值和各点的点位中误差最大值，判定是否符合限差要求。根据规范要求，当平面控制点的复测坐标与原测坐标满足X、Y坐标差值绝对值不大于20mm时，认为原测控制点到目前为止点位是稳定可靠的。1.3 CPII控制网导线复测导线水平角观测应采用方向观测法。导线边长测量应进行仪器加常数、乘常数和气象改正，距离应归算至工程设计的投影高程面上。1.3.1 CPII控制网导线复测的技术要求水平角、距离、竖直角观测应满足表（1.3-1）和表（1.3-2）的相关规定。表1.3-1 导线水平角观测技术要求及限差规定控制网等级仪器等级测回数半测回归零差限差（）2C较差限差（）同方向各测回间较差限差（）CPII和CPII加密DJ124696DJ2468139表1.3-2 导线测边技术要求和限差规定控制网级别附合长度（km）边长（m）测距中误差（mm）测角中误差（）相邻点位坐标中误差（mm）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CPL330060052.5101/400005四等单导线CP3L630060031.87.51/550003.6三等导线网CPL630060031.351/1000002.6隧道二等导线网测角要求见下表1.3-3：表1.3-3 导线测角技术要求和限差规定仪器等级距离和竖直角测回数测回中各次读数互 差和限差（mm）同高程面往返平距较差的限差（mm）110 22mD方向观测法介绍：导线的测角精度和测边精度估算应符合下列要求。（1） 测角中误差应按下式估算： 式中：f附合导线或闭合导线的角度闭合差（）。 n计算f时的测站数。 N附合导线或闭合导线环的个数。（2）测距中误差应按下式估算： 式中：a固定误差（mm）；b比例误差（mm/km）；D测距边长度（km）。CP导线复测的测角精度、测边精度、以及导线全长相对闭合差的限差和方位角闭合差的限差，应符合表（1.3-1）、（1.3-2）、（1.3-3）上表的规定。CP复测的外业结束时，应进行上述各项精度和限差的检验。1.3.2 CP控制网的GPS外业观测成果质量检核数据处理平差时，应将CP作为附合导线在CPI的约束下进行平差。CP复测的平差成果满足精度要求后，再对加密点进行平差。按验后精度估算的CP相邻点位中误差不应大于14mm。CP加密点相邻点位中误差不应大于7mm。完成CP控制导线复测后，应将复测成果与设计单位成果进行比较。复测与设计的导线水平角、导线边长和导线点坐标较差的限差应符合下表（1.3-4）的要求。表1.3-4 CP导线复测成果限差要求水平角限差（）边长限差（mm）x、y坐标限差（mm）7815实测距离必须进行高程面投影改化、高斯投影改化计算后才能与设计点间距离比较。当复测结果不能满足上表各项限差要求时，应再次测量确认。1.3.3 CP控制网复测评判方法及检核标准根据CP复测网的异步环、重复基线差和平面坐标精度的统计，首先确认CP复测网精度满足三等GPS网精度要求的前提下，进行CP控制点复测坐标与设计坐标的比较以及相邻点间坐标差的相对精度比较。当CP控制点的X、Y坐标差值不大于15mm，且相邻点间坐标差的相对精度不大于1/80000时，认为设计单位所交CP控制点精度满足规范要求，且控制点平面位置稳定可靠，在线下工程施工中应采用CP控制点设计坐标作为最终成果坐标使用。CP相邻点间坐标差的相对精度计算方法与CPI相同。CPII相邻点间坐标差的相对精度按下式计算：Xij=(Xj-Xi)复-(Xj-Xi)原Yij=(Yj-Yi)复-(Yj-Yi)原dsS=(Xij2+Yij2)S式中： 相邻点间坐标差的相对精度； S相邻点间的平面距离。并做出下列两个精度对比表，表（1.3-4）和表（1.3-5）。.表1.3-4 CPII控制网复测坐标与设计坐标的精度对比分析表点号设计坐标（m）复测坐标（m）坐标较差（）坐标位移sxyxyxy表1.3-5 相邻点间坐标差的相对精度表相邻点名Xij （m）Yij（m）距离（m）相邻点间坐标差的相对精度根据复测成果数据分析：求出最大的坐标较差的绝对值为x和y，评判是否均小于15；并求出相邻点间坐标差的相对精度最大值，是否也小于1/80000。如果均在范围内，则证明故本次的复测成果是合格，复测的点稳定性没有变化。当CP控制点的本次复测坐标与设计坐标的比较以及相邻点间坐标差的相对精度比较不能满足上述要求时，应重复进行一次相关CP点位的GPS组网外业复测。当两次复测的结果相互吻合，坐标较差和相邻点间坐标差的相对精度满足要求，但都与设计结果比较超限，则应结合相关点与其周围相邻点（通常为前、后相邻点）的距离变化和方位变化来分析、判定点位发生位移的情况。认定CPII控制点位在平面位置发生位移时，应提请设计单位对CP控制点复测坐标成果进行确认，作废CP控制点原有的设计成果坐标，以便在今后线下工程施工中采用本次复测获得的CP控制点成果坐标。1.4测量依据新建铁路工程测量规范（TB10101-99）；全球定位系统（GPS）铁路测量规程（TB10054）；国家三、四等水准测量规范（GB12898-1991）； 兰渝铁路设计文件；1.5仪器设备投入本次复测的仪器设备分别为：上海华测X90双频GPS接收机4台，标称精度为5mm+1ppm；美国天宝