精密控制网复测技术方案.doc

新建铁路石武客运专线新建铁路石武客运专线 郑州东站工程郑州东站工程 SSZD NO 2SSZD NO 2 标标 DK709 980 98DK709 980 98 DK713 501 65DK713 501 65 精密工程控制网复测精密工程控制网复测 技术方案技术方案 中铁十七局集团有限公司石武客专郑州东站工程指挥部中铁十七局集团有限公司石武客专郑州东站工程指挥部 二二 0 0 一一年十月一一年十月 石武铁路客运专线石武铁路客运专线 控制网复测技术方案报审表控制网复测技术方案报审表 施工合同段 SSZD NO 2标 编号 致 郑州中原监理公司石武客专郑州东站监理分站 根据合同要求 我单位已完成SSZD NO 2标DK709 980 98 DK713 501 65段CPI CPII及高程 二等水准 控 制网复测技术方案编制 并经我单位技术负责人审查批准 请予以审批 附件 新建铁路石武客运专线郑州东站工程SSZD NO 2标DK709 980 98 DK713 501 65段控制网复测技术方案 承包单位 章 测量队负责人 总 工 程 师 日 期 年 月 日 监理分站审核意见 监理分站 章 专业监理工程师 分 站 长 日 期 年 月 日 评估单位意见 评估单位 章 项目负责人 日 期 年 月 日 指挥部审核意见 指挥部 章 总工程师 日 期 年 月 日 注 本表一式 7 份 承包单位 监理 2 份 评估 建设单位各 1 份 新建铁路石武客运专线新建铁路石武客运专线 郑州东站工程郑州东站工程 SSZD NO 2SSZD NO 2 标标 DK709 980 98DK709 980 98 DK713 501 65DK713 501 65 精密工程控制网复测精密工程控制网复测 技术方案技术方案 编制 编制 审核 审核 批准 批准 中铁十七局集团有限公司石武客专郑州东站工程指挥部中铁十七局集团有限公司石武客专郑州东站工程指挥部 二二 0 0 一一年十月十五日一一年十月十五日 目目 录录 1 1 概况 概况 1 1 1 概况 概况 1 1 2 任务依据 任务依据 1 3 3 控制网复测采用的方法及精度 控制网复测采用的方法及精度 2 3 13 1 CPICPI CPIICPII 加密导线控制网的复测方法和精度 加密导线控制网的复测方法和精度 2 3 23 2 高程控制网的复测方法和精度 高程控制网的复测方法和精度 2 4 4 控制网复测使用的仪器和人员组成 控制网复测使用的仪器和人员组成 3 4 14 1 拟投入使用的测量仪器 拟投入使用的测量仪器 3 4 24 2 主要的测量人员组成 主要的测量人员组成 3 5 5 CPICPI CPIICPII 加密导线控制网复测实施 加密导线控制网复测实施 3 5 15 1 外业观测 外业观测 3 5 1 15 1 1 GPSGPS 测量作业的基本技术要求测量作业的基本技术要求 4 5 1 25 1 2 GPSGPS 测量网形设计测量网形设计 4 5 25 2 与相邻标段联测贯通控制情况 与相邻标段联测贯通控制情况 4 5 35 3 GPSGPS 观测设站观测设站 5 5 45 4 GPSGPS 数据处理数据处理 6 6 6 高程控制网复测实施 高程控制网复测实施 9 6 16 1 外业观测 外业观测 9 6 1 16 1 1 水准观测的主要技术要求 水准观测的主要技术要求 9 6 1 26 1 2 观测方式 观测方式 10 6 1 36 1 3 观测的时间和气象条件 观测的时间和气象条件 10 6 1 46 1 4 设置测站 设置测站 10 6 1 56 1 5 测站观测顺序和方法 测站观测顺序和方法 10 6 1 66 1 6 观测中应遵守的事项 观测中应遵守的事项 11 6 26 2 与相邻标段联测贯通控制情况 与相邻标段联测贯通控制情况 11 6 36 3 内业计算 内业计算 12 6 3 16 3 1 观测数据质量检核 观测数据质量检核 12 6 3 26 3 2 水准基点间高差计算 水准基点间高差计算 12 7 7 控制网复测评判方法及标准 控制网复测评判方法及标准 12 7 17 1 复测网的精度分析 复测网的精度分析 12 7 27 2 复测与原测成果的对比分析 复测与原测成果的对比分析 13 8 8 发现问题的处理方法 发现问题的处理方法 14 9 9 上交成果 上交成果 14 新建铁路石武客专郑州东站工程新建铁路石武客专郑州东站工程 SSZD NO 2SSZD NO 2 标标 十七局精密控制网复测技术方案十七局精密控制网复测技术方案 1 1 概况 概况 1 1 概况 概况 新建铁路石家庄到武汉客运专线 SSZD NO 2 标 起止里程桩号为 DK709 980 98 DK713 501 65 正线长度约 3 521km 其中路基工 程正线长度 2522 43m 桥梁有 269 框架小桥 七里河北桥 京广 场和城际场 七里河大桥 京广场 城际场 徐兰场 站台桥 商鼎路桥 莲湖路桥 涵洞有 2 个分别为 998 框架涵和 020 框架 涵 1 2 任务依据任务依据 本次复测 CPI 控制点 1 个 CPII 控制点 4 个 CPII 复测与加密 同时进行 本次共加密导线点 7 个 二等水准点 7 个 由于地方施 工的干扰 平面控制点 CPI203 CPII012 遭到破坏 CPII013 CPII014 下沉 本次复测未测这 4 个点 其余控制点的标 石均完好 根据客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定 铁建设 2006 189 号文件及河南公司文件要求 对所交接的 CPI CPII 加密控制网和线路水准基点进行复测 为了保证控制网复测顺利进 行 确保复测成果的质量 制定本方案 2 2 控制网复测执行的技术标准控制网复测执行的技术标准 1 客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定 铁建设 2006 189 号 2 时速 200 250 公里有砟轨道铁路工程测量指南 试行 3 全球定位系统 GPS 测量规范 GB T 18314 2009 4 全球定位系统 GPS 铁路测量规程 TB 10054 2010 5 精密工程测量规范 GB T15314 6 国家一 二等水准测量规范 GB T 12897 2006 3 3 控制网复测采用的方法及精度 控制网复测采用的方法及精度 3 13 1 CPICPI CPIICPII 加密导线控制网的复测方法和精度 加密导线控制网的复测方法和精度 与原测相同 CPI CPII 加密导线控制网均采用 GPS 测量方法 施测 GPS 测量的精度及主要技术指标如表 1 所示 CPI 控制网复测采用边联结方式构网 形成由三角形或大地四 边形组成的带状网 CPII 控制网复测采用边联结方式构网 形成由三角形或大地四 边形组成的带状网 并与 CPI 联测构成附合网 加密导线控制网复测采用边联结方式构网 形成由三角形或大 地四边形组成的带状网 并与 CPII 联测构成附合网 表1 CPI CPII网GPS测量的精度指标 控制网类型测量方法测量等级基线边方向中误最弱边相对中误差 CPIGPS 二等 1 3 1 180 000 CPIIGPS 三等 1 7 1 100 000 加密导线 GPS 四等 2 1 70 000 表 1 CPI CPII 控制网 GPS 测量的主要技术指标 控制网类固定误差比例误差 b基线方位约束点间的约束平差后最弱边 型 a 角中误差边长相对中误差边长相对中误差 CPI 5 mm 1 mm km1 3 1 250 0001 180 000 CPII 5 mm 1 mm km1 7 1 180 0001 100 000 加密导线 5 mm 2 mm km2 1 100 000 1 70 000 3 23 2 高程控制网的复测方法 高程控制网的复测方法和精度和精度 与原测相同 线路水准基点控制网施工复测采用水准测量方法 施测 检测相邻线路水准基点间的高差 测量等级为二等水准 水准测量的精度及限差如表 2所示 表 2 水准测量精度 mm 限 差 测段 路线往返测 高差不符值 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 MW 平原山区 附合路线或 环 线闭 合 差 检测已测测段 高差之差 二等 1mm 2mmK4 n8 0 K4 i R6 注 表中 K 为测段水准路线长度 Ri为检测测段长度 单位为 km 小于 1km 时按 1km 计 n 为测段水准测量测站数 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 4 4 控制网复测使用的仪器和人员组成 控制网复测使用的仪器和人员组成 4 14 1 拟投入使用的测量仪器 拟投入使用的测量仪器 根据规范的相关要求 本次施工复测拟使用的主要测量仪器如 表 4 所示 所有仪器均经省级以上计量检定部门检定合格并在检定 有效期内 仪器的标称精度以及技术状态均满足复测的要求 表 4 投入使用的主要测量仪器 序 号仪器名称规格型号台数 1 GPS 接收机 Leica Viva GS155 3 数字水准仪天宝 DiNi03 1 4 24 2 主要的测量人员组成 主要的测量人员组成 由中铁十七局集团有限公司集团公司精测队承担 组成1个GPS 测量小组 一个水准测量小组 顺利完成此次复测任务 预计投入的主要测量人员有 工程师 1 人 二级测量工 1 人 三级测量工 4 人 测工 5 人 共约 11 人 5 5 CPICPI CPIICPII 加密导线控制网复测实施 加密导线控制网复测实施 5 15 1 外业观测 外业观测 5 1 15 1 1 GPSGPS 测量作业的基本技术要求测量作业的基本技术要求 根据规范要求 CPI CPII 加密导线控制网施工复测外业测量 严格按表 5 的技术要求执行 表 5 GPS 测量作业的基本技术要求 等 级 项 目 二等 CPI 三等 CPII 四等 导线 卫星截止高度角 15 15 15 同时观测有效卫星数 4 4 4 有效时段长度 min 90 60 45 观测时段数 2 1 21 2 数据采样间隔 s 151515 接收机类型双频双频双频 静态测量 PDOP 或 GDOP 值 6 8 10 5 1 25 1 2 GPSGPS 测量网形设计测量网形设计 1 与原测相同 CPI CPII 加密导线控制网复测均采用边 联结方式构网 形成由三角形 大地四边形或者大地五边形组成的 带状网 如图 1 所示 CG I E HJ K D A B 图 1 GPS 测量网形示意图 5 25 2 与相邻标段联测贯通控制情况 与相邻标段联测贯通控制情况 1 与中铁七局联测贯通控制 平面控制以设计院移交的 CPI204 CPII010 为共用平面控制点 结果为经双方施工单位复测验证为正确的 由设计单位提供的 CPI 坐标成果 坐标系为 WG84 椭球坐标 中央子午线为 113 度 45 分 00 秒 投影面大地高为 90m 详见表 6 表 6 共用平面控制一览表 设计坐标 m 点号 北坐标 X 东坐标 Y 备注 CPII0103850738 0517502172 7071CPII 共用点 CPI2043847497 0910502865 8325CPI共用点 5 35 3 GPSGPS 观测设站观测设站 1 作业前 光学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 设站时 对中误差不大于 1mm 2 天线安置应严格对中 整平 正确量取至厂商指定的天线 参考点高度 并须获得厂商提供的参考点至天线相位中心的改正常 数 以便于在随后的数据处理中精确计算天线高 3 天线高在每个时段的测前 必须在开机之前 和测后 必 须在关机之后 各量取一次 两次量取天线高应在相同的位置 天 线高应从天线的三个不同方向 间隔 120 量取 或用接收机天 线专用量高器量取 每次在三个方向上量取的天线高误差应不大于 2mm 否则应重新对中 整平 任一方向上在观测前 后两次量取 的天线高误差应不大于 2mm 否则认为在观测过程中天线发生变动 该时段作废 4 测站上所有规定的作业项目经认真检查均符合要求 记录 资料完整无缺 将点位恢复原状后方可迁站 5 同一时段的观测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 不得转动天线位置 在有效观测时段内 如中 途断电 则该时段必须重测 因观测环境及卫星信号等原因造成数 据记录中断累计时间超过 25min 则该时段重测 6 观测过程中若遇到强雷雨 风暴天气 应立刻停止当前观 测时段的作业 7 CPII 控制网复测以及 CPII 与 CPI 控制点联测时 每一同 步环观测 1 2 个时段 每个时段观测结束后 都必须重新安置仪器 将基座转动 120 或者升降三脚架 然后重新对中 整平 进行下 一时段的观测 5 45 4 GPSGPS 数据处理数据处理 GPS数据处理包括基线向量解算和网平差两个部分 基线向量解 算采用随机附带的GPS解算软件LGO 7 0 网平差计算采用科傻GPS数 据处理系统进行处理 及时进行观测数据的处理和质量分析 检查是否符合规范和技 术设计要求 每天对当天的观测数据进行粗处理和基线解算 并及 时对闭合环 重复基线等进行计算检核 5 4 15 4 1 基线向量结算 基线向量结算 基线处理时 应严格遵守下列要求 1 基线解算时 卫星星历统一采用广播星历 卫星高度角一 般采用 15 2 同一时段观测值的数据剔除率小于 10 否则应重测 3 任一时段的同步观测时间 CPI 复测网小于 90min CPII 复测网小于 60min 导线复测网小于 45min 则该时段作废 任一时 段的有效卫星数少于 4 颗 则该时段作废 4 基线向量满足验收标准后 按最小闭合环原则对全网的基 线向量进行闭合环搜索 并对闭合环的闭合差进行计算检验 独立 观测边闭合环各坐标分量闭合差应符合下式规定 nWWWW nW nW nW ZYXS Z Y X 33 3 3 3 222 式中 n 闭合环边数 标准差 即基线 2 2 Dba 长度中误差 mm a 和 b 按表 1 取值 5 同一基线不同时段重复观测基线较差应满足 22 S d 如果观测数据不能满足要求时 应对成果进行全面分析 必要时进 行补测或重测 5 4 25 4 2 GPSGPS 网平差计算网平差计算 GPS 网平差是在基线质量检验合格的前提下进行的 先进行三 维向量网无约束平差 各项指标合格后再进行约束平差 1 三维向量网无约束平差 基线解算各项质量指标均满足要求后 以全网有效观测时间较 长 观测条件较好 接近全网中部的控制点的 WGS 84 坐标作为起算 数据 进行全网的无约束平差 无约束平差中 基线分量的改正数绝对值应符合下式 3 3 3 Z Y X V V V 否则 认为该基线或者其附近的基线存在粗差 应予剔除 平差合格后 提供无约束平差 WGS 84 坐标系中的空间直角坐标 基线向量及其改正数和精度信息 2 CPI 控制网约束平差 在三维无约束平差确定的有效观测基础上 进行约束平差 以 设计提供的 CPI 控制点的空间坐标作为约束条件 进行 CPI 复测网 约束平差 约束平差合格后 提供相应坐标系的空间直角坐标 基 线向量及其改正数和精度 约束平差后 基线向量各分量改正数与无约束平差同一基线改 正数较差的绝对值应符合下式要求 2 2 2 Z Y X dV dV dV 3 CPI 控制点的工程独立坐标计算 根据设计提供的坐标系投影带和投影面划分 依据不同投影面 和中央子午线分两段解算 将平差得到的 CPI 控制网的空间直角坐 标分别投影到相应的平面坐标投影带中 计算出 CPI 控制点的工程 独立坐标值 得出 CPI 控制点的复测坐标成果 根据设计提供的控制网交桩资料 本标段的平面坐标投影带划 分情况如表 所示 表 8 设计平面坐标系投影带 投影带参数 序点号范围 中央子午线投影面高 1CPI52 CPI76 106 30 200m 4 CPII 控制网约束平差 GPS 基线网 CPII 复测网 三维无约束平差合格后 以所联测 的 经复测确认点位稳定可靠的 CPI 控制点作为约束点进行二维约 束平差 计算 CPII 控制点的工程独立坐标值 得出 CPII 控制点的 复测坐标成果 约束平差中 基线向量各分量改正数与无约束平差同一基线改 正数较差的绝对值应符合下式要求 2 2 2 Z Y X dV dV dV 6 6 高程控制网 高程控制网复测实施复测实施 6 16 1 外业观测 外业观测 6 1 16 1 1 水准观测的主要技术要求 水准观测的主要技术要求 高程控制网复测的仪器全部采用数字水准仪施测 水准观测的 主要技术要求如表 所示 各测站的限差如表 所示 水准测量数据 取位如表 所示 表 9 水准观测主要技术要求 m 等级 水 准 仪 最低型号 水准尺 类 型 视距 前 后 视距差 测段的前后 视距累积差 视线高度 重复测量 次数 二等 DS1 因瓦 3 且 50 1 5 6 0 0 55 且 2 8 2 次 表 10 水准观测的测站限差 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 50 713 注 对于数字水准仪 同一标尺两次读数差不设限差 两次读数所测高差的差按表中 基 辅分划所测高差之差 的限差执行 表 11 水准测量数据取位要求 等级 往 返 测 距离总和 往 返 测 距离中数 各测站 高 差 往 返 测 高差总和 往 返 测 高差中数 高程 二等 0 01 km0 1 km0 01 mm0 01 mm0 1 mm0 1 mm 6 1 26 1 2 观测 观测方式方式 水准测量全部采用单路线往返观测 往返观测使用同一类型的 仪器和转点尺承沿同一道路进行 6 1 36 1 3 观测的时间和气象条件 观测的时间和气象条件 水准观测应在标尺分划线成像清晰而稳定时进行 下列情况下 不应进行观测 1 标尺分划线的影像跳动剧烈时 2 气温突变时 3 风力过大而使标尺与仪器不能稳定时 6 1 46 1 4 设置测站 设置测站 1 根据路线土质情况选用尺桩 质量不轻于 1 5kg 长度不 短于 0 2m 或尺台 质量不轻于 5kg 作转点尺承 并辅以专门的 尺撑 以保证标尺稳定 铅直 2 测站视线长度 前后视距差 视线高度等按表 规定执行 6 1 56 1 5 测站观测顺序和方法 测站观测顺序和方法 1 每一测站的观测顺序如下 奇偶数站均采用 后 后 前 前 2 一个测站操作程序如下 整平仪器 望远镜对准后视 标尺 用垂直丝照准条码中央 精确调焦至条码影像清晰 测量并 记录两次 旋转望远镜照准前视标尺条码中央 精确调焦至条码 影像清晰 测量并记录 2 次 显示测站成果 测站检核合格后迁 站 6 1 66 1 6 观测中应遵守的事项 观测中应遵守的事项 1 观测前 将仪器置于露天阴影下 10min 并在使用前进行 预热 预热不少于 20 次单次测量 2 每一测段的往测与返测 其测站数均应为偶数 由往测转 向返测时 两支标尺应互换位置 并应重新整置仪器 3 在连续各测站上安置水准仪的三脚架时 应使其中的两脚 与水准路线的方向基本平行 而第三脚则依次轮换置于路线方向的 左侧与右侧 4 除路线转弯处外 每一测站上仪器与前后视标尺的三个位 置应接近一条直线 5 水准测量作业期间 每天开测前进行 角测定 保证 角绝ii 对值在作业过程中均不超过 15 此外 应定期检校标尺上的气泡 6 避免视线被遮挡 遮挡不应超过标尺在望远镜中截长的 20 仪器只能在厂家规定的温度范围内工作 确信震动源造成的震 动消失后 才能启动测量键 6 26 2 与相邻标段联测贯通控制情况 与相邻标段联测贯通控制情况 本次高程控制网复测 是以 CPII010 为基准点进行全线路往返测量 高差闭合差满足规范要求 因相邻单位不给提供对接水准点未能与 七局标高进行对比 6 36 3 内业计算 内业计算 6 3 16 3 1 观测数据质量检核 观测数据质量检核 外业工作结束后 对观测数据的质量进行检核 检核的内容主 要包括 测站数据 水准路线数据 闭合路线的高差闭合差 数据质量检查合格后 才能进行后续的平差计算 6 3 26 3 2 水准基点间高差计算 水准基点间高差计算 1 每千米高差偶然中误差计算 按测段往 返测高差不符值计算每千米高差偶然中误差 M M 应满足表 2 的规定 否则应对闭合差较大的测段 水准路线 进行 重测 M 按下列公式计算 Ln M 4 1 式中 测段往 返测高差不符值 mm L 测段长度 以 km 计 n 测段数 2 线路水准基点间复测高差计算 计算各测段往返测高差的平均值 得出水准基点间的复测高差 7 7 控制网复测评判