CPI、CPII、CPIII测量技术ppt课件.ppt

1、CPI、 CPII、 CPIII 测量技术,主要内容,一般规定,基本条件,CPIII评估,外业测量,数据处理,布网埋标,铁路测量技术规则(分篇)，1976年9月出版（语录版） 铁路测量技术规则(综合)（TBJ101-85） 既有铁路测量技术规则（TBJ105-88），1989年7月1日施行 新建铁路摄影测量规范（TB10050-97），1997年7月1日实施 全球定位系统（GPS）铁路测量规程（TB10054-97），1997年7月1日实施 新建铁路工程测量规范（TB10101-99），1999年6月1日实施 京沪高速铁路工程测量暂行规定铁建设【2003】13号，2003年2月1日实施 客运专

2、线无碴轨道铁路工程测量暂行规定铁建设【2006】189号，2006年10月16日实施 时速200250公里有砟轨道铁路工程测量指南（试行）铁建设【2007】76号，2007年1月22日实施 铁路工程测量规范（TB10101-2009）,2009年12月1日实施 高速铁路工程测量规范（TB10601-2009）,2009年12月1日实施 改建铁路工程测量规范（TB10105-2009）, 2009年12月1日实施 铁路工程摄影测量规范（TB10050-2010），2010年8月1日实施 铁路工程卫星定位测量规范（TB10054-2010），2010年8月1日实施,一般规定规范,一般规定规范,国家

3、一、二等水准测量规范（GB/T12897-2006） 客运专线轨道几何状态测量仪暂行技术条件科技基200886号 高速铁路无砟轨道工程施工精调作业指南铁建设函2009674号 高速铁路工程静态验收技术规范TB10760-2013 高速铁路工程动态验收技术规范TB10761-2013 高速铁路运营沉降监测管理办法（运基线路2010554号）,测量规范汇集,精测网 精密测量控制网的简称，包括平面控制网和高程控制网。 平面控制网分四级布设： 框架控制网（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（段）的线路平面坐标基准。 CP0控制网与IG

4、S参考站或国家A、B级GPS点进行联测，通过逐级控制形成铁路工程控制网。 基础平面控制网（CP），在框架平面控制网（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的控制网，为线路平面控制网（CP）起闭的基准。 线路平面控制网（CP），在基础平面控制网（CP）基础上沿线路附近布设，为勘测、施工阶段的线路平面控制和轨道控制网起闭的基准。 轨道控制网（CP），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。,一般规定平面控制网分级,四级平面控制网布设示意图,一般规定平面控制网

5、关系图,新建250km /h350km /h高速铁路工程测量 平面控制网布网技术要求,一般规定平面控制网技术要求,高程控制网分两级布设： 线路水准基点控制网，为了满足线下工程施工的要求，需建立全线统一的高程控制基准，即线路水准基点。为高速铁路工程勘测设计、施工提供高程基准。 轨道控制网（CP），在轨道施工和营运维护阶段，线路水准基点的密度不能满足轨道施工和营运维护的要求，因此在线路水准基点控制网基础上建立第二级永久性的轨道高程控制网CP。为高速铁路轨道施工、维护提供高程基准。,一般规定高程控制网分级,新建250km /h350km /h高速铁路工程测量 高程控制网布网技术要求,一般规定高程控制

6、网技术要求,精密水准测量：测量精度介于二等、三等水准测量之间的等级水准测量，主要用于CPIII高程测量和轨道施工测量。,工程独立坐标系 采用任意中央子午线和高程投影面进行投影而建立的平面直角坐标系。目的是控制线路设计高程面上的投影长度变形值。,一般规定工程独立坐标系,高程系统采用1985国家高程基准。,三网合一 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、高程测量成果的一致性，提出“三网合一”概念，即：勘测、施工、运营三个阶段控制网统一。各阶段平面控制测量应以基础平面控制网（CP）为基准，高程控

7、制测量应以线路水准基点控制网为基准。,平面、高程系统统一 起算基准统一 测量精度协调统一,一般规定三网合一,勘测控制网是勘测设计单位在勘测设计阶段为满足高速铁路工程勘测设计和向施工单位进行交桩而建立的平面、高程控制网，它包括框架控制网CP0、基础平面控制网CP、线路平面控制网CP和线路水准基点控制网。 施工控制网是为高速铁路工程施工提供控制基准的各级平面高程控制网。它包括基础平面控制网CP、线路平面控制网CP、线路水准基点控制网，以及在此基础上加密的施工平面、高程控制点和为轨道铺设而建立的轨道控制网CP。 运营维护控制网是在高速铁路工程竣工后，施工单位交给运营单位，为运营阶段对高速铁路工程进行

8、变形监测、运营维护的平面、高程控制网，它包括基础平面控制网CP、线路平面控制网CP、线路水准基点控制网、轨道控制网CP以及轨道维护基标。,一般规定三网合一,一般规定CPIII平面测量精度,CP平面水平方向观测技术要求,CP平面网距离观测技术要求,CP平面自由网平差后方向和距离改正数限差,CP平面网约束平差后的主要精度指标,一般规定CPIII高程测量精度,高程控制网技术要求,一般规定精测网复测,CPIII建网前精测网复测 高速铁路工程测量规范（TB10601-2009） 5.7.4 2 CPIII建网前，CP0、CPI、CPII和线路水准基点应复测一次。,关于进一步规范铁路工程测量控制网管理工作

9、的通知 （铁建设200920号）,静态验收前精测网复测 高速铁路工程测量规范（TB10601-2009） 5.7.4 3 工程静态验收前，CP0、CPI、CPII、CPIII及线路水准基点复测一次。,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）,一般规定精测网复测,复测技术依据 （1）高速铁路工程测量规范（TB10601-2009）； （2）铁路工程测量规范（TB10101-2009）； （3）国家一、二等水准测量规范（GB/T12897-2006）； （4）铁路工程卫星定位测量规范（TB10054-2010）； （5）关于进一步规范铁路工程测量控制网管理工作的通知

10、（铁建设 200920号）； （6）关于加强客运专线轨道工程测量工作的通知（建工电2008 55号）； （7） 关于加快客运专线精密控制测量工作的通知（工管工电200893号）； （8）测绘成果质量检查与验收（GB/T24356-2009）； （9）铁道部以及公司其他有关规范、办法。,一般规定精测网复测技术依据,复测应遵循以下原则 1）编写复测技术方案，须报运营管理单位进行审批、备案，批准后实施。 2）复测采用的方法应与原测相同。测量精度等级不应低于原控制测量等级。 3）复测前应检查标石的完好性，对丢失和破坏的控制点应按同精度扩展方法补设。 4) CP0复测的方法和精度应与原测相同。CP0复测

11、成果转换为平面坐标后与原测成果的x、y坐标较差限差应为20mm，当较差满足限差要求时，采用原测成果，否则应按同精度扩展方法更新坐标成果。 5）CPI、CP控制网复测应采用标称精度不低于5mm+1ppm的GPS接收机，隧道内CP测量应采用标称精度不低于1级、2mm+2ppm的全站仪。 6）高程控制网复测应采用水准测量方式完成，宜使用不低于DS1级的精密电子水准仪，并用配套2m或3m铟瓦条码水准尺、尺垫。,一般规定CPI/CPII/水准基点复测原则,7）测量仪器应送国家计量检定部门检定，在有效检定期内使用。 8）基线向量解算采用商用软件，应将原始观测文件转换为RINEX文件，与天线高数据文件一起保

12、存。基线解算后，各项限差应保证符合规范要求。在数据处理中应形成基线处理记录(如修改的天线高、删除的卫星号、截取的观测时间段等)。 9）网平差采用经过鉴定的平差软件进行，应进行重复观测基线较差、独立环（附合路线）闭合差检验，GPS网无约束平差检验，无粗差观测值存在、方位角、最弱边相对精度合格，并对用来作为基准(已知点)的 CPI控制点进行稳定性评定后，进行施工标段的局部约束平差。约束平差后，CP0、CP、CP施工复测网的基线边方向中误差、最弱边相对中误差应达到规范的精度要求。 10）导线、高程控制网数据处理也必须采用经过鉴定的平差软件进行。,一般规定CPI/CPII/水准基点复测原则,复测成果与

13、原测成果的较差应满足下列规定： 采用GPS复测CP、CP控制点时，复测与原测成果较差,GPS复测相邻点间坐标差之差的相对精度限差,注：表中坐标较差限差指X、Y坐标分量较差。,CPI、CP控制点复测坐标较差限差要求 （单位：mm）,一般规定精测网复测限差,复测限差要求,采用导线复测CP控制点时，水平角、边长和坐标较差,注： mD为仪器标称精度。 当隧道洞内CP控制测量的导线附合长度大于7km时，导线等级为隧道二等。,水准点间复测高差与原测高差较差应符合高速铁路工程测量规范表4.2.1的规定。,复测成果与原测成果较差满足上述规定时，采用原测成果。当较差超限时，应进行二次复测，查明原因，并采用同精度

14、内插方法更新成果，提交确认。,一般规定精测网复测限差,复测报告： 1）任务依据、技术标准。 2）测量日期、作业方法、人员、设备情况。 3）复测控制点的现状及数量，复测外业作业过程及内业数据处理方法。 4）复测控制网测量精度统计分析： 独立环闭合差及重复基线较差统计； GPS自由网平差和约束平差后最弱边方位角中误差和边长相对中误差统计； 导线方位角闭合差、全长相对闭合差，测角中误差统计； 水准测量测段间往返测较差、附合水准路线高差闭合差、水准路线每千米高差偶然中误差统计。 5）复测与原测成果的对比分析： 平面控制网复测与原测坐标成果较差； GPS网复测与原测相邻点间坐标差之差的相对精度的比较；

15、导线复测与原测水平角、边长较差。 相邻水准点复测与原测高差较差。 6）需说明的问题及复测结论。,一般规定CPI/CPII/水准基点复测报告,一般规定CP网复测,高速铁路工程测量规范（TB10601-2009）规定：,CP平面网复测采用的网形和精度指标应与原测相同。 CP点复测与原测成果的X、Y坐标较差应3mm，且相邻点的复 测与原测坐标增量X 、Y较差应2mm。较差超限时应分析判断超 限原因，确认复测成果无误后，应对超限的CP点采用同级扩展方式更 新成果。坐标增量较差按下式计算： Xij=（Xj Xi）复 （Xj Xi）原 Yij=（Yj Yi）复 （Yj Yi）原,CP高程复测采用的网形和精

16、度指标应与原测相同。CP点复测与原测成果的高程较差3mm，且相邻点的复测成果高差与原测成果高差较差2mm时，采用原测成果。较差超限时应分析判断超限原因，确认复测成果无误后，应对超限的CP点采用同级扩展方式更新成果。,基本条件 CPIII 测量工况条件和基本要求,1、桥梁防撞墙已完工； 2、隧道衬砌已经完成，电缆槽完工； 3、路基上接触网杆基础沉降稳定； 4、线下工程沉降和变形满足要求，沉降评估通过； 5、CP、CP、高程控制点已复测和加密。 6、CPIII建网测量前应制定测量实施方案，经建设单位审批后执行。 7、各施测单位应具有甲级测绘资质，具备CPIII测量经验，应做好技术、人员、软件、仪器

17、、设备等方面的准备。 8、CPIII数据处理软件应通过铁道部主管部门评审通过。 9、CPIII测量成果应进行评估，合格后用于无砟轨道铺设。,CP精密工程测量需具备的工况条件和基本要求：,CP测量系统组成：,测量硬件 + CP配件 + （铁一院，铁二院，铁三院，铁四院）平差软件,+,+,基本条件 CP测量系统,1、具有自动目标照准和程序控制自动测量功能的全站仪,a、自动目标照准和程序控制自动测量的功能； b、方向测量中误差不大于1； c、距离测量中误差不大于（1mm+2ppm）。,Trimble S8,Leica TCR1201+,Leica TCA2003,基本条件 CP测量仪器,Leica

18、TS30,2、数字水准仪与配套的因瓦水准标尺,水准仪标称精度应满足每公里水准测量高差中误差不低于1.0mm。因瓦水准标尺；木质脚架。,Trimble DiNi03 Leica DNA03,基本条件 CP测量仪器,3、CP测量标志（测量棱镜）,基本条件 CP测量棱镜,德国sinning专业棱镜（进口sinning AL-402）,徕卡棱镜（进口Leica GPR121）,球形棱镜（国产）,棱镜全线应统一要求，建议选择进口棱镜，可按上述介绍由施工单位自行购置。,棱镜全线统一。,基本条件 CPII测量预埋件、连接杆,4、CPII加密测量标志（预埋件、基座连接盘）,基座连接盘,预埋件,强制对中标志 由

19、预埋件和基座连接盘两部分组成。预埋件由不锈钢材料精加工而成，埋设于防撞墙及辅助立柱顶面。基座连接盘中心的底端螺丝可以直接安装到预埋件上，顶端螺丝用于连接测量仪器基座，连接盘边缘的三个螺丝用于调节伸缩长度，确保仪器连接稳固。通过仪器连接盘，可以直接安装测量仪器、GPS天线或各式棱镜。对中精度优于0.1mm。,基本条件 CPII测量预埋件、连接杆,5、CPIII测量标志（预埋件、连接杆）,预埋件,插式棱镜连接杆,高程测量连接杆,CP标志棱镜组件安装精度要求,CP控制点采用全线统一的测量标志。 主要部件均采用1Cr18Ni9不锈钢的合金材料，各个部件的单独加工精度为0.02mm，该套件由预埋件、保护

20、盖、棱镜连接适配器、高程测量适配器四部分组成，均为抗腐蚀不锈钢材料。,6、CP外业数据采集软件与CP内业平差计算软件,CP软件包括CP平差软件和CP野外采集软件； CP软件必须是经过铁道部评审的专用软件，在国内，铁一院，铁二院、铁三院，铁四院开发的软件已经通过铁道部评审。目前，CP平差软件铁道部只认可这四种软件。,基本条件 CPIII数据处理软件,CP布网规定,布网埋标布网,CP是沿高速铁路两侧成对对称分布，CP控制点纵向间距布置一般约为5070m，个别特殊情况下相邻点间距最短不小于40m，最长不大于80m。同一点对里程差不大于3m，横向间距不超过结构宽度。 CP点布设高度应大致等高，并应与设

21、计轨道高程面0.3m以上。所有的CP点要求永久保留，用于今后高铁的运营维护。,当路基地段接触网杆不稳定或尚未施工时，应在路基上布置临时辅助立柱，立柱上设置CP控制点标志；,布网埋标埋标,在路基段，CP一般布设在接触网杆或基础上大里程端侧线路方向；,CP点的埋设一般宜采用预埋方式进行布设；对于后埋的，应采用水泥砂浆进行固定，确保CP标志预埋件的稳固。,在桥梁段，CP一般布设在防撞墙上；当CP控制点布置在桥梁防撞墙上时，点位应设置在桥墩固定支座端距梁端0.5m位置上方的防撞墙上。,布网埋标埋标,大跨度连续梁CPIII布点：结合梁跨结构形式、跨度、材料的不同，按CP 点对布设要求和间距进行布点，可适

22、当增大相邻点对间距，但最长不超过80m。,在隧道段，CP一般布设在隧道壁上。一般布置在电缆槽顶面以上30-50cm左右的边墙内衬上；,布网埋标埋标,CP控制点的编号 CP控制点编号的标注应全线统一采用大小为4cm的正楷字体刻绘，并用白色油漆抹底，红色油漆填写编号字体。,CP的点号由七位数组成，从左到右前四位数表示CP点所在里程的整公里数，第五位是“3”表示是CP网点，后两位数字表示点的顺序号，点的顺序号为单数表示该点在里程增加方向的左侧，点的顺序号为双数表示该点在里程增加方向的右侧，当里程不足千、百、十公里时，加“0”填充以保证CP的点号都是七位数齐全。,布网埋标编号规则,布网埋标编号规则,C

23、P精密控制网测量分：测量前期准备、测量作业、评估验收三个阶段。 （1）测量前期准备的主要内容有：CP、CP及高程控制网的复测； CP点（辅助点）的加密测量；编制CP测量实施方案。 （2）测量作业的主要内容有：埋设CP点，外业数据采集，平差计算，编制CP测量成果报告。 （3）评估验收的主要内容有：对CP测量成果的总体质量进行评定，审查测量成果是否达到相关标准、规范的要求。,外业测量概述,（1）CP、CP及高程控制点复测 采用GPS测量的技术要求进行CP控制点的复测，按GPS（或导线）测量的技术要求进行CP控制点的复测。 高程按二等水准测量进行复测。 复测工作结束后，编制图表齐全的复测成果报告。

24、（2）隧道洞内导线、高程贯通测量 隧道CP网测量前，需先进行隧道洞内导线（单导线、导线网）、高程（二等水准）贯通测量，(洞内CP测量），洞内CP点位一般设置在隧道洞内排水沟或电缆槽顶端。,外业测量 CP、CP及高程控制点复测,外业测量隧道内联测示意图,隧道内导线联测示意图,隧道内导线网联测示意图,当CP（CPI）控制点密度不能满足CP网测量要求或者不能与CP控制点通视时设置CP点或辅助点，以插网或者插点的形式采用GPS测量的技术要求进行加密。隧道按洞内CP测量要求进行加密。CP加密要求同精测网原网要求，观测、数据处理均与原测CP相同。 CP平面控制网联测已知点密度达到400m800m为宜，CP

25、高程控制网联测已知点密度达到2000m左右为宜。,外业测量辅助点加密测量,路基段一般设置在接触网杆基座上或杆拉线基础上； 桥梁段一般设置在桥梁固定支座端防撞墙顶端； 隧道段一般设置在排水沟或电缆槽顶端。,CP点（辅助点）设置：,外业测量二等水准点高程上桥测量,在桥下浇注一稳定性良好观测墩，布置一观测点，将水准数据引测到该点。 分别在观测墩和桥上点位架设棱镜(强制对中整平) 将全站仪架设于两点中间位置，分别观测两点棱镜斜距和竖直角，计算得到两点高差值。 桥上平均2km设置一水准点，最后将这些水准点用水准仪联测，整体平差。,外业测量观测,轨道控制网CPIII的平面和高程控制网结构形式,外业测量CP

26、III测站示意图,外业测量CPIII观测方法,CP平面网观测的自由测站间距一般约为120m，自由测站到CP点的最远观测距离不应大于180m；每个CP点至少应保证有三个自由测站的方向和距离观测量。并按要求填写观测手簿，记录测站信息。,CP平面网水平方向应采用全圆方向观测法进行观测，如采用分组观测，应以同一归零方向，并重复观测一个方向。,（1） CP控制网外业观测应待线下工程沉降和变形满足要求、无砟轨道铺设条件评估通过后进行。 （2） CP观测应在气象条件相对比较稳定的天气下进行（温差变化较小，湿度较小，如阴天），夜间观测应避免强热光源对观测的影响。 （3） CP观测时测程内不能有任何遮挡物，那怕

27、一根细铁丝也会导致成果错误。 （4） CP观测时，场内不得有人体可以感受到的任何震动。,外业测量CPIII观测条件,外业测量注意事项,（1）在晴天作业时，应给测距仪、棱镜打伞，不宜逆光观测，严禁将仪器照准头对向太阳。晚间观测时应注意视线方向不能有强光直射。自由测站附近不能有震动干扰。 （2）置于CP控制点的棱镜杆与预埋件连接应保证两者完全套合。确保棱镜在棱镜杆上安装到位并应正对全站仪。 （3）应预先将仪器、气压表、温度计打开使其与外界条件相适应，经过一段时间后再观测。 （4）温度计宜采用通风干湿温度计，气压表宜选用空盒气压表，使用前应送气象部门进行检验。温度读至0.1，气压读至0.1hPa。将

28、气象条件输入仪器自动进行改正。 （5）应使用配套的反射棱镜，未经验证和测定棱镜常数不得使用。 （6）测量时，应在大气稳定和成像清晰的气象条件下进行，在雷雨前后、大雾、大风（4级以上）、雨、雪夭和大气透明度很差时，不应进行观测。 （7）测量时，严禁有另外的反光镜位于测线或测线延长线上，镜面上不得有水珠或灰尘沾污，对讲设备暂时停止通话。,外业测量观测流程,（1）仪器安置、整平，仪器一般设置，如仪器常数、单位、取位、棱镜类型及常数设置，温度、气压测定及设置。 （2）限差设置。限差设置分别有“归零差”、“测回间2C互差”、“测回内垂直角指标差”、“测回间垂直角限差”、“测距互差”。 （3）观测点学习。

29、测站点号及观测点号输入，仪器高及目标高的测定及输入，测回数设置。 （4）观测。 （5）查看是否合格。测量误差差显示，查看观测值。 （6）重测或进行迁站进行下一站测量。 （7）数据输出。,CP测站的编号定义如下： CP网测量的自由设站点号也由七位数组成，从左到右第一位为大写英文字母“Z”表示测站，第二、三、四、五位数为CP点所在里程的整公里数，第六、七位数字表示测站的序号。当里程不足千、百、拾公里时，加“0”填充以保证CP的自由设站号都是七位数齐全。,自由设站点编号按“Z035601，Z035602”沿线路里程增加方向编号。“Z”表示设站点，“0356”表示里程，“01”、“02”表示该里程的设

30、站号。,外业测量测站编号,CP测量为什么要采用边角后方交会,外业测量后方交会,测距短 自由建站 多测回测量 考虑气压、温度改正 边角数据同时采集 1全站仪,外业测量CPIII外业数据采集,CPIII 测量手簿采集系统,CPIII 测量机载采集系统,外业测量CPIII外业数据采集,外业测量CPIII外业数据采集,CP控制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。 CP控制网（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。 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，而且应保证有连续的3个自由设站与上一级控制网点联测。,外

31、业测量CPIII分段和联测,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，而且CP高程网区段的两端必须起止在上一级水准点上。,与CP、CP控制点联测，一般情况下应通过2个或以上线路上的自由设站进行联测，应最少观测3个完整测回数据。,外业测量与CP、CP控制点联测,自由测站CPI、CPII，应至少通过2个连续的自由测站对同一个CPI或CPII进行观测。,CPI、CPIICPIII，观测的CPIII控制点数量不应少于3个。,外业测量CPIII衔接测量,CP区段间重复观测不应少于6对CP点，每一独立测段首尾必须 封闭。区段接头不应位于车站范围内。 CP平面网测段及测段衔接网型如下：,测量网形(国内环型布网),外业测量CPIII高程测量,测量方法（精密水准测量）,附合于线路水准基点，附合长度不大于3km）,数据处理CPIII