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1、新建鐵路石武客運專線 鄭州東站工程 SSZD-NO.2 標（DK709+980.98DK713+501.65）精密工程控制網復測 技術方案 目 錄 1、概況.4 1.1、概況.4 1.2、任務依據.4 3、控制網復測采用的方法及精度.5 3.1、CPI、CPII、加密導線控制網的復測方法和精度.5 3.2、高程控制網的復測方法和精度.5 4、控制網復測使用的儀器和人員組成.6 4.1、擬投入使用的測量儀器.6 4.2、主要的測量人員組成.6 5、CPI、CPII、加密導線控制網復測實施.7 5.1、外業觀測.7 5.1.1、GPS 測量作業的基本技術要求.7 5.1.2、GPS 測量網形設計.2、7 5.2、與相鄰標段聯測貫通控制情況.8 5.3、GPS 觀測設站.8 5.4、GPS 數據處理.9 6、高程控制網復測實施.12 6.1、外業觀測.12 6.1.1、水準觀測的主要技術要求.12 6.1.2、觀測方式.13 6.1.3、觀測的時間和氣象條件.13 6.1.4、設置測站.13 6.1.5、測站觀測順序和方法.13 6.1.6、觀測中應遵守的事項.14 6.2、與相鄰標段聯測貫通控制情況.14 6.3、內業計算.15 6.3.1、觀測數據質量檢核.15 6.3.2、水準基點間高差計算.15 7、控制網復測評判方法及標準.15 7.1、復測網的精度分析.15 7.2、復測與原測成3、果的對比分析.16 8、發現問題的處理方法.17 9、上交成果.17 新建鐵路石武客專鄭州東站工程 SSZD-NO.2標 十七局精密控制網復測技術方案 1、概況 1.1、概況 新建鐵路石家莊到武漢客運專線 SSZD-NO.2 標,起止里程樁號為DK709+980.98DK713+501.65，正線長度約 3.521km，其中路基工程正線長度 2522.43m，橋梁有：269 框架小橋，七里河北橋（京廣場和城際場）、七里河大橋（京廣場、城際場、徐蘭場）、站臺橋、商鼎路橋、蓮湖路橋，涵洞有 2 個分別為：998 框架涵和 020 框架涵。1.2、任務依據 本次復測 CPI 控制點 1 個，CPII4、 控制點 4 個，CPII 復測與加密同時進行，本次共加密導線點 7 個。二等水準點 7 個，由于地方施工的干擾，平面控制點 CPI203、CPII012 遭到破壞，CPII013、CPII014下沉，本次復測未測這 4 個點，其余控制點的標石均完好。根據客運專線無砟軌道鐵路工程測量暫行規定（鐵建設【2006】189 號文件及河南公司文件要求，對所交接的 CPI、CPII、加密控制網和線路水準基點進行復測。為了保證控制網復測順利進行，確保復測成果的質量，制定本方案。2、控制網復測執行的技術標準（1）客運專線無砟軌道鐵路工程測量暫行規定（鐵建設【2006】189 號；（2）時速 200-250 5、公里有砟軌道鐵路工程測量指南（試行）；（3）全球定位系統（GPS）測量規范（GB/T 18314-2009）；（4）全球定位系統（GPS）鐵路測量規程（TB 10054-2010）；（5）精密工程測量規范（GB/T15314）（6）國家一、二等水準測量規范（GB/T 12897-2006）3、控制網復測采用的方法及精度 3.1、CPI、CPII、加密導線控制網的復測方法和精度 與原測相同，CPI、CPII、加密導線控制網均采用 GPS 測量方法施測，GPS 測量的精度及主要技術指標如表 1 所示。CPI 控制網復測采用邊聯結方式構網，形成由三角形或大地四邊形組成的帶狀網。CPII 控制網復測采6、用邊聯結方式構網，形成由三角形或大地四邊形組成的帶狀網，并與 CPI 聯測構成附合網。加密導線控制網復測采用邊聯結方式構網，形成由三角形或大地四邊形組成的帶狀網，并與 CPII 聯測構成附合網。表1 CPI、CPII網GPS測量的精度指標 控制網類型 測量方法 測量等級 基線邊方向中誤 最弱邊相對中誤差 CPI GPS 二等 1.3 1/180 000 CPII GPS 三等 1.7 1/100 000 加密導線 GPS 四等 2 1/70 000 表 1 CPI、CPII 控制網 GPS 測量的主要技術指標 控制網類型 固定誤差a 比例誤差 b 基線方位 角中誤差 約束點間的 邊長相對中誤差7、 約束平差后最弱邊 邊長相對中誤差 CPI 5 mm 1 mm/km 1.3 1/250 000 1/180 000 CPII 5 mm 1 mm/km 1.7 1/180 000 1/100 000 加密導線 5 mm 2 mm/km 2 1/100 000 1/70 000 3.2、高程控制網的復測方法和精度 與原測相同，線路水準基點控制網施工復測采用水準測量方法施測，檢測相鄰線路水準基點間的高差，測量等級為二等水準。水準測量的精度及限差如表 2所示。表 2 水準測量精度（mm）水準測量 等 級 每千米高差偶然中誤差M 每千米高差全中誤差 MW 限 差 測段、路線往返測 高差不符值 附合路8、線或 環 線閉 合 差 檢測已測測段高差之差 平原 山區 二等 1mm 2mm K4 n8.0 K4 iR6 注：表中 K 為測段水準路線長度、Ri為檢測測段長度，單位為 km，小于 1km 時按 1km 計。n為測段水準測量測站數，當山區水準測量每公里測站數 n25 站以上時，采用測站數計算高差測量限差。4、控制網復測使用的儀器和人員組成 4.1、擬投入使用的測量儀器 根據規范的相關要求，本次施工復測擬使用的主要測量儀器如表4 所示。所有儀器均經省級以上計量檢定部門檢定合格并在檢定有效期內，儀器的標稱精度以及技術狀態均滿足復測的要求。表 4 投入使用的主要測量儀器 序 號 儀器名稱 規格型號9、 臺數 1 GPS 接收機 Leica Viva GS15 5 3 數字水準儀 天寶 DiNi03 1 4.2、主要的測量人員組成 由集團有限公司集團公司精測隊承擔。組成1個GPS測量小組、一個水準測量小組，順利完成此次復測任務。預計投入的主要測量人員有：工程師 1 人，二級測量工 1 人、三級測量工 4 人、測工 5 人，共約 11 人。5、CPI、CPII、加密導線控制網復測實施 5.1、外業觀測 5.1.1、GPS 測量作業的基本技術要求 根據規范要求，CPI、CPII、加密導線控制網施工復測外業測量嚴格按表 5 的技術要求執行。表 5 GPS 測量作業的基本技術要求 等 級 項 目 二10、等（CPI）三等（CPII）四等（導線）靜態測量 衛星截止高度角（）15 15 15 同時觀測有效衛星數 4 4 4 有效時段長度（min）90 60 45 觀測時段數 2 12 12 數據采樣間隔（s）15 15 15 接收機類型 雙頻 雙頻 雙頻 PDOP 或 GDOP 值 6 8 10 5.1.2、GPS 測量網形設計（1）與原測相同，CPI、CPII、加密導線控制網復測均采用邊聯結方式構網，形成由三角形、大地四邊形或者大地五邊形組成的帶狀網，如圖 1 所示。C G I E H J K D A B 圖 1 GPS 測量網形示意圖 5.2、與相鄰標段聯測貫通控制情況（1）與中鐵七局聯測貫通11、控制 平面控制以設計院移交的 CPI204、CPII010 為共用平面控制點，結果為經雙方施工單位復測驗證為正確的，由設計單位提供的 CPI 坐標成果（坐標系為：WG84 橢球坐標，中央子午線為：113 度 45 分 00秒，投影面大地高為：90m）。詳見表 6。表 6 共用平面控制一覽表 點號 設計坐標(m)備注 北坐標（X）東坐標（Y）CPII010 3850738.0517 502172.7071 CPII 共用點 CPI204 3847497.0910 502865.8325 CPI共用點 5.3、GPS 觀測設站（1）作業前，光學對點器與基座必須嚴格檢查校準，在作業過程中應經常檢查保12、持正常狀態。設站時，對中誤差不大于 1mm。（2）天線安置應嚴格對中、整平，正確量取至廠商指定的天線參考點高度，并須獲得廠商提供的參考點至天線相位中心的改正常數，以便于在隨后的數據處理中精確計算天線高。（3）天線高在每個時段的測前（必須在開機之前）和測后（必須在關機之后）各量取一次，兩次量取天線高應在相同的位置。天線高應從天線的三個不同方向（間隔 120）量取，或用接收機天線專用量高器量取。每次在三個方向上量取的天線高誤差應不大于2mm，否則應重新對中、整平。任一方向上在觀測前、后兩次量取的天線高誤差應不大于2mm，否則認為在觀測過程中天線發生變動，該時段作廢。（4）測站上所有規定的作業項目經13、認真檢查均符合要求，記錄資料完整無缺，將點位恢復原狀后方可遷站。（5）同一時段的觀測過程中不得關閉并重新啟動儀器，不得改變儀器的參數設置，不得轉動天線位置。在有效觀測時段內，如中途斷電，則該時段必須重測。因觀測環境及衛星信號等原因造成數據記錄中斷累計時間超過 25min，則該時段重測。（6）觀測過程中若遇到強雷雨、風暴天氣，應立刻停止當前觀測時段的作業。（7）CPII 控制網復測以及 CPII 與 CPI 控制點聯測時，每一同步環觀測 1-2 個時段。每個時段觀測結束后，都必須重新安置儀器，將基座轉動 120或者升降三腳架，然后重新對中、整平，進行下一時段的觀測。5.4、GPS 數據處理 GP14、S數據處理包括基線向量解算和網平差兩個部分，基線向量解算采用隨機附帶的GPS解算軟件LGO 7.0，網平差計算采用科傻GPS數據處理系統進行處理。及時進行觀測數據的處理和質量分析，檢查是否符合規范和技術設計要求。每天對當天的觀測數據進行粗處理和基線解算，并及時對閉合環、重復基線等進行計算檢核。5.4.1、基線向量結算 基線處理時，應嚴格遵守下列要求：（1）基線解算時，衛星星歷統一采用廣播星歷，衛星高度角一般采用 15。（2）同一時段觀測值的數據剔除率小于 10%，否則應重測。（3）任一時段的同步觀測時間，CPI 復測網小于 90min、CPII復測網小于 60min，導線復測網小于 45min15、,則該時段作廢；任一時段的有效衛星數少于 4 顆，則該時段作廢。（4）基線向量滿足驗收標準后，按最小閉合環原則對全網的基線向量進行閉合環搜索，并對閉合環的閉合差進行計算檢驗。獨立觀測邊閉合環各坐標分量閉合差應符合下式規定：nWWWWnWnWnWZYXSZYX33333222 式中：n閉合環邊數；22Dba標準差，即基線長度中誤差（mm），a 和 b 按表 1 取值。（5）同一基線不同時段重復觀測基線較差應滿足：22Sd。如果觀測數據不能滿足要求時，應對成果進行全面分析，必要時進行補測或重測。5.4.2、GPS 網平差計算 GPS 網平差是在基線質量檢驗合格的前提下進行的，先進行三維向量網無約束16、平差，各項指標合格后再進行約束平差。（1）三維向量網無約束平差 基線解算各項質量指標均滿足要求后，以全網有效觀測時間較長、觀測條件較好、接近全網中部的控制點的 WGS-84 坐標作為起算數據，進行全網的無約束平差。無約束平差中，基線分量的改正數絕對值應符合下式：333ZYXVVV 否則，認為該基線或者其附近的基線存在粗差，應予剔除。平差合格后，提供無約束平差 WGS-84 坐標系中的空間直角坐標、基線向量及其改正數和精度信息。（2）CPI 控制網約束平差 在三維無約束平差確定的有效觀測基礎上，進行約束平差。以設計提供的 CPI 控制點的空間坐標作為約束條件，進行 CPI 復測網約束平差。約束平17、差合格后，提供相應坐標系的空間直角坐標、基線向量及其改正數和精度。約束平差后，基線向量各分量改正數與無約束平差同一基線改正數較差的絕對值應符合下式要求：222ZYXdVdVdV（3）CPI 控制點的工程獨立坐標計算 根據設計提供的坐標系投影帶和投影面劃分，依據不同投影面和中央子午線分兩段解算，將平差得到的 CPI 控制網的空間直角坐標分別投影到相應的平面坐標投影帶中，計算出 CPI 控制點的工程獨立坐標值，得出 CPI 控制點的復測坐標成果。根據設計提供的控制網交樁資料，本標段的平面坐標投影帶劃分情況如表 所示。表 8 設計平面坐標系投影帶 序 點號范圍 投影帶參數 中央子午線 投影面高 1 18、CPI52-CPI76 10630 200m(4)CPII 控制網約束平差 GPS 基線網（CPII 復測網）三維無約束平差合格后，以所聯測的、經復測確認點位穩定可靠的 CPI 控制點作為約束點進行二維約束平差，計算 CPII 控制點的工程獨立坐標值，得出 CPII 控制點的復測坐標成果。約束平差中，基線向量各分量改正數與無約束平差同一基線改正數較差的絕對值應符合下式要求：222ZYXdVdVdV 6、高程控制網復測實施 6.1、外業觀測 6.1.1、水準觀測的主要技術要求 高程控制網復測的儀器全部采用數字水準儀施測，水準觀測的主要技術要求如表 所示，各測站的限差如表 所示，水準測量數據取位如19、表 所示。表 9 水準觀測主要技術要求（m）等級 水 準 儀 最低型號 水準尺 類 型 視距 前 后 視距差 測段的前后 視距累積差 視線高度 重復測量 次數 二等 DS1 因瓦 3 且 50 1.5 6.0 0.55 且2.8 2 次 表 10 水準觀測的測站限差（mm）項 目 等 級 基、輔分劃 讀數之差 基、輔分劃 所測高差之差 檢測間歇點 高差之差 上下絲讀數平均值 與中絲讀數之差 二等 0.5 0.7 1 3 注：對于數字水準儀，同一標尺兩次讀數差不設限差，兩次讀數所測高差的差按表中“基、輔分劃所測高差之差”的限差執行。表 11 水準測量數據取位要求 等級 往（返）測距離總和 往（返20、）測距離中數 各測站 高 差 往（返）測高差總和 往（返）測高差中數 高程 二等 0.01 km 0.1 km 0.01 mm 0.01 mm 0.1 mm 0.1 mm 6.1.2、觀測方式 水準測量全部采用單路線往返觀測，往返觀測使用同一類型的儀器和轉點尺承沿同一道路進行。6.1.3、觀測的時間和氣象條件 水準觀測應在標尺分劃線成像清晰而穩定時進行，下列情況下不應進行觀測：（1）標尺分劃線的影像跳動劇烈時；（2）氣溫突變時；（3）風力過大而使標尺與儀器不能穩定時。6.1.4、設置測站（1）根據路線土質情況選用尺樁（質量不輕于 1.5kg、長度不短于 0.2m）或尺臺（質量不輕于 5kg）作21、轉點尺承，并輔以專門的尺撐，以保證標尺穩定、鉛直。（2）測站視線長度、前后視距差、視線高度等按表 規定執行。6.1.5、測站觀測順序和方法（1）每一測站的觀測順序如下：奇偶數站均采用“后后前前”。（2）一個測站操作程序如下：整平儀器；望遠鏡對準后視標尺，用垂直絲照準條碼中央，精確調焦至條碼影像清晰，測量并記錄兩次；旋轉望遠鏡照準前視標尺條碼中央，精確調焦至條碼影像清晰，測量并記錄 2 次。顯示測站成果，測站檢核合格后遷站。6.1.6、觀測中應遵守的事項（1）觀測前，將儀器置于露天陰影下 10min，并在使用前進行預熱，預熱不少于 20 次單次測量。（2）每一測段的往測與返測，其測站數均應為偶數22、。由往測轉向返測時，兩支標尺應互換位置，并應重新整置儀器。（3）在連續各測站上安置水準儀的三腳架時，應使其中的兩腳與水準路線的方向基本平行，而第三腳則依次輪換置于路線方向的左側與右側。（4）除路線轉彎處外，每一測站上儀器與前后視標尺的三個位置應接近一條直線。（5）水準測量作業期間，每天開測前進行i角測定，保證i角絕對值在作業過程中均不超過 15。此外，應定期檢校標尺上的氣泡。（6）避免視線被遮擋，遮擋不應超過標尺在望遠鏡中截長的20%；儀器只能在廠家規定的溫度范圍內工作；確信震動源造成的震動消失后，才能啟動測量鍵。6.2、與相鄰標段聯測貫通控制情況 本次高程控制網復測，是以 CPII010 為23、基準點進行全線路往返測量高差閉合差滿足規范要求，因相鄰單位不給提供對接水準點未能與七局標高進行對比。6.3、內業計算 6.3.1、觀測數據質量檢核 外業工作結束后，對觀測數據的質量進行檢核，檢核的內容主要包括：測站數據、水準路線數據、閉合路線的高差閉合差。數據質量檢查合格后，才能進行后續的平差計算。6.3.2、水準基點間高差計算（1）每千米高差偶然中誤差計算 按測段往、返測高差不符值計算每千米高差偶然中誤差 M，M應滿足表 2 的規定，否則應對閉合差較大的測段（水準路線）進行重測。M按下列公式計算：LnM41 式中：測段往、返測高差不符值（mm）；L測段長度，以 km 計；n測段數。（2）線路24、水準基點間復測高差計算 計算各測段往返測高差的平均值，得出水準基點間的復測高差。7、控制網復測評判方法及標準 7.1、復測網的精度分析 復測網數據處理完成后，首先應對其精度進行統計分析，確保復測網的成果能夠滿足相應等級的精度要求。主要項目及標準如下：（1）GPS 復測網獨立環閉合差及重復基線較差應滿足本技術方案中的相關要求；（2）GPS 自由網平差和約束平差后最弱邊方位角中誤差和邊長相對中誤差應滿足本技術方案中的相關要求；（3）水準測量測段間往返測較差、附合水準路線高差閉合差、水準路線每千米高差偶然中誤差應滿足表 2 中的相關要求。7.2、復測與原測成果的對比分析 在確認復測網精度滿足要求的前25、提下，將復測成果與原測成果進行對比。主要項目和標準如下：（1）平面控制網復測與原測坐標成果較差的限差應滿足表 的規定。表 13 CPI、CPII 控制點復測坐標較差限差 控制點類型 復測坐標較差限差（mm）備 注 CPI 20 指 X、Y 坐標分量較差 CPII 15 導線點 10（2）GPS 網復測與原測相鄰點間坐標差之差的相對精度的限差應滿足表 14的規定。表 14 GPS 復測相鄰點間坐標差之差的相對精度限差 控制網等級 相鄰點間坐標差之差的相對精度限差 備 注 CPI 1/130 000 CPII 1/80 000 注：表中相鄰點間坐標差之差的相對精度按下式計算：SZYXSdijiji26、jS222 式中，原復原復原復ijijijijijijijijijZZZZZYYYYYXXXXX S相鄰點間的二維平面距離或三維空間距離 ijX，ijY相鄰點 i 與 j 間二維坐標差之差，單位 m ijZ相鄰點 i 與 j 間 Z 方向坐標差之差，當只統計二維坐標差之差的相對精度時該值為零，單位 m。（3）相鄰水準點復測與原測高差之較差應滿足表 2 的規定。8、發現問題的處理方法 復測成果與原測成果較差滿足規定時，采用原測成果。當較差超限時，進行二次復測，查明原因，并采用同精度內插的方法更新成果，提交監理和設計單位確認。9、上交成果 控制網復測完成后，提交下列成果資料：（1）精密控制網復測技術方案（2）精密控制網復測技術報告（3）平差計算資料（4）外業測量觀測數據資料