鐵路精密控制網(wǎng)復(fù)測技術(shù)方案.doc

編號：XX鐵路精密控制測量精密控制網(wǎng)復(fù)測技術(shù)方案XX勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司工程設(shè)計證書 甲級 工程勘察證書 甲級 二 年 月XX鐵路精密控制網(wǎng)復(fù)測技術(shù)方案編寫單位：XX勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司編 寫 者： 二XX年九月審核意見：審核者： 職務(wù)：總工程師二XX年九月XX鐵路精密控制網(wǎng)復(fù)測技術(shù)方案目錄XX鐵路復(fù)測技術(shù)方案1一、任務(wù)依據(jù)1二、工程概況1三、復(fù)測工作內(nèi)容1四、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)24.1 主要技術(shù)依據(jù)24.2 主要技術(shù)要求及精度指標(biāo)2五、坐標(biāo)系統(tǒng)35.1 平面坐標(biāo)系統(tǒng)35.2 高程系3六、復(fù)測組織安排36.1 生產(chǎn)組織36.2 人員投入36.3 設(shè)備和軟件投入3七、平面控制網(wǎng)復(fù)測47.1 CPI、CPII觀測方案47.2各級GPS測量47.3 GPS網(wǎng)數(shù)據(jù)處理57.4 坐標(biāo)約束點的選取67.5 GPS網(wǎng)平差計算67.6 平面復(fù)測坐標(biāo)成果比較與點位穩(wěn)定性分析7八、高程控制網(wǎng)復(fù)測88.1 各項精度指標(biāo)88.2 高程復(fù)測方案88.3 水準(zhǔn)高程測量88.4 精度分析98.5 樁位穩(wěn)定性分析98.6 高程復(fù)測成果計算10九、資料清單10 1XX鐵路精密控制網(wǎng)復(fù)測技術(shù)方案XX鐵路精密控制網(wǎng)復(fù)測技術(shù)方案一、任務(wù)依據(jù)根據(jù)XX公司要求和部相關(guān)文件要求，對XX鐵路基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)（CPI）、線路平面控制網(wǎng)（CPII）及二等水準(zhǔn)高程控制網(wǎng)進(jìn)行復(fù)測。復(fù)測范圍為：金華樞紐至溫州樞紐：DK0+000DK187+570，雅塘聯(lián)絡(luò)線路7公里，合計長194.57公里。XX鐵路精測網(wǎng)復(fù)測任務(wù)由中鐵四院航空勘察處負(fù)責(zé)技術(shù)指導(dǎo)，中鐵咨詢航遙院負(fù)責(zé)質(zhì)量管理和咨詢，各分管施工單位負(fù)責(zé)外業(yè)測量、成果計算與提交。二、工程概況測區(qū)大致呈西北東南走向，線路自金華南站引出， 經(jīng)麗水到達(dá)溫州車站與甬臺溫鐵路接軌。本次作業(yè)范圍地理位置：東經(jīng)1194212003，北緯28382910。測區(qū)大部分地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，地勢起伏較大，高山、河流較多，植被茂盛，且封山育林，交通不太方便。三、復(fù)測工作內(nèi)容（1）通過對XX鐵路精密控制網(wǎng)的現(xiàn)場踏勘、調(diào)查平面、高程控制點標(biāo)石損毀情況，并實施恢復(fù)測量。（2）平面復(fù)測CPI點從CPI001至CPI075，其中聯(lián)測甬臺溫CPI點2個，聯(lián)測國家三角點4個，聯(lián)測滬昆客專CPI點2個，共計124個；CPII點從CPII001至CPII292共85個。（3）高程復(fù)測高程復(fù)測從CPI001到CPII073，聯(lián)測國家一等水準(zhǔn)點4個，滬昆線二等水準(zhǔn)點2個，聯(lián)測甬臺溫水準(zhǔn)點2個聯(lián)測水準(zhǔn)網(wǎng)中共計109個點。（4）對既有平面、高程觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行平差、計算，得到復(fù)測初步成果。（5）對復(fù)測初步成果，進(jìn)行穩(wěn)定性分析，得出復(fù)測結(jié)論。（6）提交復(fù)測成果。四、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)4.1 主要技術(shù)依據(jù)（1）全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范GB/T18314-2009；（2）全球定位系統(tǒng)（GPS）鐵路測量規(guī)范，TB10054-97；（3）國家一、二等水準(zhǔn)測量規(guī)范，GB/T12897-2006；（4）高速鐵路工程測量規(guī)范，TB 10601-2009；4.2 主要技術(shù)要求及精度指標(biāo)高速鐵路工程平面控制測量按逐級控制的原則布設(shè)，各級平面控制網(wǎng)的復(fù)測應(yīng)滿足表1的規(guī)定。表.1 各級平面控制網(wǎng)的主要技術(shù)要求控制網(wǎng)測量方法測量等級點間距相鄰點的相對 中誤差（mm）備注CPGPS二等4km10點間距800mCPGPS三等600800m8導(dǎo)線三等400800m8附合導(dǎo)線網(wǎng)CP、CP控制網(wǎng)GPS測量的精度指標(biāo)應(yīng)符合表2的規(guī)定：表2 CP、CP控制網(wǎng)GPS測量的精度指標(biāo)控制網(wǎng)基線邊方向中誤差最弱邊相對中誤差CP1.31/180 000CP1.71/100 000二等水準(zhǔn)測量復(fù)測精度要求如表3。表3 水準(zhǔn)測量精度（mm）水準(zhǔn)測量等級每千米水準(zhǔn)測量偶然中誤差M每千米水準(zhǔn)測量全中誤差MW限 差檢測已測段高差之差往返測不符值符合路線或環(huán)閉合差二等水準(zhǔn)1.02.0五、坐標(biāo)系統(tǒng)5.1 平面坐標(biāo)系統(tǒng)XX鐵路精密平面控制網(wǎng)（CPI、CPII）復(fù)測的坐標(biāo)系延用原獨立工程坐標(biāo)系統(tǒng)，即采用北京54橢球（長半軸a=6378245.0 ，扁率1/f= 298.3）帶高程抵償?shù)母咚狗謳队暗钠矫嬷苯亲鴺?biāo)系統(tǒng)，如下表4；表4 坐 標(biāo) 系 統(tǒng)（待升級后重新劃分）中央子午線CPI范圍投影面大地高平均高程異常水準(zhǔn)面高程最大變形系數(shù)(PPM)投影名起點終點119-55-00CPI001CPI046150.065 85.0 -17.7Beijin54119-55-150119-55-00CPI039CPI05790.0 65 25.0 -7.6 Beijin54119-55-90120-25-00CPI051CPI06390.0 65 35.0 9.9 Beijin54120-25-90120-25-00CPI060CPI075110.0 65 45.0 9.7Beijin54120-25-1105.2 高程系二等水準(zhǔn)的高程基準(zhǔn)采用與原高程系統(tǒng)相同的85國家高程基準(zhǔn)。六、復(fù)測組織安排6.1 生產(chǎn)組織根據(jù)XX公司的要求，各施工單位組織雙頻GPS、數(shù)字水準(zhǔn)儀，按計劃要求完成外業(yè)工作，并及時進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、穩(wěn)定性分析和編寫技術(shù)總結(jié)報告。6.2 人員投入?yún)⒔ǜ魇┕挝唤M織的測量人員，需具備相關(guān)資質(zhì)和一定的精測測量經(jīng)驗。6.3 設(shè)備和軟件投入根據(jù)高速鐵路工程測量規(guī)范的要求和建議。GPS控制網(wǎng)采用徠卡或天寶雙頻GPS接收機(jī)進(jìn)行觀測。要求GPS接收機(jī)的靜態(tài)定位標(biāo)稱精度優(yōu)于5mm+1ppm，高程控制網(wǎng)的復(fù)測使用徠卡或天寶數(shù)字水準(zhǔn)儀。所有儀器均應(yīng)經(jīng)過國家鑒定部門鑒定并在有效期內(nèi)，且作業(yè)前按規(guī)定進(jìn)行檢驗。XX鐵路CPI、CPII平面及二等水準(zhǔn)復(fù)測擬采用的測量設(shè)備和軟件如表5和表6所示：表5 測量儀器設(shè)備表儀器設(shè)備精度等級用 途數(shù)字水平儀（Leica或Trimble）0.3mm/km二等、精密水準(zhǔn)雙頻GPS（Leica或Trimble）5mm+1ppmCPI、CPII復(fù)測表6 測 量 軟 件 表軟件名稱用途備 注LGO V6.0GPS數(shù)據(jù)處理軟件LEICA GPS隨機(jī)軟件COSA GPS數(shù)據(jù)處理軟件GPS網(wǎng)平差處理軟件武漢大學(xué)研制，通過評審COSA地面測量數(shù)據(jù)處理軟件導(dǎo)線、水準(zhǔn)測量平差軟件七、平面控制網(wǎng)復(fù)測7.1 CPI、CPII觀測方案CPI、CPII控制網(wǎng)采用靜態(tài)定位技術(shù)施測，根據(jù)原控制網(wǎng)為帶狀線形布設(shè)的特點，為保證取得高精度的觀測成果，GPS網(wǎng)觀測時要求連續(xù)推進(jìn)，并有很強(qiáng)的網(wǎng)形結(jié)構(gòu)。同步作業(yè)網(wǎng)形之間采用邊連接和網(wǎng)連接相結(jié)合的方式。7.2各級GPS測量按高速鐵路工程測量規(guī)范， CPI、CPII的GPS測量主要技術(shù)指標(biāo)見表7。表7 CPI、CPII GPS測量作業(yè)主要技術(shù)要求項 目CPICPII衛(wèi)星截止高度角1515同時觀測有效衛(wèi)星數(shù)5顆4顆時段中任一衛(wèi)星有效觀測時間30 min20 min觀測時段長度90min60min觀測時段數(shù)（平均重復(fù)設(shè)站次數(shù)）22數(shù)據(jù)采樣間隔15秒15秒幾何圖形強(qiáng)度因子PDOP68天線對中精度腳架2mm腳架2mm天線高應(yīng)在觀測前、后各量測一次，讀數(shù)至1mm，互差不大于2mm，最后取均值作為天線高。每次應(yīng)在相同的位置從天線三個不同方向（間隔120）量取。如果只有一個天線高量測標(biāo)志的儀器，應(yīng)特別注意天線高讀數(shù)，保證其準(zhǔn)確無誤。外業(yè)記錄須包括如下信息：測量員、點名、點號、時段名、數(shù)據(jù)文件名、觀測日期、觀測起止時間、天線高、衛(wèi)星狀況等基本要素。由于儀器類型不同，如果觀測所用儀器有的項目指標(biāo)不能實時顯示，可在內(nèi)業(yè)時補(bǔ)充完整。7.3 GPS網(wǎng)數(shù)據(jù)處理GPS網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理，包括GPS的基線解算、基線質(zhì)量檢核、網(wǎng)平差和成果計算等方面。7.3.1 基線處理7.3.1.1 CPI、CPII基線向量解算應(yīng)符合下列要求：1 基線向量應(yīng)采用廣播星歷進(jìn)行基線解算。2 同一時段觀測值的數(shù)據(jù)剔除率宜小于10%。3 觀測值：L1載波7.3.1.2 每天CPI、CPII外業(yè)觀測結(jié)束后，隨即進(jìn)行基線解算，并按以下要求進(jìn)行同步環(huán)、異步環(huán)、重復(fù)觀測基線的檢驗。（a）同步環(huán)基線閉合差W應(yīng)小于下列數(shù)值： ， ，其中為相應(yīng)級別規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)差，其相應(yīng)計算公式為：上式中：為固定誤差，單位mm為比例誤差，單位mm/km為基線長度或閉合環(huán)平均基線長度，單位為km。（b）異步環(huán)檢驗若干條獨立基線構(gòu)成閉合環(huán)時，各坐標(biāo)差分量閉合差應(yīng)符合下式：，其中，為異步環(huán)的邊數(shù)，為相應(yīng)等級的標(biāo)準(zhǔn)差（計算同前式）。（c）重復(fù)觀測基線檢核同一條邊重復(fù)觀測兩個時段的成果較差，應(yīng)滿足：式中：為重復(fù)觀測的基線較差，為相應(yīng)等級的標(biāo)準(zhǔn)差（計算同前式）。表8 CPI、CPII GPS測量精度指標(biāo)級別CPICPIIa（mm）55b（mm/km）117.4 坐標(biāo)約束點的選取CPI采用網(wǎng)內(nèi)滿足精度的國家三角點坐標(biāo)。若發(fā)現(xiàn)CPI不存在顯著性位移變化， CPII采用CPI的2009原測坐標(biāo)作為約束條件。若發(fā)現(xiàn)CPI存在顯著性位移變化，為保證坐標(biāo)的統(tǒng)一性，CPII采用CPI復(fù)測成果的二維坐標(biāo)作為約束條件。7.5 GPS網(wǎng)平差計算GPS控制網(wǎng)平差采用武漢大學(xué)測繪學(xué)院研制的“科傻系統(tǒng)（COSA）系列軟件之四 -“GPS工程測量網(wǎng)通用平差軟件包（簡稱COSAGPS）”進(jìn)行。對經(jīng)過外業(yè)檢驗合格的基線，應(yīng)選取獨立基線構(gòu)成GPS基線向量網(wǎng)，進(jìn)行控制網(wǎng)的平差計算。（1）GPS網(wǎng)三維無約束平差把參加平差的所有獨立基線，在WGS-84坐標(biāo)系下先進(jìn)行三維無約束平差，檢驗三維無約束平差后基線改正數(shù)是否滿足限差。主要目的是檢驗GPS網(wǎng)的內(nèi)符合精度情況，剔除粗差等。（2）GPS網(wǎng)二維約束平差為評定CPI成果在平面坐標(biāo)系上的基線邊方位角、邊長相對精度等指標(biāo)，須將平差所得CPI控制點的WGS-84坐標(biāo)（WGS-84橢球的三維坐標(biāo)）進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，求出其二維平面坐標(biāo)。根據(jù)CPI點位穩(wěn)定性分析結(jié)果和CPI的二維平面坐標(biāo)，固定網(wǎng)內(nèi)CPI點坐標(biāo)進(jìn)行二維約束平差，求出各CPII的坐標(biāo)。7.6 平面復(fù)測坐標(biāo)成果比較與點位穩(wěn)定性分析用本次計算的平面控制網(wǎng)復(fù)測成果和建網(wǎng)測量的平面控制網(wǎng)坐標(biāo)成果進(jìn)行比較、分析以及更新。（1）坐標(biāo)成果比較與分析在二維平面坐標(biāo)系中進(jìn)行。（2）CPI平面復(fù)測坐標(biāo)與原測成果的x、y坐標(biāo)較差限差為15mm，當(dāng)較差滿足限差要求時，采用原測成果，否則應(yīng)按同精度擴(kuò)展方法更新坐標(biāo)成果。（3）CPI點位穩(wěn)定性分析：原基線和復(fù)測基線長度較差的限差為。CPI控制點的復(fù)測應(yīng)滿足X、Y坐標(biāo)差值不大于15mm的要求。因此，在本次CPI平面控制網(wǎng)復(fù)測時，先比較原基線和復(fù)測基線長度較差；CPI的二維平面坐標(biāo)，與原控制網(wǎng)設(shè)計CPI點坐標(biāo)成果x、y的坐標(biāo)進(jìn)行并比較，當(dāng)較差15mm的要求時，采用原測成果，否則應(yīng)按同精度擴(kuò)展方法更新坐標(biāo)成果，并對超限點進(jìn)行穩(wěn)定性分析。（4）CPII穩(wěn)定性分析：利用上一級CPI復(fù)測成果，對復(fù)測CPII控制網(wǎng)進(jìn)行約束平差，坐標(biāo)較差限值為10mm 。當(dāng)較差10mm的要求時，采用原測成果，否則應(yīng)按同精度擴(kuò)展方法更新坐標(biāo)成果，并對超限點進(jìn)行穩(wěn)定性分析。八、高程控制網(wǎng)復(fù)測8.1 各項精度指標(biāo)二等水準(zhǔn)測量的精度和主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合見表9、表10的規(guī)定。表9 水準(zhǔn)測量主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等級每千米高差全中誤差（mm）路線長度（km）水準(zhǔn)儀等級水準(zhǔn)尺觀測次數(shù)往返較差或閉合差（mm）與已知點聯(lián)測符合或環(huán) 線二等2400DS1銦瓦往返往返4表10 水準(zhǔn)測量觀測要求等級水準(zhǔn)尺類型水準(zhǔn)儀等級視距（m）前后視距差（m）測段前后視距累積差（m）視線高度（m）二等因瓦DS1501.03.0下絲讀數(shù)0.55DS05608.2 高程復(fù)測方案高程控制網(wǎng)復(fù)測按二等水準(zhǔn)測量的技術(shù)要求執(zhí)行，逐點復(fù)測相鄰水準(zhǔn)點之間的高差，通過復(fù)測高差和設(shè)計高差的對比分析，確認(rèn)高程控制點是否發(fā)生顯著沉降，是否滿足后續(xù)施工測量要求。測量時，前后視距差及前后視距累積差必須符合表11的相關(guān)規(guī)定，減少水準(zhǔn)儀i角對高差觀測的影響，作業(yè)前及作業(yè)過程中檢查i角均應(yīng)不超過15；水準(zhǔn)尺須采用輔助支撐進(jìn)行安置，測量轉(zhuǎn)點應(yīng)安置尺墊，尺墊選在堅實的地方并踩實以防尺墊的下沉。水準(zhǔn)線路采用往返觀測，并沿同一路線進(jìn)行。每一測段均采用偶數(shù)站結(jié)束，往返觀測在一日的不同時間段進(jìn)行，由往測轉(zhuǎn)為返測時，互換前尺再進(jìn)行觀測。奇數(shù)站時采用后前前后，偶數(shù)站時采用前后后前的觀測順序。觀測數(shù)據(jù)采用儀器內(nèi)置儲存器記錄，并轉(zhuǎn)換成電子手簿。8.3 水準(zhǔn)高程測量二等水準(zhǔn)控制網(wǎng)采用數(shù)字水準(zhǔn)儀進(jìn)行觀測。要求水準(zhǔn)儀的等級不低于DS1。作業(yè)前，接收機(jī)應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行檢驗后方可投入作業(yè)。所有儀器均應(yīng)經(jīng)過國家鑒定部門鑒定并在有效期內(nèi)。8.4 精度分析水準(zhǔn)測量作業(yè)結(jié)束后，每條水準(zhǔn)路線應(yīng)計算水準(zhǔn)路線閉合差，按測段計算往返測高差不符值和每千米水準(zhǔn)測量偶然中誤差M，要求Mmm，每公里水準(zhǔn)測量偶然中誤差按下式計算：式中： 測段往返測（或左右路線）高差不符值，mm；測段長度，km；測段數(shù)。二等水準(zhǔn)復(fù)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析表如下表12、表13：表12 復(fù)測高差統(tǒng)計表序號起點終點距離L（m）往測高差（m）返測高差（m）往返測高差較差（mm）限差4（mm）合限狀態(tài)1表13 與原測高差比較表起點終點距離L（km）復(fù)測高差（m）原測高差（m）與原測比較較差（mm）限差6（mm）合限狀態(tài)8.5 樁位穩(wěn)定性分析對比復(fù)測高差與原測高差，其高差較差應(yīng)符合檢測已測段高差之差須小于，對不滿足要求的高程控制點