軌道控制測量

軌道控制測量技術(shù)軌道控制測量技術(shù)

一.工程測量控制網(wǎng)二.控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)三.平面控制網(wǎng)四.高程控制網(wǎng)五.CPI和CPII控制網(wǎng)六.軌道控制網(wǎng)（CPIII）測量主要內(nèi)容德國睿鐵公司執(zhí)行副總裁巴哈曼先生曾說過：“要成功地建設(shè)無砟軌道，就必須有一套完整、高效且非常精確的測量系統(tǒng)，否則必定失敗?！备咚勹F路列車運行安全性和舒適性要求以高質(zhì)量的軌道幾何線形為基礎(chǔ)，以高速鐵路建設(shè)中的施工測量技術(shù)為立足點，為保證高速鐵路軌道具有高的平順性，需要應(yīng)用精密控制測量技術(shù)。高速鐵路無砟軌道鐵路工程測量的平面、高程控制網(wǎng)，按施測階段、施測目的及功能的不同可分為:勘測控制網(wǎng)、施工控制網(wǎng)、運營維護(hù)控制網(wǎng)。這就是高速鐵路無砟軌道鐵路工程測量的三個控制網(wǎng)，簡稱“三網(wǎng)”。為保證控制網(wǎng)的測量成果質(zhì)量滿足勘測、施工、運營維護(hù)三個階段測量的要求，適應(yīng)高速鐵路無砟軌道鐵路工程建設(shè)和運營管理的需要，三階段的平面、高程控制測量必須采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)，即三網(wǎng)均采用

CPI為基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)，二等水準(zhǔn)基點網(wǎng)為基礎(chǔ)高程控制網(wǎng)，簡稱為“三網(wǎng)合一”。一、工程測量控制網(wǎng)1、“三網(wǎng)合一”的概念

2、“三網(wǎng)合一”包括內(nèi)容

1）

勘測控制網(wǎng)、施工控制網(wǎng)、運營維護(hù)控制網(wǎng)坐標(biāo)和高程系統(tǒng)的統(tǒng)一。因此使無砟軌道的勘測設(shè)計、線下施工、軌道施工及運營維護(hù)工作順利進(jìn)行。（2）

勘測控制網(wǎng)、施工控制網(wǎng)、運營維護(hù)控制網(wǎng)起算基準(zhǔn)的統(tǒng)一。平面控制網(wǎng)

CPI為平面控制基準(zhǔn)，高程測量應(yīng)以二等水準(zhǔn)基點為高程控制測量基準(zhǔn)。（3）

線下工程施工控制網(wǎng)與軌道施工控制網(wǎng)、運營維護(hù)控制網(wǎng)的坐標(biāo)高程系統(tǒng)和起算基準(zhǔn)的統(tǒng)一。（4）

勘測控制網(wǎng)、施工控制網(wǎng)、運營維護(hù)控制網(wǎng)的測量精度的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。高速鐵路無砟軌道對線路的直順性要求高,線路必須具備準(zhǔn)確的幾何線性參數(shù),精度要保持在毫米級范圍以內(nèi)，測量控制網(wǎng)的精度必須滿足軌道鋪設(shè)的精度要求，使軌道的幾何參數(shù)與設(shè)計時的目標(biāo)位置之間的偏差保持在最小。優(yōu)化設(shè)計:在做任何一項工作時，總是希望在所有可行的方案中選擇一種在某種意義下最優(yōu)的方案。測量控制網(wǎng)來說，◆在布設(shè)控制網(wǎng)時，希望在現(xiàn)有的人力、物力和財力的條件下，使控制網(wǎng)具有較高的精度和可靠性；◆在舊有控制網(wǎng)改造時，希望在滿足一定要求的前提下，使改造的費用最低；◆在測量數(shù)據(jù)處理時，則希望測量誤差對最終的結(jié)果影響最小。二、控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（一）優(yōu)化設(shè)計分類按照德國慕尼黑國防軍事學(xué)院天文、物理大地測量教授格倫法倫德博士所建議的分類方法，控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計可分為四類，即零類設(shè)計、一類設(shè)計、二類設(shè)計和三類設(shè)計。1.零類設(shè)計零類設(shè)計也就是基準(zhǔn)的選擇問題，即平差的參考系選擇問題?；鶞?zhǔn)可以認(rèn)為就是給控制網(wǎng)的平差提供一組必要的起始數(shù)據(jù)，如何選擇起始數(shù)據(jù)才能達(dá)到某種目的則是零階段設(shè)計所要解決的問題。在控制網(wǎng)平差中，控制點的坐標(biāo)不是直接觀測值，也不是可估量。如果沒有一定的起算數(shù)據(jù)（基準(zhǔn)），控制點坐標(biāo)的最佳估值是不能直接由觀測值得到的。這里的起算數(shù)據(jù)（基準(zhǔn)）包括對網(wǎng)的定位、定向和尺度等。（一）優(yōu)化設(shè)計分類◆對于測角網(wǎng)，觀測量是方向或角度。僅根據(jù)方向或角度的觀測值不可能確定點的坐標(biāo)值，亦即不能確定網(wǎng)的位置、方位和大小。因此，需要有一個點的位置（縱、橫）、一個方位和一個尺度基準(zhǔn)，也可以兩個點的縱、橫坐標(biāo)作為基準(zhǔn)。◆對于測邊網(wǎng)、邊角網(wǎng)或?qū)Ь€網(wǎng)，觀測量是邊長和方向（或角度）。為了確定點的坐標(biāo)，需要有一個點的位置（縱橫坐標(biāo)）和一個方位基準(zhǔn)?！粢话阏f來，測角網(wǎng)、測邊網(wǎng)、邊角網(wǎng)都是二維平面控制網(wǎng)，其基準(zhǔn)數(shù)為

4

，而各種三維控制網(wǎng)的基準(zhǔn)數(shù)是

7個。

控制網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計不僅為網(wǎng)的待定參數(shù)提供了起算數(shù)據(jù)，還對網(wǎng)的精度有很大影響。離開起始點愈遠(yuǎn)，待定點的精度愈低。各種控制網(wǎng)有不同的專門用途和待定的精度要求，在進(jìn)行網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計時必須分別加以考慮。

（一）優(yōu)化設(shè)計分類2.一類設(shè)計是解決網(wǎng)形優(yōu)化問題。即在客觀地形、地物和地質(zhì)條件下，尋求點位的最優(yōu)布設(shè)與觀測值的最佳配賦?？刂凭W(wǎng)網(wǎng)形設(shè)計，先通過圖上規(guī)劃和野外踏勘得到初始方案，然后運用最優(yōu)化方法對初始網(wǎng)形加以改進(jìn)，得出最終布網(wǎng)網(wǎng)形。首先需要解決的問題控制點的數(shù)目的優(yōu)化。點數(shù)的多少決定著測區(qū)控制點密度，影響到精度、可靠性和使用的方便性，也與測量的成本費用、工作量有直接的關(guān)系。在滿足精度、可靠性要求和使用方便的前提下，應(yīng)該力求布設(shè)最少的控制點。（一）優(yōu)化設(shè)計分類目前尚難以實現(xiàn)計算機自動選點。較為可行的途徑是將設(shè)計者的直覺和經(jīng)驗與電子計算機的高速計算和嚴(yán)密判斷結(jié)合起來?？梢园聪铝胁襟E進(jìn)行：（1）定出網(wǎng)的關(guān)鍵點。對網(wǎng)的質(zhì)量至關(guān)重要，如建筑物的主軸線點、隧道的進(jìn)洞點、變形監(jiān)測網(wǎng)的工作基點、基準(zhǔn)線端點等。（2）圍繞關(guān)鍵點，以平均邊長或平均點位密度確定最優(yōu)點數(shù)，得到初始網(wǎng)形。（3）將初始網(wǎng)形的控制點分為兩類：一類點為不能進(jìn)行點位優(yōu)化的點，受地形、地質(zhì)條件限制而無法優(yōu)選點位的點；二類點為可能進(jìn)行點位優(yōu)化的點，具有一定的選擇范圍，用最優(yōu)化方法借助于計算機來確定點位選在何處為最佳。此類點的優(yōu)化結(jié)束后，便得到了整個網(wǎng)的最優(yōu)點位布置。除了點位布置，還需要確定控制點之間的連線，方能構(gòu)成網(wǎng)形。它代表一定的觀測值，因此這步工作要解決的是觀測值的優(yōu)選問題。網(wǎng)中是否有多余觀測，影響到網(wǎng)的精度和可靠性。（一）優(yōu)化設(shè)計分類3.二類設(shè)計

是指在圖形已經(jīng)確定的控制網(wǎng)中，尋求觀測值的最優(yōu)權(quán)矩陣，并把它變成觀測綱要。

測量控制網(wǎng)的觀測值，主要有測角和測邊兩類，它們對控制網(wǎng)精度、可靠性等質(zhì)量指標(biāo)有著不同的影響。

測角在網(wǎng)中的作用主要是對方位（橫向）的控制，卻有較大的尺度誤差（縱向）；

測邊網(wǎng)的點位誤差也是離已知點越遠(yuǎn)越大，但有較大的方位誤差和較小的尺度誤差。

二類設(shè)計程序可分成兩步：

①是按最優(yōu)觀點確定觀測值的權(quán)；可以采用以純量精度標(biāo)準(zhǔn)和準(zhǔn)則矩陣為基礎(chǔ)的直接法和以精度標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的間接法來解算，

②是把觀測值權(quán)轉(zhuǎn)換為觀測綱要。可以采用對權(quán)陣求逆，并將其作為觀測值方差——協(xié)方差矩陣的估值，再按經(jīng)典大地測量的處理方法把最佳觀測值的權(quán)換算成觀測值的重復(fù)次數(shù)。（一）優(yōu)化設(shè)計分類4.三類設(shè)計

指的是舊有控制網(wǎng)的改造方案設(shè)計問題。通常采用增加一定數(shù)量的附加觀測值來改造舊有網(wǎng)，如測角網(wǎng)中加測一部分邊長觀測值，以改善舊有網(wǎng)的質(zhì)量。一般是以改善控制網(wǎng)的精度和靈敏度為目標(biāo)的優(yōu)化設(shè)計問題。

總之，網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計一般應(yīng)該滿足以下要求：（1）精確性―網(wǎng)中各元素要達(dá)到或高于預(yù)定的精度；（2）可靠性―網(wǎng)中應(yīng)具有一定數(shù)量的多余觀測，構(gòu)成幾何條件，使控制網(wǎng)具有較高的自檢功能，避免粗差出現(xiàn)；（3）經(jīng)濟性——用最小的時間、人力、物力等實現(xiàn)網(wǎng)的精度和可靠性要求。（二）質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化設(shè)計的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn):有精度、可靠性和費用。1.精度標(biāo)準(zhǔn)精度標(biāo)準(zhǔn)分為純量精度標(biāo)準(zhǔn)和準(zhǔn)則矩陣標(biāo)準(zhǔn)。純量精度標(biāo)準(zhǔn)是選擇一個描述全網(wǎng)總體精度的某一量作為評定網(wǎng)的精度指標(biāo)。純量精度指標(biāo)適用于工程控制網(wǎng)。如直線隧道貫通的橫向精度要求較高，在設(shè)計中易于達(dá)到目標(biāo)，不必對全網(wǎng)的精度作控制。（二）質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)2.可靠性標(biāo)準(zhǔn)

可靠性是衡量網(wǎng)的抗差能力，包括內(nèi)部可靠性和外部可靠性。因為這些都與觀測量的多余觀測分量有關(guān)。目前均采用多余觀測分量作為可靠性的度量。3.費用標(biāo)準(zhǔn)

費用標(biāo)準(zhǔn)是建網(wǎng)費用的經(jīng)濟指標(biāo)，有兩種原則：（1）最大原則（費用一定，網(wǎng)的質(zhì)量最好）；（2）最小原則（網(wǎng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)滿足要求，費用最?。?。由于建網(wǎng)的費用涉及多種因素，實際情況千變?nèi)f化，一般難以用一個準(zhǔn)確的合乎實際的費用函數(shù)來計算建網(wǎng)費用。目前常用觀測值權(quán)的一個函數(shù)來度量。三、平面控制網(wǎng)

平面控制網(wǎng)設(shè)計的技術(shù)指標(biāo)和要求主要是根據(jù)◆

《鐵路工程測量規(guī)范》◆《高速鐵路工程測量規(guī)范》

◆借鑒國外無昨軌道的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)而制定的。

（一）平面控制網(wǎng)設(shè)計及技術(shù)指標(biāo)德國的磁浮高速鐵路平面坐標(biāo)系（

MKS）定義為特殊技術(shù)坐標(biāo)網(wǎng)。MKS根據(jù)需要把地球表面正形投影到設(shè)計和計算平面上，并滿足以下幾方面的特殊要求：

（1）標(biāo)志質(zhì)量

不凍地基，定心精度一致；（2）一致性

同期建立，等效觀測，內(nèi)部精度高；（3）鄰近原則

幾何鄰近關(guān)系的質(zhì)量要求高；（4）點密度

適合于設(shè)計、定線、驗收和計算；（5）網(wǎng)

形適應(yīng)測設(shè)的要求。

鐵路線路至選定作中心投影的大地線的最大橫向距離控制在

25km內(nèi)，可使整個路線軌跡范圍內(nèi)不可避免的長度失真不超過每

100m為

1mm的數(shù)量級。高速鐵路的平面坐標(biāo)宜引入

2000坐標(biāo)系。在測區(qū)內(nèi)投影長度的變形值不宜大于

10mm/km

。根據(jù)測區(qū)所處地理位置和線路高程情況，可按下列方法選定坐標(biāo)系統(tǒng)：

（

1）采用全國統(tǒng)一的高斯正投影

3°帶平面直角坐標(biāo)系統(tǒng)；（2）采用投影于測區(qū)抵償高程面的高斯正投影

3°帶平面直角坐標(biāo)系統(tǒng)，或投影于

1985年國家平面直角坐標(biāo)系統(tǒng)；（3）橋梁控制測量和隧道控制測量，也可采用獨立坐標(biāo)系統(tǒng)，高程投影面可分別采用相應(yīng)的平均高程面。測量精度應(yīng)以中誤差衡量。極限誤差規(guī)定為中誤差的

2倍。無砟軌道所采用的扣件的軌距調(diào)整量應(yīng)滿足－10～＋10mm

，高低調(diào)整量應(yīng)滿足

0～30mm

，其中軌下調(diào)整量為

10mm，鐵墊板下調(diào)整量為

20mm。（二）平面控制網(wǎng)等級及相互關(guān)系1.平面控制網(wǎng)等級：

◆基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)（

CPI）沿線路走向布設(shè)，按

GPS靜態(tài)相對定位原理建立，為全線（段）各級平面控制測量的基準(zhǔn)。

◆線路控制網(wǎng)（

CPⅡ）在基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)（

CPI）上沿線路附近布設(shè)，為勘測、施工階段的線路平面控制和軌道施工階段基樁控制網(wǎng)起閉的基準(zhǔn)。

◆

基樁控制網(wǎng)（

CPⅢ）沿線路布設(shè)的三維控制網(wǎng)，起閉于基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)

（

CPI）或線路控制網(wǎng)（

CPⅡ)，一般在線下工程施工完成后進(jìn)行施測，為軌道鋪設(shè)和運營維護(hù)的基準(zhǔn)。

2.相互關(guān)系

◆

CPⅡ控制網(wǎng)應(yīng)附合到

CPI上，采用固定數(shù)據(jù)平差?！舢?dāng)

CPⅡ采用導(dǎo)線測量時，

CPⅢ

控制網(wǎng)應(yīng)附合到

CPI或

CPⅡ上，采用固定數(shù)據(jù)平差；

◆當(dāng)采用邊角后方交會法測量時，

CPⅢ控制網(wǎng)應(yīng)采用獨立自由網(wǎng)平差，然后在

CPI或

CPⅡ中置平。1、WGS—84世界大地坐標(biāo)系

（世界大地坐標(biāo)系—84）是目前GPS所采用的坐標(biāo)系統(tǒng)。2、1954北京坐標(biāo)系（P54）

是我國廣泛采用的大地測量坐標(biāo)系。該坐標(biāo)系源自于前蘇聯(lián)采用過的1942年普爾科夫坐標(biāo)系。新中國成立之前，我國沒有統(tǒng)一的大地坐標(biāo)系統(tǒng)。建國初期，在前蘇聯(lián)專家的建議下，我國根據(jù)當(dāng)時的具體情況，建立起了全國統(tǒng)一的1954北京坐標(biāo)系。3、1980西安大地坐標(biāo)系（C80）

1978年，我國決定重新對全國天文大地網(wǎng)施行整體平差，并且建立新的國家大地坐標(biāo)系統(tǒng)，整體平差在新大地坐標(biāo)系統(tǒng)中進(jìn)行，這個坐標(biāo)系統(tǒng)就是1980年西安大地坐標(biāo)系統(tǒng)。4、2000國家大地坐標(biāo)系是我國當(dāng)前最新的國家大地坐標(biāo)系。國家大地坐標(biāo)系的定義包括坐標(biāo)系的原點、三個坐標(biāo)軸的指向、尺度以及地球橢球的四個基本參數(shù)的定義。2000國家大地坐標(biāo)系的原點為包括海洋和大氣的整個地球的質(zhì)量中心。（三）常用坐標(biāo)系統(tǒng)高速鐵路工程測量高程控制網(wǎng)分二級布設(shè)：一級線路水準(zhǔn)基點控制網(wǎng)，為高速鐵路工程勘測設(shè)計、施工提供高程基準(zhǔn)；二級軌道控制網(wǎng)（CPIII），為高速鐵路軌道施工、維護(hù)提供高程基準(zhǔn)。高速鐵路的高程系統(tǒng)應(yīng)采用1985國家高程基準(zhǔn)。當(dāng)個別地段無

1985國家高程基準(zhǔn)的水準(zhǔn)點時，可引用其他高程或以獨立高程起算，但在全線高程測量貫通后，應(yīng)消除斷高，換算成

1985國家高程基準(zhǔn)。有困難時亦應(yīng)換算成全線統(tǒng)一的高程系統(tǒng)。（一）

高程控制測量技術(shù)要求四、高程控制網(wǎng)

高程控制測量等級劃分依次為二等、精密水準(zhǔn)、三等、四等、五等。高程控制網(wǎng)的技術(shù)要求水準(zhǔn)測量等級每千米高差偶然中誤差M△（mm）每千米高差全中誤差MW（mm）附合路線或環(huán)線周長的長度（km）附合路線長環(huán)線周長二等≤1≤2≤400≤750精密水準(zhǔn)≤2≤4≤3－－三等≤3≤6≤150≤200四等≤5≤10≤80≤100五等≤7.5≤15≤30≤30

表中，MΔ和Mw應(yīng)按下式計算：式中

△——測段往返高差不符值（mm）；

L——測段長或環(huán)線長（km）；

n——測段數(shù)；

W——附合或環(huán)線閉合差（mm）；

N——水準(zhǔn)路線環(huán)數(shù)。

線路水準(zhǔn)基點控制網(wǎng)、軌道控制網(wǎng)（CPIII）的高程控制測量等級及布點要求，應(yīng)按下表的要求執(zhí)行。長大橋梁、隧道及特殊路基結(jié)構(gòu)等施工的高程控制網(wǎng)應(yīng)根據(jù)相關(guān)專業(yè)要求確定測量等級和布點要求。高程控制測量等級及布點要求控制網(wǎng)級別測量等級點間距線路水準(zhǔn)基點測量二等≤

2kmCPIII控制點高程測量精密水準(zhǔn)50～70m

各級高程控制測量宜采用水準(zhǔn)測量。山嶺、沼澤及水網(wǎng)地區(qū)，水準(zhǔn)測量有困難時，二等高程控制測量可采用精密光電測距三角高程測量。1、高程控制的平差基準(zhǔn)由于鐵路設(shè)計在高程方面與其他工程關(guān)系密切，因此采用國家統(tǒng)一的高程系統(tǒng)即黃海高程系統(tǒng)。如果線路附近無黃海高程系統(tǒng)的水準(zhǔn)點，可采用其他高程系統(tǒng)，但必須求得各高程系統(tǒng)間的高差或在最后全部換算成黃海高程系統(tǒng)。選擇高程控制網(wǎng)的基準(zhǔn)《鐵路工程測量規(guī)范》要求：水準(zhǔn)點高程測量應(yīng)與國家水準(zhǔn)點或相當(dāng)?shù)燃壍乃疁?zhǔn)點聯(lián)測，并不大于

30km聯(lián)測一次，形成附合水準(zhǔn)路線。因此，高程控制網(wǎng)仍采用附合水準(zhǔn)路線的方法，以兩端的國家水準(zhǔn)點作為起算基準(zhǔn)。（二）

高程控制2、高程控制網(wǎng)形一類設(shè)計所要解決的是網(wǎng)形確定的問題，而鐵路水準(zhǔn)測量多是沿線路布設(shè)成附合水準(zhǔn)路線，在這種布設(shè)方法下，網(wǎng)形的變化對精度的影響不是很大，主要與水準(zhǔn)路線的長度以及測量等級有關(guān)?！惰F路工程測量規(guī)范》的要求：◆高程控制網(wǎng)布設(shè)成沿線路的單一的附合水準(zhǔn)路線；◆水準(zhǔn)點設(shè)在距線路

100m范圍內(nèi)，并設(shè)在不易風(fēng)化的基巖或堅固穩(wěn)定的建筑物上，或是埋設(shè)混凝土水準(zhǔn)點。3、高程控制精度高速鐵路測量不同于一般鐵路測量，主要區(qū)別：除了測量精度提高以外，還對線路的平順性提出了高要求，對路基、橋涵以及過渡段的沉降觀測也有高要求。因此，高程控制網(wǎng)的布設(shè)需要滿足兩個施工要求：一個是沉降觀測要求（主要是路基）；一個是軌道平順性要求。（1）路基沉降觀側(cè)點高程中誤差的確定路基工后的沉降不應(yīng)大于15mm。如果按照國際測量工作者聯(lián)合會中提出的：如果觀測的目的是為了使變形值不超過某一允許的數(shù)值而確保建筑物的安全，則其測量的中誤差應(yīng)小于允許變形值的

1/10～1/20。

因此，變形觀測精度要求為：工后沉降測量中誤差不大于

1.5～0.75mm，取

1.5mm為測量中誤差。對P點的工后沉降觀測為周期觀測，可視為同精度成對觀測。設(shè)hP和h′P分別為P點的兩次高差觀測或然值，則P點的工后沉降量為

式中：

△P

―P點的工后沉降量。根據(jù)協(xié)方差傳播定律可得：

式中：

―P點沉降的觀測中誤差；和

—前后兩次觀測高差中誤差。ABP

如圖，在控制基準(zhǔn)點

A、

B之間敷設(shè)一條水準(zhǔn)路線，對其間各沉降監(jiān)測點進(jìn)行觀測，P為變形監(jiān)測點。兩次觀測視為同精度觀測，按最不利的情況計算，即以最弱點高差中誤差計算，故有則

≤

±1.061(mm)即路基沉降觀測點的高程中誤差應(yīng)小于

±1mm。路基沉降觀側(cè)的精度要求在附合水準(zhǔn)路線中，最弱點P的高程中誤差可按下式計算：

式中

L―水準(zhǔn)路線長度。

―每千米高差中數(shù)中誤差。如果沉降觀測采用Ⅲ等水準(zhǔn)測量，

＝3.0mm，則

(km)如果沉降觀測采用精密水準(zhǔn)測量，

＝

2.0mm，則

(km)

如果沉降觀測采用Ⅱ等水準(zhǔn)測量，

＝

1.0mm，則

(km)因此，◆如果采用Ⅱ等水準(zhǔn)測量，沉降觀測點的間距可放寬到

4km；◆如果采用精密水準(zhǔn)測量，間距應(yīng)縮小到

1km；◆若采用Ⅲ等水準(zhǔn)測量，則間距不能超過

0.5km。（2）控制基樁的高程中誤差

無砟軌道高程控制的精度主要是確保軌道垂向鋪設(shè)的精度，保證把沿鋼軌方向高差控制在限差范圍內(nèi)。根據(jù)軌道鋪設(shè)的垂向平順性的要求來確定控制基樁的高程中誤差。

對無砟軌道鋪設(shè)的垂向平順性的要求有兩種驗收標(biāo)準(zhǔn)：

一種是弦長為

10m，一種是弦長為

300m

。

◆如果按照第一種驗收標(biāo)準(zhǔn)，即弦長為

10m，高低應(yīng)小于

2mm，同一橫截面左右軌頂面水平差的偏差不大于

2mm。由此可知：兩觀測點間高差誤差不得大于

2mm，高差中誤差為

1mm。

◆如果控制基樁的間距為

150～

200m，則每個基樁可觀測的個數(shù)為

7.5～

10個。根據(jù)測量誤差傳播定律，由一個基樁觀測的首尾兩觀測點間高差中誤差

為

(mm)

或，

(mm)控制基樁的高程中誤差應(yīng)為首尾兩測點高差中誤差的

1/2，按精度要求較高的計算，控制基樁高程中誤差

為

(mm)取控制基樁的高程中誤差為±1mm。（3）高程控制測量精度要求高程控制網(wǎng)可分級進(jìn)行，首級采用二等水準(zhǔn)網(wǎng)，為全線統(tǒng)一的高程控制網(wǎng)；次級水準(zhǔn)網(wǎng)為精密水準(zhǔn)網(wǎng)，水準(zhǔn)點距離為

1km

。這一標(biāo)準(zhǔn)略高于德國

RIL883標(biāo)準(zhǔn)和旭普林公司的高程控制網(wǎng)測量標(biāo)準(zhǔn)。無砟與有砟軌道的最大區(qū)別是：無砟軌道鋪軌要求的精度高，軌道板和軌道安裝的可調(diào)量極??；無砟軌道控制網(wǎng)的高精度要求主要體現(xiàn)在線下施工完成后的軌道鋪設(shè)階段。由于無砟軌道的施工精度高，工程可調(diào)量小，測量誤差和邊長投影變形就難以采用局部工程調(diào)整的辦法，只能通過更改設(shè)計的方法使實際施工的線路中線與設(shè)計值吻合?；A(chǔ)控制網(wǎng)的測量誤差或系統(tǒng)誤差越大，更改設(shè)計的工作量也越大。因此，提高測量精度，是減少更改設(shè)計工作量的有效措施，也是今后更好地進(jìn)行軌道快速檢測和變形監(jiān)測，提高運營管理水平的重要保證。在勘測階段，若要求全線采用二等水準(zhǔn)測量，由于野外地形條件限制，測量人員增加很多，水準(zhǔn)路線需繞行，特別是大型跨海（江）橋梁和越嶺隧道，繞行的水準(zhǔn)路線比線路貫通后直接測量的路線最大可增加

10倍。由此高精度測量得到的控制點，其高程精度卻降低很多，最終還需在線路貫通后重新進(jìn)行二等水準(zhǔn)測量。因此，在勘測設(shè)計階段，施測高等級水準(zhǔn)測量困難時，高程首級控制網(wǎng)可分兩階段實施：勘測階段高程控制網(wǎng)按四等水準(zhǔn)測量要求建立，線下工程施工完成后再按鋪設(shè)無砟軌道施工要求重新建立二等水準(zhǔn)控制網(wǎng)。由此降低測量成本，提高測量精度。當(dāng)貫通后，根據(jù)實際情況將線下工程施工的高程控制調(diào)整到二等水準(zhǔn)控制網(wǎng)基準(zhǔn)上?？傊?，困難地區(qū)的高程控制網(wǎng)先按四等水準(zhǔn)測量要求建立，待線下工程施工完成后，再按鋪設(shè)無砟軌道施工要求重新建立二等水準(zhǔn)控制網(wǎng)，這是不得已的辦法。故有條件的地區(qū)，宜一次敷設(shè)二等水準(zhǔn)路線建立基礎(chǔ)高程控制網(wǎng)。在無砟軌道勘測設(shè)計階段，應(yīng)建立

CPI和

CPⅡ控制網(wǎng)。其中：CPI網(wǎng)主要為勘測、施工、運營維護(hù)提供坐標(biāo)基準(zhǔn)；

CPⅡ網(wǎng)主要為勘測和施工提供控制基準(zhǔn)。

CPI中的

GPS觀測量應(yīng)首先在

WGS一

84坐標(biāo)系統(tǒng)中進(jìn)行三維無約束平差，然后把

WGS一

84的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為工程獨立平面坐標(biāo)。為減小尺度誤差，便于各單位測量成果的相互聯(lián)系與利用，滿足城市規(guī)劃的要求，在工程獨立平面坐標(biāo)系統(tǒng)中還需引人

1954北京坐標(biāo)系／

l980西安坐標(biāo)系或城市地方坐標(biāo)系。

CPⅡ網(wǎng)應(yīng)附合到

CPI網(wǎng)，并采用固定數(shù)據(jù)平差。五、CPⅠ和CPⅡ控制網(wǎng)根據(jù)測區(qū)地形、地貌和線路工程的具體情況，并顧及經(jīng)濟性原則進(jìn)行設(shè)計。在設(shè)計之前需要收集資料：◆線路平、縱斷面圖及測區(qū)1:10000和1:50000地形圖，◆沿線國家大地點和地方控制點資料，包括平面控制網(wǎng)圖、水準(zhǔn)線路圖、點之記、成果表和技術(shù)總結(jié)，在充分研究線路平、縱斷面圖的基礎(chǔ)上進(jìn)行整個控制網(wǎng)的設(shè)計?？刂凭W(wǎng)的設(shè)計包括：起算基準(zhǔn)設(shè)計、網(wǎng)形設(shè)計和精度設(shè)計。需要增補控制點時，還需要進(jìn)行控制網(wǎng)改造設(shè)計?？刂凭W(wǎng)設(shè)計采用計算機輔助設(shè)計（數(shù)據(jù)處理）。（一）CPI和CPⅡ控制網(wǎng)設(shè)計1.起算基準(zhǔn)設(shè)計

任何一項工程，測量計算的投影面均以施工精度要求最高的設(shè)計尺寸所在的高程面為準(zhǔn)。對于無砟軌道應(yīng)該以線路軌頂標(biāo)高作為平面獨立坐標(biāo)系統(tǒng)（施工平面控制網(wǎng)）的投影高程面。（1）CPI起算基準(zhǔn)

CPI控制網(wǎng)為基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)，主要為勘測、施工、運營維護(hù)提供坐標(biāo)基準(zhǔn)，CPI以CP0為基準(zhǔn)進(jìn)行約束平差，應(yīng)在三維空間直角坐標(biāo)系下進(jìn)行，應(yīng)附合到CP0上，并采用固定數(shù)據(jù)平差。（2）CPII起算基準(zhǔn)

CPII控制網(wǎng)為線路平面控制網(wǎng)，主要為勘測和施工提供控制基準(zhǔn)；CPII平差應(yīng)以CPI為基準(zhǔn)做整網(wǎng)約束平差處理，應(yīng)附合到CPI上，并采用固定數(shù)據(jù)平差。

2、網(wǎng)形設(shè)計

（1）布網(wǎng)原則

高速鐵路工程平面控制網(wǎng)按照逐級控制的原則布設(shè)，各級平面控制網(wǎng)設(shè)計的主要技術(shù)要求應(yīng)符合表的規(guī)定?？刂凭W(wǎng)測量方法測量等級點間距（m）相鄰點的相對中誤差（mm）備注CP0GPS一等5000020

CPIGPS二等≤4km1對點10點間距≥800mCPIIGPS三等600～8008

導(dǎo)線三等400～8008附和導(dǎo)線網(wǎng)按《高速鐵路工程測量規(guī)范》我國高鐵精密平面控制網(wǎng)分三級布設(shè)，實踐中按四級進(jìn)行布設(shè)。它們是：坐標(biāo)基準(zhǔn)控制網(wǎng)（CP0）、基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)（CPI）、線路平面控制網(wǎng)（CPII）和基樁控制網(wǎng)（CPIII）。

為了保證勘測、施工、運營維護(hù)各階段平面測量成果的一致性，各階段的平面控制測量應(yīng)共同使用同一個GPS平面位置基準(zhǔn)，該位置基準(zhǔn)由CP0確定。

CPI主要為勘測、施工、運營維護(hù)提供坐標(biāo)基準(zhǔn)。CPI控制網(wǎng)均采用GPS定位技術(shù)實現(xiàn)。

CPII主要為勘測和施工提供控制基準(zhǔn)。CPII控制網(wǎng)主要采用GPS定位技術(shù)實現(xiàn)

CPIII主要為線上工程無砟軌道鋪設(shè)和運營維護(hù)提供控制基準(zhǔn)。CPIII的建立均采用全站儀自由設(shè)站的方式進(jìn)行。（2）CPI網(wǎng)的布設(shè)

1）CPI控制點沿線路走向布設(shè)。點位埋設(shè)在距線路中心50～500m范圍內(nèi)不易被施工破環(huán)、穩(wěn)定可靠和便于測量的地方。

CPI網(wǎng)沿線路每4km布設(shè)

1對

GPS點，宜兼顧橋梁、隧道及其他大型構(gòu)（建）筑物布設(shè)施工控制網(wǎng)的要求。2）CPI采用邊聯(lián)結(jié)方式構(gòu)網(wǎng)，形成由三角形或大地四邊形組成的帶狀網(wǎng)；在線路勘測設(shè)計起點、終點或與其他鐵路平面控制網(wǎng)銜接地段，必須有兩個以上的CPI控控制點相重合，并在測量成果中反映出相互關(guān)系。CPI控制網(wǎng)宜與附近的已知水準(zhǔn)點聯(lián)測。3）CPI控制網(wǎng)應(yīng)與沿線的國家或城市三等及以上平面控制點聯(lián)測，引入國家或城市平面坐標(biāo)系統(tǒng)。4）CPI控制網(wǎng)應(yīng)按照二等GPS測量要求進(jìn)行。

（3）CPII網(wǎng)的布設(shè)

1）CPII測量應(yīng)在CPI的基礎(chǔ)上采用GPS測量或?qū)Ь€測量方法施測。

2）CPII控制點的布設(shè)一般選在距線路中線50～200m范圍內(nèi)且不易破壞的、穩(wěn)定可靠和便于測量的地方，并作詳細(xì)的點之記。

3）在線路勘測設(shè)計起點、終點及不同單位測量銜接地段，應(yīng)聯(lián)測兩個以上CPII控制點作為共用點，并在測量成果中反映出相互關(guān)系。

4）CPII控制網(wǎng)應(yīng)按照三等GPS和三等導(dǎo)線測量要求進(jìn)行。3.精度設(shè)計

精度設(shè)計包括:

可重復(fù)性測量精度—是指控制點兩次定位坐標(biāo)差的中誤差或補設(shè)、增設(shè)控制點時，由現(xiàn)有已知控制點發(fā)展的新控制點相對于已知點的坐標(biāo)中誤差；

相對點位精度—是指通過測量可導(dǎo)出的相鄰控制點之間的精度；

平均可靠率—是指控制網(wǎng)的多余觀測數(shù)與總觀測數(shù)的比值。通過理論分析和大量的仿真計算，并參照德鐵

RIL883標(biāo)準(zhǔn)，

CPI基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)

GPS測量精度定為

B級，

CPⅡ線路控制網(wǎng)

GPS測量精度定為

C級（或四等導(dǎo)線）。

特別需要強調(diào)的是，精度計算應(yīng)考慮原始數(shù)據(jù)誤差的影響。（1）GPS測量精度及技術(shù)指標(biāo)控制網(wǎng)級別基線邊方向中誤差最弱邊相對中誤差可重復(fù)性測量精度（mm）相對點位精度（mm）CPI≤1.3"1/180000108+D×10-6CPII≤1.7"1/1000001510（2）CPII控制網(wǎng)導(dǎo)線測量的精度及主要技術(shù)指標(biāo)控制網(wǎng)級別附和長度（mm）邊長（mm）測量中誤差（mm）測角中誤差（mm）相鄰點的相對中誤差（mm）導(dǎo)線全長相對閉合差限差方位角閉合差限差（"）對應(yīng)導(dǎo)線等級CPII≤4400～80051.881/55000±3.6三等由于在無砟軌道鐵路工程的勘測、施工、運營維護(hù)等三個階段的平面控制網(wǎng)共用同一個基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)，即“三網(wǎng)合一”，因此

CPI網(wǎng)應(yīng)在線路勘測設(shè)計階段完成。（1）CPI網(wǎng)測量

◆采用

B級靜態(tài)

GPS測量。

◆

CPI控制點應(yīng)選在離線路中線

100～200m的不易被破壞的范圍內(nèi)；◆整個控制網(wǎng)沿線路走向布設(shè)，采用邊聯(lián)結(jié)方式，形成三角形或大地四邊形組成的帶狀網(wǎng)；◆在線路勘測設(shè)計起點、終點或與其他鐵路平面控制網(wǎng)銜接地段，應(yīng)有兩個以上的

CPI控制點相重合，并在測量成果中反映出相互關(guān)系。為將無砟軌道鐵路工程獨立坐標(biāo)系統(tǒng)引人國家坐標(biāo)系統(tǒng)，CPI應(yīng)與沿線不低于國家二等三角點或

GPS點聯(lián)測，宜每

50km

聯(lián)測一個國家三角點。全線（段）聯(lián)測國家三角點的總數(shù)不得少于

3個，特殊情況下不得少于

2

個。如聯(lián)測點數(shù)為

2個時，應(yīng)盡量分布在網(wǎng)的兩端；當(dāng)聯(lián)測點數(shù)為

3

個及其以上時，宜在網(wǎng)中均勻分布。4、技術(shù)要求（

2）CPⅡ網(wǎng)測量

應(yīng)在

CPI網(wǎng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行，采用方法：

（1）GPS測量；（2）導(dǎo)線測量。

無論采用哪種測量方法，要求如下：

CPⅡ控制點均應(yīng)選在離線路中線

50～100m的不易被破壞的范圍內(nèi)。在線路勘測設(shè)計起點、終點及不同單位測量銜接地段，應(yīng)聯(lián)測

2個以上

CPⅡ控制點作為共用點，并在測量成果中反映出相互關(guān)系。如果具有良好的對空通視條件，可采用

C級

GPS測量。在

800～1000m左右布設(shè)一個

GPS點，相鄰

GPS點之間應(yīng)通視，特別困難地區(qū)至少有一個通視點，以滿足定測放線或施工測量的需要；

CPⅡ網(wǎng)采用邊聯(lián)結(jié)方式構(gòu)網(wǎng)，形成由三角形或大地四邊形組成的帶狀網(wǎng)，分段起閉于

CPI控制點，并與

CPI聯(lián)測構(gòu)成附合網(wǎng)。CPⅠ線路中線CPⅡCPⅠCPⅢCPⅡ150-200mCPⅠCPⅢCPⅠ≤4km≥1000m800-1000mCPⅡ平面控制網(wǎng)示意圖CPⅡ網(wǎng)測量方法要求

GPS控制測量外業(yè)觀測和基線解算應(yīng)執(zhí)行現(xiàn)行全球定位系統(tǒng)（

GPS）鐵路測量規(guī)程的相關(guān)規(guī)定。

GPS網(wǎng)宜采用一個已知點和一個已知方向的方法進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，并引人

1954北京坐標(biāo)系或

1980西安坐標(biāo)系統(tǒng)。

CPⅡ網(wǎng)導(dǎo)線測量，則應(yīng)選用標(biāo)稱精度不低于

2″、

2mm+2PPm的全站儀按四等導(dǎo)線精度施測.導(dǎo)線點間距也為

800～1000m。邊長測量讀數(shù)至

mm；距離和豎直角往返各觀測

2測回，各項限差應(yīng)滿足下表要求；

CPⅡ?qū)Ь€應(yīng)在方位角閉合差及導(dǎo)線全長相對閉合差滿足要求后，進(jìn)行嚴(yán)密平差。距離和豎直角觀測限差5.控制點要求（1）控制點編號

CPI、CPⅡ點標(biāo)石上應(yīng)注記控制點編號，由七位字符組成：例如：CPIxxxx、

CPⅡxxxx,如CPⅡ3010，其中“CPⅡ”―代表CPⅡ級控制點，“3”—代表埋標(biāo)的段落序號，“010”—代表CPⅡ級控制點的順序號。CPI、CPⅡ控制點均遵循由小里程向大里程順序編號原則。（2）控制點埋設(shè)標(biāo)準(zhǔn)埋設(shè)采用現(xiàn)場澆灌混凝土樁，混凝土的配合比按水泥:砂子:碎石的重量比為1:2:3進(jìn)行。當(dāng)氣溫在0oC及以下時，混凝土應(yīng)加入防凍液和速凝劑。如在市區(qū)內(nèi)，由于地面開挖困難，可在穩(wěn)固建筑物上進(jìn)行設(shè)標(biāo)，也可在水泥路面設(shè)標(biāo)。水泥路面設(shè)標(biāo)要用電鉆打孔后，將金屬標(biāo)志用固結(jié)劑或速凝水泥鑲嵌在路面上，規(guī)格應(yīng)符合下圖的規(guī)定。

埋設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格控制點標(biāo)志控制點標(biāo)石的埋設(shè)規(guī)格（3）控制點標(biāo)志

金屬標(biāo)志制作材料上部為不銹鋼，下部采用普通鋼筋焊接而成。規(guī)格應(yīng)符合下圖1的規(guī)定。（4）控制點標(biāo)石的埋設(shè)規(guī)格

建筑物頂上設(shè)置標(biāo)石，標(biāo)石應(yīng)和建筑物頂面牢固連接，并對標(biāo)石位置的建筑物頂進(jìn)行防水處理。建筑物上各等平面控制點標(biāo)石設(shè)置規(guī)格應(yīng)符合上圖的規(guī)定。

CPⅠ、CPⅡ控制點標(biāo)石埋設(shè)規(guī)格應(yīng)符合圖1的規(guī)定。

CPⅠ、CPⅡ控制點標(biāo)石埋設(shè)規(guī)格（6）點之記繪制要求：1）點之記要在埋標(biāo)時現(xiàn)場繪制草圖，繪制時要符合要求，要素齊全，標(biāo)識點位的距離用皮尺現(xiàn)場實測，交通路線圖指向要齊全、清楚。

2）埋標(biāo)時，先用手持GPS在測區(qū)測量已知點，將參數(shù)調(diào)整在測量誤差10m以內(nèi)，然后進(jìn)行選點，選點完成后采集概略坐標(biāo)，繪制點之記時進(jìn)行標(biāo)注。3）選點埋標(biāo)人員在點之記繪制記錄上簽名。

4）每個點用數(shù)碼相機拍攝輔助點之記（JPG文件格式）兩張，一張標(biāo)石頂面（照片文件名稱：點號-1），另一張為一人站在點位上，拍攝點位附近明顯參照物（照片文件名稱：點號-2）。

5）根據(jù)點之記草圖，及時繪制成CAD形式的電子圖。

6）分院將在埋標(biāo)過程中進(jìn)行實挖檢查，對檢查不符合規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)的埋標(biāo)單位和埋石人員進(jìn)行嚴(yán)肅處理。7）點之記樣例。（5）標(biāo)石表面標(biāo)識（見下圖）

用統(tǒng)一制作的模具進(jìn)行表面的修飾和標(biāo)識。標(biāo)石及字頭統(tǒng)一大致指北。

點之記樣6、數(shù)據(jù)處理平面控制測量一般采用GPS定位技術(shù)，因為其自動化程度很高，數(shù)據(jù)自動記錄，并在相應(yīng)服務(wù)軟件的支持下自動進(jìn)行數(shù)據(jù)的后處理。對GPS數(shù)據(jù)觀測質(zhì)量的檢查關(guān)系到平面控制點成果的可靠性，必須足夠重視。對于采用全站儀進(jìn)行觀測的數(shù)據(jù)，需要進(jìn)行的數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查有：

對平差獲取的坐標(biāo)，不但要做絕對點位誤差的分析和檢查，還要做相鄰點位問的相對誤差檢查。只有上述兩項標(biāo)準(zhǔn)都滿足的情況下，約束平差的最終成果才可應(yīng)用于工程實際。一、CPIII控制網(wǎng)測量內(nèi)容及作業(yè)流程二、CPII控制網(wǎng)復(fù)測及加密測量三、CPIII網(wǎng)形設(shè)計

四、CPIII高程測量六、軌道控制網(wǎng)（CPIII）測量

CPIII控制網(wǎng)又名基樁控制網(wǎng)，是高速鐵路測量最基本的控制網(wǎng)，在高速鐵路的修建過程中，從線路的中線放樣、底座混凝土鋼模放樣方案、軌道板調(diào)整到鋼軌精調(diào)系統(tǒng)都會用到CPIII控制網(wǎng)。在后期線路維護(hù)的時候也需要用到CPIII，在施工中顯的極為重要.在修建無砟軌道前都需要進(jìn)行CPIII基樁測設(shè)。在做CPIII布測之前，首先要做CPII網(wǎng)的復(fù)測。

在無砟軌道施工中，鋪軌控制基樁不僅是加密基樁的基準(zhǔn)點，也是無砟軌道鋪設(shè)的控制點，它的精確測設(shè)是保證軌道施工質(zhì)量的關(guān)鍵。布設(shè)

CPⅢ網(wǎng)的目的就在于準(zhǔn)確地測設(shè)鋪軌控制基樁，確保無砟軌道施工滿足線路平順性要求。（一）CPIII控制網(wǎng)測量內(nèi)容及作業(yè)流程

測量作業(yè)的主要內(nèi)容有埋設(shè)CPIII點，外業(yè)數(shù)據(jù)采集，平差計算，編制CPIII測量成果報告；測量前期準(zhǔn)備的主要內(nèi)容有CPI、CPII及高程控制網(wǎng)的復(fù)測，CPII加密測量，編制CPIII測量實施方案；

評估驗收的主要內(nèi)容有對CPIII測量成果的總體質(zhì)量進(jìn)行評定，審查測量成果是否達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的要求。CPIII控制網(wǎng)測量內(nèi)容測量前期準(zhǔn)備、測量作業(yè)、評估驗收三個階段

CPIII精密控制網(wǎng)應(yīng)在線下工程竣工并且通過沉降變形評估后施測。CPIII控制網(wǎng)測量內(nèi)容及作業(yè)流程（二）CPII控制網(wǎng)復(fù)測及加密測量

為保證勘測設(shè)計、施工測量和運營維護(hù)控制網(wǎng)三網(wǎng)合一，CPIII測量的平面坐標(biāo)系統(tǒng)采用與相對測區(qū)精測網(wǎng)一致的坐標(biāo)系統(tǒng)和高程系統(tǒng)。具體起算基準(zhǔn)點分為加密CPII點與加密線路水準(zhǔn)基點。

1、CPII控制網(wǎng)進(jìn)行復(fù)測

CPIII網(wǎng)測量前應(yīng)對CPII控制網(wǎng)進(jìn)行復(fù)測，檢測CPII控制點之間的兼容性，平面采用三等GPS測量進(jìn)行復(fù)測，高程按二等水準(zhǔn)測量進(jìn)行復(fù)測。復(fù)測時，向相鄰區(qū)段延伸進(jìn)行搭接測量，平面至少搭接測量一條公共邊，高程至少搭接測量一個公共點。隧道CPIII網(wǎng)測量前，需先進(jìn)行隧道內(nèi)導(dǎo)線、高程的貫通測量，并對貫通誤差進(jìn)行調(diào)整。

CPII控制點復(fù)測成果與設(shè)計成果之差造成的點位差大于10mm時應(yīng)進(jìn)行核實。2、CPIII聯(lián)測CPII加密測量布設(shè)原則：CPIII網(wǎng)測量時平面網(wǎng)附合至CPI、CPII控制點上，每600m左右聯(lián)測一個CPI或CPII控制點，自由測站至個CPI或CPII控制點之間的距離不宜大于300m，水準(zhǔn)測量附合于線路水準(zhǔn)基點，水準(zhǔn)符合路線長度不大于3km。CPIII聯(lián)測CPII加密測量平面控制點之間一般宜在400～800m，平均間距宜為600m，且需要與連續(xù)的3個自由測站通視，自由測站與CPII點之間的距離小于300m;CPII點與自由測站之間的豎直角不宜過大；在橋梁地段不宜布設(shè)在橋下，宜布設(shè)在橋梁固定，隧道內(nèi)CPII應(yīng)布設(shè)為閉合環(huán)導(dǎo)線網(wǎng)。技術(shù)要求

CPIII聯(lián)測CPII加密控制點測量應(yīng)按《高鐵工程測量規(guī)范》（TB10601-2009）中規(guī)定的GPS三等網(wǎng)精度進(jìn)行施測，相鄰控制點相對中誤差8mm，基線邊方向中誤差小于等于1.7″，最弱邊相對中誤差不大于1/100000。3、CPIII聯(lián)測CPII加密控制點測量方法（1）GPS加密CPII網(wǎng)1）選點埋石

CPII加密點應(yīng)采用強制對中標(biāo)，在橋梁部分CPII加密點需上橋，但不得與CPIII點共用，沿線路前進(jìn)方向埋設(shè)于橋梁防撞墻頂部；路基段應(yīng)在征地界范圍內(nèi)，保證加密CPII點埋設(shè)穩(wěn)定可靠，沿線路前進(jìn)方向宜左右交替埋設(shè)。對采用GPS技術(shù)測量的CPII加密點，必須同時滿足必要的GPS觀測條件。2）觀測

CPII加密精度要求同精測網(wǎng)原網(wǎng)要求一致，觀測、數(shù)據(jù)處理方法均與原測的CPII相同。觀測前要對網(wǎng)形進(jìn)行設(shè)計，保證CPII加密點間的基線長度在600m左右，并且要盡可能多的聯(lián)測原精測網(wǎng)中的CPI或CPII點，以保證梁上與梁下的平面坐標(biāo)系統(tǒng)統(tǒng)一。技術(shù)要求見表2-9。3）數(shù)據(jù)處理對CPII加密點進(jìn)行整體平差前應(yīng)先對網(wǎng)中的原CPI點和CPII點的穩(wěn)定性進(jìn)行分析，對不滿足精度要求的原CPI點和CPII點進(jìn)行剔除，滿足要求的點作為起算點。一般將基線質(zhì)量作為檢驗標(biāo)準(zhǔn)，見表2-10。

（2）導(dǎo)線加密CPII網(wǎng)

CPII控制點采用測角精度不低于1"，測距精度不低于1mm+2ppm的全站儀施測。加密導(dǎo)線點的埋設(shè)要求同上，檢測要求如下：

1）點間距宜不大于500m。

2）導(dǎo)線測量水平角觀測技術(shù)要求。

各項限差應(yīng)滿足測量規(guī)范的要求。（3）導(dǎo)線測量數(shù)據(jù)使用電子手簿記錄，導(dǎo)線邊應(yīng)離開障礙物1m以上，數(shù)據(jù)微機傳輸整理。（4）距離經(jīng)高程和高斯投影轉(zhuǎn)化后進(jìn)行平差計算。

4、加密線路水準(zhǔn)基點（1）測量方案

預(yù)埋件轉(zhuǎn)接頭

測量儀器連接盤加密控制點的構(gòu)成部分

（2）橋面高程傳遞（三角高程測量）

當(dāng)橋面與地面間高差大于3m，線路水準(zhǔn)基點高程直接傳遞到橋面CPⅢ控制點上困難時，可采用不量儀器高和棱鏡高的中間設(shè)站三角高程測量法傳遞，觀測兩遍，且要求儀器變換儀器高，每次要求手工觀測四個測回。（a）不量儀器高、棱鏡高的中間設(shè)站三角高程測量原理（b）在同一側(cè)設(shè)置觀測點

中間設(shè)站三角高程測量的主要技術(shù)要求，應(yīng)滿足下表的要求。測量中，前后視必須是同一個棱鏡。觀測時，棱鏡高不變；儀器與棱鏡的距離不宜大于100m，最大不應(yīng)超過150m。前、后視距應(yīng)盡量相等，一般距離差值不宜超過5m。觀測時，要準(zhǔn)確測量溫度、氣壓值，以便進(jìn)行邊長改正。中間設(shè)站三角高程測量外業(yè)觀測技術(shù)指標(biāo)除滿足上述要求外，不能有遮擋。測量前瞄著橋上點，正反測記錄豎直角（V）值，查看（V（正）+V（反）-360）/2是否小于5″,如滿足條件,開始三角高程測量。如不滿足條件,再次測量,仍不滿足條件,對儀器進(jìn)行檢校。CPⅢ測量的儀器要求

用于CPⅢ測量的儀器設(shè)備應(yīng)通過國家法定機構(gòu)檢定，并在檢定有效期內(nèi)。1、全站儀應(yīng)具有自動目標(biāo)搜索、自動照準(zhǔn)、自動觀測、自動記錄功能，其標(biāo)稱精度應(yīng)滿足：方向測量中誤差不大于±1″，測距中誤差不大于±（1mm+2ppm）。2、水準(zhǔn)儀不低于DS1級的電子水準(zhǔn)儀及其配套銦瓦尺。3、配套的溫度計量測精度不低于±0.5℃，氣壓計量測精度不低于±5hpa。

（3）梁上水準(zhǔn)路線貫通

為了檢驗三角高程點間的匹配性，并且為了防止三角高程測量時存在粗差，故在CPIII水準(zhǔn)測量之前，需要在梁上對三角高程點進(jìn)行二等水準(zhǔn)貫通測量，以保證大約2km一個三角高程點間滿足二等水準(zhǔn)的要求。

貫通水準(zhǔn)路線中的三角高程點一般不得少于三個，以便對三角高程點間的兼容性進(jìn)行分析。（4）技術(shù)要求（5）數(shù)據(jù)處理預(yù)處理部分：檢核方法可以采用手工或程序檢核。觀測數(shù)據(jù)經(jīng)檢核不滿足要求時，及時提出重測，經(jīng)檢核無誤并滿足要求時，進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲，提交給數(shù)據(jù)計算、平差處理。數(shù)據(jù)計算、平差處理采用TSDI_HRSADJ平差軟件，在計算報告中要說明軟件名稱。自由設(shè)站點、CPⅢ點進(jìn)行整體平差。平差計算時，要對各項精度作出評定。（6）CPIII點布設(shè)與編號埋設(shè)過程（左）和埋設(shè)完成的預(yù)埋件（右）CPⅢ控制點布設(shè)、埋點應(yīng)滿足以下要求(1)CPⅢ控制點宜設(shè)于線路外側(cè)，距線路中線的距離一般為

3～4m，控制點的間距以150～200m為宜。并成對布設(shè)在線路兩側(cè)的兩個基標(biāo)點里程差不超過1m。布設(shè)高度應(yīng)比軌道面高度高30cm左右。一次布設(shè)的CPIII施工基標(biāo)精密控制網(wǎng)最短長度不得少于2km。

路基地段，CPⅢ基標(biāo)點可直接布置在接觸網(wǎng)支柱上，基樁直徑不小于30厘米，基樁頂面高于外軌軌頂面30厘米；若接觸網(wǎng)已完成施工，則可直接布置在接觸網(wǎng)支柱上，相鄰兩對CPⅢ基樁在里程上相距約50米，待基樁穩(wěn)定后，在基樁頂面開孔(孔徑50毫米，孔深100毫米)然后使用快干砂漿或者錨固劑埋設(shè)立式基座。布置在接觸網(wǎng)支柱上有以下幾個優(yōu)點：1）接觸網(wǎng)支柱的基礎(chǔ)安全穩(wěn)定2）點位不易遭受破壞3）未來可用的控制點均勻分布在線路上（每隔50m）4）可以在線路兩側(cè)布置標(biāo)記點布置在接觸網(wǎng)基礎(chǔ)上的CPⅢ點布置在接觸網(wǎng)支柱上的CPⅢ點橋梁地段，CPⅢ基標(biāo)點的布設(shè)可直接在梁固定端的防撞墻頂面，低于防撞墻頂面10cm處；或側(cè)面，成對開鑿鉛垂方向的安裝孔(孔徑50毫米，孔深100毫米)，然后使用快干砂漿或者錨固劑埋設(shè)立式基座。?à?à布置在防撞墻頂面CPⅢ點布置在防撞墻側(cè)面CPⅢ點隧道地段，基標(biāo)點布置在隧道兩側(cè)電纜槽頂面以上85厘米的邊墻內(nèi)襯上，埋設(shè)高度控制在側(cè)墻頂面下10cm處，相鄰CPⅢ點對相距60米左右。隧道內(nèi)CPⅢ控制點布置圖對線路特殊地段、曲線控制點、線路變坡點、豎曲線起終點及道岔區(qū)均應(yīng)增設(shè)加密控制點，曲線地段加密控制點間距以50～60m為宜。(2)CPⅢ控制點應(yīng)設(shè)置在穩(wěn)固、可靠、不易破壞和便于測量的地方，并應(yīng)防凍、防沉降和抗移動、控制點標(biāo)識要清晰、齊全，便于準(zhǔn)確識別和使用。(3)CPⅢ控制點有條件時宜埋設(shè)混凝土強制對中標(biāo)圖所示，當(dāng)CPⅢ設(shè)在接觸網(wǎng)桿等建筑物上時，可根據(jù)實際情況自行設(shè)計。CPⅢ及施工控制點標(biāo)石埋設(shè)圖(4)CPⅢ控制點采用導(dǎo)線測量時，直線部分宜設(shè)于線路一側(cè)，曲線部分宜設(shè)于線路外側(cè)；采用邊角后方交會法測量時，應(yīng)設(shè)于線路兩側(cè)。在一條線路上控制點的外移距離宜相等，如遇障礙物，外移距離可適當(dāng)減少，但增減值應(yīng)相等。CPIII控制點埋設(shè)完成后，應(yīng)對其進(jìn)行檢測。檢測控制點間夾角時，方向觀測應(yīng)不少于兩測回，距離往返觀測各兩測回；控制點間的距離允許偏差為1/20000，直線段控制點間夾角與180°較差應(yīng)小于8″，曲線段控制點回夾角與設(shè)計值較差計算出的線路橫向偏差應(yīng)小于1.5mm；弦長測量值與設(shè)計值較差應(yīng)小于2mm。

CPⅢ控制點滿足各項限差要求后應(yīng)永久固定?？刂泣c標(biāo)識要清晰、齊全、便于使用，并繪制布設(shè)平面示意圖和控制點表，做好點之記描述其位置、里程、外移距。

CPⅢ導(dǎo)線測量水平角及導(dǎo)線邊長測量按表的技術(shù)要求執(zhí)行。CPⅢ導(dǎo)線應(yīng)在方位角閉合差及導(dǎo)線全長相對閉合差滿足要求后，采用嚴(yán)密平差計算。CPⅢ控制點編號

CPⅢ控制點編號的標(biāo)注應(yīng)全線統(tǒng)一采用大小為4cm的正楷字體刻繪，并用白色油漆抹底，綠色油漆填寫編號字體。

CPⅢ控制點編號要求如下：（1）CPⅢ-點按照公里數(shù)遞增進(jìn)行編號，其編號反映里程數(shù)；（2）CPⅢ-點以數(shù)字CPⅢ為數(shù)字代碼；（3）所有處于線路上行線軌道左側(cè)的標(biāo)記點，編號為奇數(shù)，處于上行線軌道右側(cè)的標(biāo)記點編號為偶數(shù)，在有長短鏈地段應(yīng)注意編號不能重復(fù)。

舉例如下：見表。3．自由測站的點編號

自由測站的點編號定義如下：自由測站點的編號應(yīng)該按照日期編輯。格式為年月日，某日第一個自由測站編號為01。當(dāng)某天有很多自由測站要測量，則編號依次遞增01直到兩位數(shù)。

舉例如下：見表。對于有兩組或以上的平面觀測小組，一組自由測站編號可以從01到25，第二組可以從26到50，以此類推。

（三）CPIII網(wǎng)形設(shè)計1、CPIII平面控制網(wǎng)布設(shè)

技術(shù)要求控制網(wǎng)名稱測量方法方向觀測中誤差距離觀測中誤差相鄰點的相對點位中誤差CPIII自由測站邊角交會1.8″1.0mm1.0mm構(gòu)網(wǎng)形式：

測站（自由站點）

CPIII控制點向CPIII點進(jìn)行的測量（方向、角度和距離）

測站間距為120m的CPIII平面網(wǎng)構(gòu)網(wǎng)形式

測站間距為60m的CPIII平面網(wǎng)構(gòu)網(wǎng)形式自由測站置鏡聯(lián)測高等級點CPIII控制點測量方法及與上一級控制網(wǎng)的關(guān)系：

CPIII平面網(wǎng)觀測水平方向應(yīng)采用全圓方向觀測法進(jìn)行觀測?？刂凭W(wǎng)名稱儀器等級測回數(shù)半測回歸零差不同測回同一方向同一方向歸零后方向值較差CPIII0.5″36″9″6″1″46″9″6″控制網(wǎng)名稱測回半測回間距離較差測回間距離較差CPIII≥3±1mm±1mm平面網(wǎng)距離測量應(yīng)滿足下表的規(guī)定。CPIII平面網(wǎng)測段首尾網(wǎng)型示意圖第二階段首第一階段尾

CPIII平面網(wǎng)重疊測段銜接網(wǎng)型示意圖

CPIII平面網(wǎng)數(shù)據(jù)處理

1）CPIII平面控制網(wǎng)平差應(yīng)采用中鐵二院與西南交大聯(lián)合開發(fā)的高速鐵路通用平差軟件CPIIIDAS，并進(jìn)行CPIII網(wǎng)的外業(yè)觀測數(shù)據(jù)與網(wǎng)平差計算的精度檢核。CPIII控制網(wǎng)精度指標(biāo)P53

2）CPIII可以根據(jù)施工需要分段測量，分段測量的測段長度不宜小于4km。測段間應(yīng)重復(fù)觀測不少于6對CPIII點作為分段重疊觀測區(qū)域，以便進(jìn)行測段銜接，區(qū)段接頭不應(yīng)位于車站范圍內(nèi)，搭接區(qū)域避開連續(xù)梁。

3）坐標(biāo)換帶處CPIII平面網(wǎng)計算時，應(yīng)分別采用相鄰兩個投影帶的CPII坐標(biāo)進(jìn)行約束平差