城市轨道(地铁)工程测量课件

城市轨道（地铁）工程测量主讲：张杰胜城市轨道（地铁）工程测量主讲：张杰胜1第一章城市轨道交通工程概述城市轨道交通是城市公共交通的一个重要组成部分，包括地铁、轻轨、有轨电车和磁悬浮列车等。

城市轨道交通建设规模大，同时建设的城市多。目前，中国城市轨道交通正处在快速发展时期，从1995年—2008年6月，12年间共有10个城市20多条线路投入运营，运营里程达到730km，到奥运会开幕，北京、上海两城市运营线路分别达到220km和236km。与此同时，全国共有15个城市、800km的城轨线路正在施工建设。

2009年，国务院已经批复了22个城市的地铁建设规划，总投资8820.03亿元。到2015年前后，我国建成和在建轨道交通线路将达到158条，总里程将超过4189公里。1、我国城市轨道交通的建设状况第一章城市轨道交通工程概述城市轨道交通是22、城市轨道交通工程测量的任务和内容城市轨道交通工程测量主要包括地面测量、地面和地下联系测量、地下测量等三个方面的工作。（1）设计阶段测量工作的主要内容在初步设计阶段，测绘工作者就进行地面控制测量(首级卫星定位控制测量，精密导线测量，高程控制测量)，1：500地形图测量，管线测量和调查，地下建(构)筑物测量，跨越线路的建(构)筑物测量，水域地形测量，定线测量等，并提供相应的测量成果。施工设计阶段，应进行线路纵，横断面测量，线路中线测量，线路红线，拆迁红线测量，设计委托的零星测量工作，现时提供相应测量成果。2、城市轨道交通工程测量的任务和内容城市轨道3（2）施工阶段测量工作的主要内容土建结构施工阶段应进行加密施工控制测量，定线测量，竖井联系测量，施工放线测量，限界测量，监控测量和其它测量工作。轨道和设备安装阶段应进行铺轨基标测量，线路标志测量，延线和新增加的监控测量;竣工测量阶段应进行全线线路轨道竣工测量，区间，车站和附属建筑结构竣工测量，线路沿线设备竣工测量，地下管线竣工测量以及测量成果的资料验收等工作。（3）运营阶段测量工作的主要内容运营阶段包括城市轨道交通建成交付运营以后的阶段。在该时段中测量工作者应长期对线路维护和改造提供测量保障，并对线路构成安全隐患的结构和线路环境进行变形监测工作，确保安全运营。（2）施工阶段测量工作的主要内容土建结构施工阶段应进4地面平面控制测量是城市轨道交通工程所有测量的基础和依据，是城市轨道交通工程全线线路与结构贯通的保障。在土建施工开挖前测量完毕。地面平面控制网具有精度高、边长较短、使用频繁等特点。（一）地面平面控制网的基本特点城市轨道交通工程应结合拟建线路情况，进行专项平面控制网布设，且与城市原有坐标系统一致，并在工程开始前完成，其基本特点如下：一）平面控制网的大小、形状、点位分布应满足轨道交通工程施工的需要，可以根据城市轨道交通总体规划布设全面网，也可以为某条线路布设单独的线状控制网。第二章地面平面控制测量地面平面控制测量是城市轨道交通工程所有测量的基础和依5二）城市轨道交通工程地面平面控制网在城市一、二等控制网的基础上建立，通常分两个等级布设，即一等卫星定位控制网(以下简称GPS网)和二等精密导线(锁、网)两个等级。GPS网点数较少，起到整体骨架的作用，是后续测量的基础，而导线(锁、网)则在GPS网的基础上布设成附合导线、闭合导线或多个结点的导线网。边长较短，可直接为地面施工测量服务，对地下施工起到向地下传递坐标、方向的作用。

二）城市轨道交通工程地面平面控制网在城市一、二等控6

三）地面平面控制网不但是隧道横向贯通的基础，还是安装测量控制网、变形监测网的基础。可为工程设计提供大比例尺地形图测绘、施工放样、轨道铺设、断面测量、建设期间变形监测以及运营后的结构变形监测服务。四）由于城市轨道交通工程建设周期较长，工程建设期间平面控制点难免发生变化，因此需要在一定的周期内对地面平面控制网进行检测，评价原网稳定状况和可靠程度，确保地面平面控制网满足工程建设需要。三）地面平面控制网不但是隧道横向贯通的基础，还是安装测量控7（二）地面平面控制网的测量步骤地面平面控制网的测量步骤与城市建设的平面控制网一样，通常需要经过以下工作步骤：一）收集资料。根据拟建线路的设计资料(尤其是车站位置、竖井位置和线路走向、不同线路交叉情况等)，收集和了解沿线现有城市首级控制网、轨道交通控制网以及岩土工程条件等资料。二）现场踏勘。在拟建线路附近普查现有首级平面控制点的保存情况与车站、车辆段以及沿线周围建(构)筑物情况和拟埋设控制点的位置条件情况等。三）选点。根据控制网布设原则以及观测条件进行选点，值得注意的是GPS点和精密导线点的选点可以同时进行。四）埋石。根据控制点的位置条件，选择埋设不同类型的标石。五）控制网观测。按照平面控制网等级和技术要求进行GPS测量和精密导线测量。六）数据平差等。（二）地面平面控制网的测量步骤8（三）一等卫星定位控制网测量一）控制网的选点和埋石1．GPS控制网点位的选择首先收集城市轨道交通线路沿线附近标石。稳定、完好的城市原有控制点纳入GPS控制网中，以便于确定GPS网的基准。同时通过原有控制点在GPS网中的坐标的较差，衡量GPS控制网的精度。控制点应选在利于长久保存、施测方便的地方，离开线路中心线或车站等构筑物外缘的距离不宜小于50m。控制点上应视野开阔，避开多路径效应影响，被测卫星的地平高度角应大于15°。远离无线电发射装置和高压输电线，其间距分别不小于200m和50m。建筑物上的控制点应选在便于联测的楼顶承重墙上面。（三）一等卫星定位控制网测量9GPS控制点的位置要便于进行下一级二等精密导线点的扩层，由于城市轨道交通线路贯穿城市繁华地段，交通运输极其繁忙，地面点位不易保存，二等精密导线点大都选在楼顶上，因此GPS点应尽量与相邻二等精密导线点通视，且尽量选在车站或施工竖井附近，以便利用。每个GPS点至少要有两个通视方向，相邻GPS点间距离不低于500m。

2．GPS控制点的标志与埋设

为使点位长期保存，以便利用GPS测量成果进行二等精密导线测量以及复测，GPS点均应埋设具有中心标志的永久性标石。标石分为基本标石、岩石标石和楼顶标石三种。GPS控制点的位置要便于进行下一级10建筑物楼顶标石可现场浇筑，标石下层钢筋插入楼顶平面混凝土中，标石应固结在楼顶板平台上，标石规格和形式见图为了减少多次观测对房屋顶部防水层的影响，同时减少每次观测的对中误差，在埋设GPS控制点时大都同时埋设具有强制对中标志的墩标。若控制点埋于地下，可以根据工程建设区域的地质状况选择埋设适宜的基本标石或岩石标石，标石规格和形式分别见

下图：建筑物楼顶标石可现场浇筑，标石下层11图1：楼顶控制点标石埋设图图2：土中基本标石埋设图1—土；2—捣固之土石层图3：岩石标石埋设图1—石块；2—保护盖图1图2图3图1：楼顶控制点标石埋设图图112二）GPS控制网布设方案及优化1．GPS控制网的布设原则

GPS控制网内应重合3～5个原有城市二等控制点或在城市里的国家一、二等控制点，并尽量保证分布均匀。同时考虑到城市轨道交通总体规划建设，多线路分期建设情况，在城市轨道交通线路交会处和前后期衔接处应布设2个以上的重合点。在隧道口、竖井、车站和车辆段附近应布设1—2个控制点，相邻控制点应有两个以上方向通视，其他位置的控制点间应至少有一个方向通视。二）GPS控制网布设方案及优化13控制网中应有一定数量的GPS点与水准点重合，同时应考虑在少量相邻点间进行电磁波测距用以检查GPS测量成果。对于所有选定的点位均以边连接方式按照静态相对定位原理布网，由于相邻点的相对点位中误差要求精度高，所以在控制网的布设时，相邻的短边控制点间保证同步观测。

GPS控制网必须由非同步独立观测构成闭合环或附合路线，每个闭合环或附合路线中的边数应符合规范规定。控制网中应有一定数量的GPS点与水142、GPS控制网的优化设计

为了确保GPS控制网的精度满足规范要求，在GPS控制网布设时有必要进行优化设计。主要内容为以下几种：（1）零类设计：即控制网的基准设计，是对一个已知图形结构和观测方案的GPS向量网确定最优坐标系统的优化设计。（2）一类设计：即控制网图形设计，是在确定网的精度和观测方案情况下，得到最佳点位的优化设计。（3）二类设计：即观测方案的最佳选择，主要包括时段设计、交通路线、观测时间等。2、GPS控制网的优化设计15GPS控制网布设示意图GPS控制网布设示意图16三）GPS控制网观测1．制定观测计划外业观测，又称数据采集。由于涉及多台接收机同步观测，所以在观测工作实施前，依据GPS网的布设方案、投入观测的接收机数量、可见性预报情况、观测时段长度、交通运输和通信条件，选择最佳的观测时段、进行科学调度。（1）GPS卫星的可见性预报GPS卫星的空间几何分布对定位精度具有重要影响，所以在选择最佳观测时段，制定观测计划时，查看当日的GPS卫星数以及相应的PDOP值的变化情况。确保任何地区全天任何时间均能至少观测到5颗卫星，但最佳观测时段还是选择在PDOP小于6的时间范围内。三）GPS控制网观测17（2）作业调度表根据最优化的原则，应综合考虑GPS网的布设方案、卫星的可见性预报、网的连接方式、各时段观测时间和交通情况，合理调配各接收机，进行科学调度。作业调度表包括观测时段号、测站名称和接收机号等内容。2．接收设备的检验在控制测量作业前，需对GPS接收机和天线等设备进行全面检验。接收机在一般检视和通电检验后，还应进行GPS接收机内部噪声水平的测试、接收机天线平均相位中心稳定性检验和GPS接收机不同测程精度指标的测试。由于埋设的标石大都没有强制对中装置，因此，为了提高对中精度，还需检验基座圆水准器和光学对中器是否准确。（2）作业调度表183、开机观测天线架设完成后，经检查接收机与电源、接收机与天线间的连接情况无误后，按作业调度表规定的时间开机作业，并逐项填写外业观测手簿。但观测期间，操作员应注意以下几方面：1）必须在接收机有关指示灯与仪表正常时，进行测站时段信息输入；2）注意查看接收卫星数、卫星号、相位测量残差、实时定位结果及其变化、存储介质以及电源情况等；

3）不得随意关机并重新启动，不准改动卫星高度角的限值，不准改变数据采样间隔和仪器高等信息。4、GPS外业测量手簿测量手簿应全面记录测站的相关信息，应该现场填写，并有可追溯性，以便内业计算时使用。手簿中应记录测站名称(测站号)、观测时段号、观测日期、观测者、测站类别(新选点、原等级控制点或水准点)、观测起止时间、接收机编号、对应天线号以及天线高三次量取值和量取方式等。5、数据存储3、开机观测19（三）二等精密导线测量一）二等精密导线网的精度要求和布设方案1．二等精密导线的精度要求根据精度分析及误差配赋理论，在一等卫星定位网精度满足要求条件下，点位中误差在±20mm以内，能够保证地面控制测量对横向误差的影响值在±25mm以内的要求。

二等精密导线测量的主要技术要求见下表：（三）二等精密导线测量20平均边长（m）闭合环或附合导线总长度（km）每边测距中误差（mm）测距相对中误差测角中误差（"）测回数方位角闭合差（"）全长相对闭合差相邻点的相对点位中误差（mm）Ⅰ级全站仪Ⅱ级全站仪3503～5±61/60000±2.546±5√n1/35000±8二等精密导线测量的主要技术要求注：1.n为导线的角度个数2.高架线路地段平均边长宜为400m3.全站仪的分级按《城市轨道交通工程测量规范》GB50308-2008附录中有关规定执行。平均边长（m）闭合环或附合导线总长度（km）每边测距中误差（212．二等精密导线的布设方法二等精密导线沿城市轨道交通线路方向布设，根据导线点与首级GPS点的空间分布，通常布设成多条附合导线、闭合导线或多个结点的导线网。附合导线、闭合导线示意图多节点导线示意图2．二等精密导线的布设方法附合导线、闭合导线示意图多节点导线22二）导线点的选埋二等精密导线点的选点要求无论采用何种施工方法，在城市轨道交通施工测量时使用最多的还是二等精密导线点，所以二等精密导线点的选点一定要保证易于观测、便于施工使用、易于保存而且稳定。具体而言，选点时要注意以下几点：（1）为施测方便，在车站、洞口附近，宜多布设导线点，且保证能够至少两个方向通视。为了减少地面导线测量的误差影响，最好确保二等精密导线点能够与洞口通视。（2）相邻导线边长不宜相差过大，个别短边的边长不应短于100m。位置应选在因城市轨道交通工程施工产生变形区域以外的地方，距城市轨道交通路线和车站构筑物的距离应大于30m。二）导线点的选埋23（3）导线点最好选在楼顶，也可埋于地面，但地面上的导线点位应避开地下构筑物如地下管线等，楼顶上的导线点宜选在靠近并能俯视城市轨道交通线路、车站、车辆段的一侧。（4）相邻导线点间以及导线点与其附合的GPS点之间的垂直角不应大于30°，视线离障碍物的距离应不受旁折光的影响。（5）综合考虑城市轨道交通线路总体规划，在城市轨道交通线路相交叉的地方及前、后两期工程衔接的地方应布设适量的共用导线点。（3）导线点最好选在楼顶，也可埋于地面，24三）精密导线观测导线测量通常利用全站仪观测，分为水平角测量和边长测量。全站仪本身的误差主要有以下几种：测距的加常数、乘常数误差；测距的周期误差；相幅误差；相位不均匀误差；竖轴倾斜误差；横轴倾斜误差；视准轴误差；补偿器误差；度盘偏心误差；度盘刻划误差；竖盘指标差；望远镜调焦误差等，所以最好要使用具有“电子补偿”功能的全站仪，并保证在观测时应处于检定周期之内，在观测前进行相关项目的检验。三）精密导线观测25

二等精密导线标石埋设图(mm)1—盖；2—砖；3—素土；4—标石；5—冻土线；6—混凝土1、水平角观测（1）GPS点上或导线结点上观测由于二等精密导线附合在GPS点上，在附合导线两端的GPS点上观测时，应联测其他可通视的GPS点，采用方向观测法，方向数不多于3个时可不归零，夹角的平均观测值与GPS坐标反算夹角之差应小于6″，在导线结点上观测时采用方向观测法，测回间需要变换度盘。（2）导线点上观测

当观测仅有两个方向时，导线点上水平角观测按左、右角观测，左右角平均值之和与360°的较差应小于4″。当水平角遇到长短边需要调焦时，应采用盘左长边(短边)调焦，盘右长边(短边)不调焦，盘右短边(长边)调焦，盘左短边(长边)不调焦的观测顺序进行观测。二等精密导线标石埋设图(mm)1、水平角观测262、边长测量每条导线边均进行往返测量：I级全站仪应往返观测各二个测回，Ⅱ级全站仪应往返观测各三个测回。每测回间应重新照准目标，每测回应四次读数，各项技术要求见下表：全站仪等级一测回中读数间较差单程各测回间较差往返测或不同时段结果较差Ⅰ332×(a+bd)Ⅱ57测距和各项较差的限差值（mm）注：1.一测回指照准目标一次读数一数4次；

2.2×(a+bd)为测距仪器标称精度。2、边长测量全站仪等级一测回中读数间较差单程各测回273．二等精密导线网平差根据城市原有控制网的基准面进行相应高程归化和(或)投影改化。具体进行何种归化或投影，以城市轨道交通建设的施工图设计所采用的坐标基准面而定。四）地面平面控制网的检测与处理1．地面控制网检测的必要性城市轨道交通修建过程工期比较长，在长时间中，由于城市地面沉降和建设的影响，控制点将会产生位移和沉降。如不及时进行检测就不能掌握控制点变形状况，将对工程质量造成严重隐患。3．二等精密导线网平差282．平面控制网的检测与评价(1)GPS网测量方案的审核

1）检查两期GPS网是否有重合点2）检测坐标系统与城市控制网是否一致3）检查GPS点相对于车站、竖井的位置是否恰当(2)GPS检测网与原测网结果精度分析与评价

1）两期GPS网测量结果较差的限差2）检测结果的分析和评价(3)导线网检测与评价

1）导线网测量方案的审核2）两期导线测量结果较差的限差2．平面控制网的检测与评价29第三章地面高程控制测量（一）地面高程控制网布设原则水准点应选在施工场地变形区外稳固的地方，有条件应埋设基岩水准点。水准点离开车站和线路的距离应不少于40m，一般水准点和深桩水准点应根据每个城市情况，桩底应埋设在稳定的持力层上。水准点应选在便于寻找、保存和引测的地方。一）城市轨道交通一等水准网布网原则一等水准网是基础网，一般按照工程线路布设成附合、闭合路线或者结点网。水准网起算点一般不少于3个，且应是城市一等水准点。每个一等水准点应远离受施工影响的变形区。当工程处于地面沉降区域时，在首级水准观测前，应首先考虑保证起算点已知高程的现势性。宜每隔3km埋设1个水准点。第三章地面高程控制测量30二）城市轨道交通二等水准网布网原则二等水准网是起算于一等水准网的高程控制网，主要为施工服务，其网形主要取决于城市轨道交通工程的线路形状，一般每个车站、竖井及车辆段附近应布设水准点，点数不应少于2个。二等水准网应布设为结点网或附合路线。二等导线网中的各点有条件时，都应纳入二等水准网测量中。

（二）水准标石类型与埋设水准标石是长期保存测量成果的固定标志，水准标石确定了点的高程，因而稳定非常重要的。由于对观测结果有限差的要求，人们往往比较重视观测结果，却常常忽略：标石的稳定性问题。如果标石埋设质量不好，容易产生垂直位移或倾斜，即使水准观测质量再好，其最后成果也是不可靠的，因此务必重视水准标石的埋设质量。二）城市轨道交通二等水准网布网原则311．水准标石类型城市轨道交通工程中的水准点标石可分为混凝土水准混凝土水准标石、墙脚水准标志、基岩水准标石和深桩水准标石4种。混凝土水准标石墙角水准标志基岩水准标石1．水准标石类型混凝土水准标石墙角水准标志基岩水322．水准标石的埋设混凝土水准标石要埋设在冻土线以下30cm，埋设时需特别注意埋设地点地质条件，了解地下水位的深度，地下有无空洞和流砂等。要确保标石埋设在土质坚实稳定的地层。墙角水准标志应选择在永久性或半永久性坚固的建筑物或构筑物基础上埋设。埋设基岩水准标石时应注意埋在真正的基岩上，不允许埋在较大的孤石上。为了施工方便，可以尽量选在基岩露头的地方，遇有风化层时，必须将风化层凿剥除去。基岩水准标石必须是混凝土制成，使其与基岩牢固相接。深桩水准标石埋设时应注意收集地质资料作为依据，深桩应埋设在稳定的持力层内。水准点埋设完成后，应进行外部整饰并应现场绘制水准点点之记。2．水准标石的埋设33（三）地面高程控制测量施测一）地面高程控制测量的技术要求地面高程控制测量的主要技术要求应符合表的规定。水准测量等级每km高差中数误差(mm)附合水准路线平均长度(km)水准仪等级水准尺观测次数往返较差，附合或环线闭合差(mm)偶然中误差全中误差与已知点联测附合或环线一等±1±235～45DS1铟瓦尺或条码尺往返测各一次往返测各一次±4√L二等±2±42～4DS1铟瓦尺或条码尺往返测各一次往返测各一次±8√L水准测量的主要技术要求注：1.L为往返测段，附合或环线的路线长(km);2.采用数字水准仪测量的技术要求与同等级的光学水准仪测量技术要求相同。（三）地面高程控制测量施测水准测量等级每km高差中数误差(m34二）地面高程控制测量施测

1．一般要求水准观测应待埋设的水准标石稳定后再进行。水准测量所使用的仪器和水准尺测前应送检定单位进行全面检验，检定周期为1年。水准仪视准轴与水准管轴的夹角称为i角，作业开始的第一周内应每天测定1次i角，稳定后可隔半月测定1次。城市轨道交通一、二等水准测量作业工程中水准仪的i角应小于15″。2．观测方法一、二等水准测量的观测方法应符合下列规定：（1)往测奇数站上：后一前一前一后；偶数站上：前一后一后一前。（2)返测奇数站上：前一后一后一前；偶数站上：后一前一前一后。二）地面高程控制测量施测35（3)若使用数字水准仪与条码尺，应将有关参数、限差预先输入，并按自动观测模式顺序操作。一、二等水准每一测段的往测和返测，宜分别在上午、下午进行，也可在夜间观测。（4)由往测转向返测时，两根标尺必须互换位置，并应重新整置仪器。3．观测质量控制水准测量观测的视线长度、视距差、视线高度和水准测量测站观测限差应符合下表的规定。（3)若使用数字水准仪与条码尺，应将有关36等级视线长度前后视距差前后视距累积差视线高度仪器等级视距视线长度20m以上视线长度20m以下一等DS1≤50≤1.0≤3.0≥0.5≥0.3二等DS2≤60≤2.0≤4.0≥0.4≥0.3等级上下丝读数平均值与中丝读数之差基、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一级3.00.40.61.0二级3.00.50.71.2水准测量观测的视线长度、视距差、视线高度的要求水准测量的测站观测限差等级视线长度前后视距差前后视距累积差视线高度仪器等级视距视线374．外业操作的注意事项（1）仪器的检查：

每天工作开始前要对水准标尺圆水准器的正确性进行检查和校正，防止因运输或其他原因致使圆水准器的正确位置发生偏离，从而使测量结果产生误差。

作业开始的第一周内每天对i角的检查，最好在不同的气温下进行，查看变化规律。（2）保持前后视等距。（3）严格按照奇偶站观测顺序观测。（4）保证每个测段的测站数为偶数。为了消除两根标尺的零点高度不等差，每个测段的测站数为偶数。往测转返测时，两根标尺要互换位置，同时前后视的读数顺序也作相应改变。4．外业操作的注意事项38（四）水准网的检测与处理1、水准网检测周期对一、二等水准网应按各等级技术要求进行了100%的检查测量。在地面沉降不明显的地区，一般在全线贯通后或线路调整之前必须进行全线的水准网检测。在地面沉降严重的地区，应收集有关地面沉降资料，根据当年沉降速率确定全线水准网的检测周期。在城市轨道交通工程施工期间可以根据实际情况进行局部区域的高程控制检测。2、水准网检测原则及数据处理水准网检测一般采用与原测相同的精度、相同的线路和相同的测量方法。在水准网检测中，拟定的检测方案中至少应包括三个以上的已知高级水准点，尽量由闭合环、结点、附合路线构成水准网络。对原测水准点标石的完艰性、稳定性必须进行实地考查。对位于工程变形区内不稳定的或遭到破坏的水准点应重新选点并补埋标石。按照分级处理的原则进行水准网数据的平差处理。（四）水准网的检测与处理1、水准网检测周期39第四章联系测量（一）联系测量基本要求

联系测量是将地面的平面坐标系统通过施工竖井、平峒及斜井传递到地下，使地上、地下坐标系统相一致的测量工作。联系测量工作应包括地面近井导线测量和近井水准测量、通过竖井（包括斜井、平峒、钻孔等）的定向测量、传递高程测量以及地下近井导线测量、近井水准测量。要实现地上、地下的测量坐标系统的一致，需要采用适当地方法将地面上的测量坐标系统传递到地下，作为地下隧道测量的起算数据。由于联系测量所经的路径特点，在城市轨道交通建设中采用的联系测量方法很多，例如对于平峒和斜井可采用地面导线和水准测量方法直接将地上的测量坐标系统传递到地下，对于竖井则需要通过竖井联系测量才有可将地面坐标系统传递到地下。第四章联系测量（一）联系测量基本要求联系40一）联系测量的基本方法1、定向测量基本方法以地面近井点为依据，确定井下近井导线起算边的坐标方位角和起算点坐标的测量工作，称为平面联系测。在城市轨道交通工程中定向测量方法主要有以下几种：

(1)陀螺经纬仪、铅垂仪（钢丝）组合法；

(2)联系三角形法；

(3)两井定向；

(4)导线直接传递法；

(5)投点定向法。一）联系测量的基本方法41联系三角形法定向井法投点定向法联系三角形法定向井法投点定向法422、传递高程测量基本方法以地面近井点为依据，确定井下近井起始点的高程测量工作，称为传递高程测量（高程联系测量），又称为导入高程。测量方法主要有以下几种：(1)悬挂钢尺法;(2)光电测距三角高程法;(3)水准测量法。悬挂钢尺法光电测距三角高程法2、传递高程测量基本方法悬挂钢尺法光电测距三角高程法43二）联系测量的基本要求

(1)地面近井点可直接利用一等卫星定位和二等导线点测设，需进行导线点加密时，地面近井点与二等导线点应构成附合导线或闭合导线。近井导线总长度不宜超过350m，导线边数不宜超过5条。(2)隧道贯通前的联系测量工作不应少于3次，宜在隧道掘进到100m、300m以及距贯通面100～200m时分别进行一次。当地下起始方位角较差小于12"时，可取各次测量成果的平均值作为后续测量的起算数据指导隧道贯通。(3)定向测量的地下定向边不应少于2条，传递高程的地下近井高程点不应少于2个，作业前应对地下定向边间和高程点间的几何关系进行检核。(4)贯通面一侧的隧道长度大于1500m时，应增加联系测量次数或采用高精度联系测量的方法，提高定向测量精度。二）联系测量的基本要求44

将地面测量坐标系统通过竖井传递到井下，一般应在地面竖井口附近设立近井点，通过近井点进行坐标传递。（二）地面近井点测量一）近井导线测量1、对已有导线点的复核测量

城市轨道交通工程的一等卫星定位和二等导线点位置一般选择在线路附近或高大建筑物上，由于受施工影响，线路附近的地面和建筑在施工期间很可能会产生变形，造成邻近地面和建筑物上的导线点点位发生移动，所以为确保起算点的正确，进行近井导线测量前，对地面已有导线点必须进行复核测量。将地面测量坐标系统通过竖井传递到井下，一般应在地面竖452、近井点测量为便于进行联系测量，一般在竖井口附近设置近井点。测定近井点的位置，可采用极坐标法法或导线测量等方法。（1）极坐标法测定近井点当竖井附近的一、二等控制点能够直接测定近井点时，应利用一、二等控制点采用极坐标法直接测定近井点位置。为确保测量成果可靠，此时应进行双极坐标测量，即独立进行两次极坐标测量。近井点的点位中误差应在±10mm以内。（2）导线测量方法测定近井点采用导线测量方法测定近井点时，应以一、二等控制点为起算数据，在其间加密近井导线，并形成附合路线，近井点要纳入近井导线中。近井导线测量应按二等导线测量的技术要求施测，最短边长不应小于50m，同样近井点的点位中误差应在±10mm以内。2、近井点测量46（三）导线直接传递测量

当地铁工程深度相对较浅时，竖井联系测量可采用导线直接法，但导线直线定向精度和点位传递精度随竖井深度增加而降低。一）导线直接传递测量路线形式

当井筒直径比较大时，且竖井中部有站厅平台(车站中板)等可架设测量仪器时，可采用经纬仪或全站仪直接从地面经站厅平台(车站中板)，到地下布设导线进行坐标和方向传递测量，该方法测量示意图见右图：直接导线传递测量示意图（三）导线直接传递测量一）导线直接传递测量路线形式直接导线传47（四）高程传递测量

一）竖井高程传递测量1、地面近井高程点测量

在城市轨道交通的地下隧道建设中，一般利用施工竖井进行高程传递测量。为了测定近井点高程，首先应进行加密近井水准测量。采用二等水准测量方法加密近井水准测量，并应构成附合水准路线。同样近井点应纳入水准路线中。2、高程传递测量主要方法

(1)悬挂钢尺法测量时，首先应搭建挂尺架，在挂尺架上悬挂经检定过的钢尺至底部，钢尺零刻度朝下，并在下端挂一重锤，重锤重量应与钢尺鉴定时拉力相同；在地上和地下各安置一台水准仪进行测量．（四）高程传递测量一）竖井高程传递测量1、地面近井高程点测48设地面水准仪在Ａ点尺上的读数为a1，在钢尺的读数为b1；地下水准仪在钢读数为a2，在Ｂ尺上的读数为b2．由图可以看出，ＡＢ两点的高差hAB和地下近井高程点Ｂ的高程ＨＢ分别为：

hAB=d-a1+b2=d+(b2-a1)=(b1-a2)+(b2-a1)=(b1-a1)+(b2-a2)HB=HA-hAB=HA-(b1-a1)-(b2-a2)设地面水准仪在Ａ点尺上的读数为a1，在钢尺的49（2）全站仪三角高程法传递高程全站仪三角高程法，在传递高程时可避免由于测量仪器高所带来的误差，其原理如图4-3所示，为了确定B点的高程，在O处架设全站仪，后视已知点A。设目标高为l，当目标采用反射片时，l=0。测得O-A的距离S1和垂直角ɑ1，从而计算O点全站仪中心的高程为：

HO=HA+l-h1

然后测得O-B的距离S2和垂直角ɑ2，并考虑上式，从而计算出B点的高程为：HB=HO+h2-l=HA-h1+h2（2）全站仪三角高程法传递高程HO=HA+l-h1503、竖井高程传递测量主要技术要求根据《城市轨道交通工程测量规范》GB50380-2008的规定，采用上述测量方法进行高程传递测时，还应满足下列技术要求：

（1）测定近井水准点高程的地面近井水准路线，应附合在地面二等水准点上．

（2）采用在竖井内悬挂钢尺的方法进行高程传递测量时，地上和地下安置的两台水准仪应同时读数；高差应进行温度、尺长改正，当井深超过５０m时应进行钢尺自重张力改正。(3)传递高程时，每次应独立观测三测回，测回间应变动仪器高，三测回测得地上、地下水准点间的高差较差应小于3mm。3、竖井高程传递测量主要技术要求51第五章地下控制测量

城市轨道交通工程建设中的地下控制测量，是在隧道内建立施工测量控制网，包括地下平面和高程控制测量。进行地下控制测量时，应利用直接从地面通过联系测量传递到地下的近井点作为测量起算点。（一）平面控制测量一）导线布设形式由于地下结构主要是隧道，因此平面控制测量的形式一般为导线。当施工竖井间隧道末贯通时，以支导线形式布设平面控制点，当施工竖井间隧道贯通后，则应将控制点构成附合导线。如果隧道间有联络道连接时，应通过联络道构成附合路线或结点网。第五章地下控制测量城市轨道交通工程建设中的地下控52地下导线测量一般分两级布设，在隧道掘进初期，由于距离短，不宜布设地下控制导线，但为了满足指导隧道施工的要求，应布设施工导线;当隧道掘进200m或曲线隧道掘进至100m距离后，才能进行地下平面控制测量，即按控制导线边长要求，从施工导线中隔点选择适宜的导线点组成或重新布设地下平面控制点。隧道内控制点间平均边长为150m，曲线隧道控制点间距不应小于60m。在贯通距离大于1500m时，为了提高导线测量精度，在导线中部或适当位置，通过采用加测陀螺方位、投点等方法所施测的高精度点和方位边，均应作为地下平面控制测量的已知数据。除此之外，为提高地下测量精度，地下平面控制还可以导线网或边角锁等形式布设。两级地下导线布设示意图地下导线测量一般分两级布设，在隧道掘进初期，53二）导线点的埋设形式

隧道内导线点的埋设形式有多种，应根据施工方法的隧道结构形状确定，一般导线点可埋设在隧道结构的底板、边墙或拱顶上。导线点的形式一般有下列三种：(1)埋设在隧道结构底板的导线形式底板上导线点形式

该点为200mm×100m×10mm规格的钢板，其与结构底板的钢筋焊在一起，并用混凝土与隧道结构底板浇筑牢固。在钢板上钻直径2mm的小孔，并镶上红或黄铜丝作为导线点标志。这种形式的导线点的特点是简单、钢板面积大、便于调线，如直接设置在轴线上对施工更为直观。缺点是容易受到损坏，观测时受施工影响大。二）导线点的埋设形式底板上导线点形式该点为200mm54(2)埋设在隧道结构边墙上的导线点形式埋设在隧道结构边墙上的导线点形式如下图所示。在隧道边墙设置具强制仪器归心装置的观测台。虽然这种形式的导线点制造和安装较复杂，但观测时不受施工影响、精度高，得到广泛应用。边墙强制归心仪器观测台示意图(2)埋设在隧道结构边墙上的导线点形式边墙强制归心仪器观测台55(3)埋设在隧道结构拱顶上的导线点形式埋设在隧道结构拱顶上的导线点形似”吊篮”形式，“吊篮”由搭建在隧道拱顶部互相分离的仪器台和观测人员站立平台组成，其形式如图5-4所示。同时仪器台应有强制仪器归心装置。”吊篮”形式的导线点虽然结构复杂，安装麻烦，但观测时不受施工的影响、精度高，在盾构施工广泛应用。隧道内观测条件较差，但控制点埋设位置应尽量避开比较强的光源、热源、淋水等地方，控制点间视线距隧道壁应大于0.5m，埋设在隧道结构边墙的控制点应分别在隧道两侧布设，以避免或减弱旁折光影响。隧道拱顶控制导线”吊篮”示意图(3)埋设在隧道结构拱顶上的导线点形式隧道内观测条件较差，但56三）测量精度要求

城市轨道交通工程地下平面控制测量是指导隧道沿着设计给出的轴线掘进，达到贯通的目的，并为满足贯通测量误差在±50mm以内的要求所进行的平面控制测量工作。1、地下平面控制测量的支导线测量和控制点的精度要求 规范规定，测角中误差应在±2.5〞以内，测距中误差在±3mm以内，在测量作业中很容易达到这一要求。除了对地下平面控制的支导线测量制定精度要求外，对控制点点位横向中误差满足贯通要求也制定了标准，并按式下式计算贯通前地下平面控制点的横向中误差，以保证贯通测量精度。

mu≤mΦ×(0.8×d/D)式中mu------导线点横向中误差(mm)mΦ------贯通中误差(mm) d------控制导线长度(mm)D------贯通距离(mm)三）测量精度要求572、重复测量精度要求地下平面控制点在隧道贯通前应至少测量三次，并应与竖井定向同步进行。重合点重复测量坐标值的较差应小于30×d/D(mm)，其中d为控制导线长度，D为贯通距离，单位均为mm。满足要求时，应取逐次平均值作为控制点的最终成果指导隧道掘进。3、测量方法

在隧道施工过程中，每次布设一个新点就需要进行测量。测量时，通常从支导线的起始点或经多次复测量证明稳定的中间点开始。

《城市轨道交通工程测量规范》GB50308---20008规定，导线测量应使用不低于(2〞，2mm+2×)级以上的全站仪施测，左右角各观测两测回，左右角平均值之和与360度较差应小于4〞，采用左右角观测时，在两个不同的盘位要变动零方向。边长往返观测各两测回，往返平均值较差应小于4mm。2、重复测量精度要求58

由于隧道施工处在土层中，受其自身施工及外界环境的影响，所设置的地下导线点亦有可能发生位移，因此，隧道掘进至全长的1/3处、2/3处的距离贯通面小于100m时，必须对地下控制点进行同精度全面复测，以确定其可靠。地下平面控制点除在上述三个阶段进行全面复测外，可视情况需要时在施工过程中随时进行复测。在隧道施工过程中，从地面近井点测量到联系测量等工作至少要进行三次，有条件时，地下控制点复测要与地面近井点测量和联系测量同时进行。另外，相邻竖井间或相邻车站间隧道贯通后，地下平面控制点应构成附合导线(网)，以增强控制网强度。由于隧道施工处在土层中，受其自身施工及外界环境的影响59（二）高程控制测量地下高程控制测量是以通过竖井传递至地下的水准点为高程起算依据，采用水准测量方法，沿掘进隧道布设水准点，并确定隧道、设备在竖直方向的位置和关系的工作。一）测量方法和布设形式

高程控制测量一般采用二等水准测量方法施测，每隔距离200m，在隧道的底板或边墙上埋设一个高程控制点，也可利用地下导线点标志作为高程控制点。地下水准路线布设可与地下施工导线测量路线相同，在隧道没有贯通前，地下水准路线均为支线，因此需要加强测站检核，并进行往返观测。同时隧道间有联络通道或相邻竖井、车站间隧道贯通后，应把支水准路线连接起来，使地下高程控制点构成结点水准网或附合水准路线。（二）高程控制测量地下高程控制测量是以通过竖井传递60二）点的埋设形式

高程控制点的埋设形式有多种，如在盾构施工的隧道可利用管片上安装连接的底部螺栓作为控制点，亦可在管片底部直接埋设水准点标志，并要做好标识;在矿山法施工的隧道，可直接在隧道边墙或底板埋设水准点。选择水准点的埋设位置时，要注意能使水准尺直立。三）测量精度要求水准测量等级每km高差中数误差(mm)附合水准路线平均长度(km)水准仪等级水准尺观测次数往返较差，附合或环线闭合差(mm)偶然中误差全中误差与已知点联测附合或环线二等±2±42～4DS1铟瓦尺或条码尺往返测各一次往返测各一次±8√L二等水准测量的主要技术要求注：1、L为往返测段，附合或环线的路线长(km);2、采用数字水准仪测量的技术要求与同等级的光学水准仪测量技术要求相同。二）点的埋设形式高程控制点的埋设形式有多种61四）测量方法与平面控制测量一样，高程控制随着隧道的延伸逐步建立起来，在隧道贯通前应进行不少于三次的全面复测和检测。有条件时，地下高程控制点的复测与联系测量、地面控制点检测同时进行。重复测量的高程点间的高程较差应小于5mm，满足要求时，应取逐次平均值作为控制点的最终成果指导隧道掘进。四）测量方法与平面控制测量一样，高程控制随着62第六章结构断面测量

城市轨道交通工程的结构断面测量，是在土建结构施工完成后，测定土建结构断面现状尺寸，并检验土建结构限界是否满足设计要求所进行的测量工作。土建结构断面测量包括地下隧道、车站和地面高架桥等沿线路中线方向的顶、底板纵断面测量和垂直于线路中线方向的两侧结构横断面测量。（一）

线路纵断面测量

线路纵断面测量是指测量线路中线上各里程桩土建结构的底板高程，并将这些测量成果按一定比例绘制成纵断面图，并按要求的格式提交数据文件供设计或相关人员使用。设计人员依据测量成果与原设计值比较分析，进而进行线路实际坡度的确认和调整，以满足行车限界的需求。线路纵断面测量一般采用水准测量和全站三角高程测量方法。第六章结构断面测量城市轨道交通工程63一）线路纵断面点平面位置测量1、纵断面点位置线路贯通且土建结构完成后，应以贯通平差后的施工平面和高程控制点及调整后的线路中线点为测量依据，进行中线上的纵断面点位置测量。在中线上，一般直线段每6m、曲线段每5m测量一个纵断面点。施工偏差较大段应加测断面点。2、纵断面点测量方法纵断面点测量一般分为初测、归化改正和定测三个步骤：(1)初测。利用线路中线点，采用极坐标法，根据纵断面点坐标和放样数据进行纵断面点放样并做临时标识。(2)归化改正。对标识的纵断面点重新测定其坐标后，应依据其设计坐标，在现场将每个纵断面点改正到设计位置。(3)定测。对改正后的纵断面点采用极坐标法重新测量其坐标，满足限差要求后固定标识。一）线路纵断面点平面位置测量643、纵断面点测量技术要求（1）应使用不小于2秒全站仪施测(2)纵断面点坐标测值与设计值较差应小于3mm；(3)纵断面点的标识面积直径要大于5mm，以满足归化改正范围要求；(4)纵断面点里程中误差应在±50mm以内。

3、纵断面点测量技术要求65二）线路纵断面点高程位置测量1、水准测量线路纵断面测量一般采用水准测量方法。测量时使用DS1级水准仪，按二等水准测量技术要求施测。线路纵断面测量以隧道贯通后平差的高程控制点为起算点，逐点测量线路纵断面点的底板高程，并形成附合水准路线。水准测量时，应按前、后视距和视距差的要求，在适当间隔内把纵断面点纳入水准路线，其它末纳入水准路线的纵断面点可以作为间视点。纵断面点高程测量中误差应在±10mm以内。二）线路纵断面点高程位置测量662、全站仪三角高程在坡度比较大的地段，纵断面测量除采用水准测量外，亦可采用全站仪三角高程测量方法。利用全站仪三角高程测量方法进行纵断面点高程测量时，将仪器置于高程控制点上，分别测量仪器至各纵断面点位置底板的距离和垂直角，并量取仪器高i和棱镜高V，则纵断面点位置底板的高程用下式计算：H=H+S×sinΦ+l–V式中S----仪器至中桩的距离;Φ----垂直角。为了达到高程测量中误差应在±10mm以内的要求，进行全站仪三角高程测量时，应使用高精度测量仪器，提高仪器高i和棱镜高V的测量精度。2、全站仪三角高程67（二）横断面测量

城市轨道交通工程区间隧道、车站和高架线路的横断面测量又称结构净空测量。一）横断面测量的位置1、横断面位置按设计或工程需要测量结构横断面及底板纵断面，一般直线段每6m、曲线段每5m测量一个横断面和该横断面线路中线处的底板高程点。由此可以看出横断面间距与纵断面间距一致，因此，每个纵断面点都要测量仪个横断面，纵断面点位置即为横断面位置。此外，在结构横断面变化处和施工偏差较大段应加测断面。（二）横断面测量城市轨道交通682、横断面上限控制点位置限界控制点是指横断面紧俏处限界的测量位置，建筑限界控制点即为结构断面紧俏处限界的测量位置。区间隧道的建筑限界控制点应位于结构两侧边墙和顶、底板上。高架线路的衔接控制点应根据其线路结构形状及沿线设备安装位置而定，一般应位于防护栅栏和人行便道边沿以及结构底板上。车站的衔接控制点一般一侧位于结构边墙，另一侧为站台沿和结构的顶、底板上。上述各限界控制点的高度应根据车辆尺寸和其上、中、下影响列车运行三个限界比较紧张的位置和顶、底板的中线而定。3、横断面测量常用方法结构断面测量可采支距法、全站仪解析法、断面仪法、摄影测量法等。2、横断面上限控制点位置69谢谢大家谢谢大家70城市轨道（地铁）工程测量主讲：张杰胜城市轨道（地铁）工程测量主讲：张杰胜71第一章城市轨道交通工程概述城市轨道交通是城市公共交通的一个重要组成部分，包括地铁、轻轨、有轨电车和磁悬浮列车等。

城市轨道交通建设规模大，同时建设的城市多。目前，中国城市轨道交通正处在快速发展时期，从1995年—2008年6月，12年间共有10个城市20多条线路投入运营，运营里程达到730km，到奥运会开幕，北京、上海两城市运营线路分别达到220km和236km。与此同时，全国共有15个城市、800km的城轨线路正在施工建设。

2009年，国务院已经批复了22个城市的地铁建设规划，总投资8820.03亿元。到2015年前后，我国建成和在建轨道交通线路将达到158条，总里程将超过4189公里。1、我国城市轨道交通的建设状况第一章城市轨道交通工程概述城市轨道交通是722、城市轨道交通工程测量的任务和内容城市轨道交通工程测量主要包括地面测量、地面和地下联系测量、地下测量等三个方面的工作。（1）设计阶段测量工作的主要内容在初步设计阶段，测绘工作者就进行地面控制测量(首级卫星定位控制测量，精密导线测量，高程控制测量)，1：500地形图测量，管线测量和调查，地下建(构)筑物测量，跨越线路的建(构)筑物测量，水域地形测量，定线测量等，并提供相应的测量成果。施工设计阶段，应进行线路纵，横断面测量，线路中线测量，线路红线，拆迁红线测量，设计委托的零星测量工作，现时提供相应测量成果。2、城市轨道交通工程测量的任务和内容城市轨道73（2）施工阶段测量工作的主要内容土建结构施工阶段应进行加密施工控制测量，定线测量，竖井联系测量，施工放线测量，限界测量，监控测量和其它测量工作。轨道和设备安装阶段应进行铺轨基标测量，线路标志测量，延线和新增加的监控测量;竣工测量阶段应进行全线线路轨道竣工测量，区间，车站和附属建筑结构竣工测量，线路沿线设备竣工测量，地下管线竣工测量以及测量成果的资料验收等工作。（3）运营阶段测量工作的主要内容运营阶段包括城市轨道交通建成交付运营以后的阶段。在该时段中测量工作者应长期对线路维护和改造提供测量保障，并对线路构成安全隐患的结构和线路环境进行变形监测工作，确保安全运营。（2）施工阶段测量工作的主要内容土建结构施工阶段应进74地面平面控制测量是城市轨道交通工程所有测量的基础和依据，是城市轨道交通工程全线线路与结构贯通的保障。在土建施工开挖前测量完毕。地面平面控制网具有精度高、边长较短、使用频繁等特点。（一）地面平面控制网的基本特点城市轨道交通工程应结合拟建线路情况，进行专项平面控制网布设，且与城市原有坐标系统一致，并在工程开始前完成，其基本特点如下：一）平面控制网的大小、形状、点位分布应满足轨道交通工程施工的需要，可以根据城市轨道交通总体规划布设全面网，也可以为某条线路布设单独的线状控制网。第二章地面平面控制测量地面平面控制测量是城市轨道交通工程所有测量的基础和依75二）城市轨道交通工程地面平面控制网在城市一、二等控制网的基础上建立，通常分两个等级布设，即一等卫星定位控制网(以下简称GPS网)和二等精密导线(锁、网)两个等级。GPS网点数较少，起到整体骨架的作用，是后续测量的基础，而导线(锁、网)则在GPS网的基础上布设成附合导线、闭合导线或多个结点的导线网。边长较短，可直接为地面施工测量服务，对地下施工起到向地下传递坐标、方向的作用。

二）城市轨道交通工程地面平面控制网在城市一、二等控76

三）地面平面控制网不但是隧道横向贯通的基础，还是安装测量控制网、变形监测网的基础。可为工程设计提供大比例尺地形图测绘、施工放样、轨道铺设、断面测量、建设期间变形监测以及运营后的结构变形监测服务。四）由于城市轨道交通工程建设周期较长，工程建设期间平面控制点难免发生变化，因此需要在一定的周期内对地面平面控制网进行检测，评价原网稳定状况和可靠程度，确保地面平面控制网满足工程建设需要。三）地面平面控制网不但是隧道横向贯通的基础，还是安装测量控77（二）地面平面控制网的测量步骤地面平面控制网的测量步骤与城市建设的平面控制网一样，通常需要经过以下工作步骤：一）收集资料。根据拟建线路的设计资料(尤其是车站位置、竖井位置和线路走向、不同线路交叉情况等)，收集和了解沿线现有城市首级控制网、轨道交通控制网以及岩土工程条件等资料。二）现场踏勘。在拟建线路附近普查现有首级平面控制点的保存情况与车站、车辆段以及沿线周围建(构)筑物情况和拟埋设控制点的位置条件情况等。三）选点。根据控制网布设原则以及观测条件进行选点，值得注意的是GPS点和精密导线点的选点可以同时进行。四）埋石。根据控制点的位置条件，选择埋设不同类型的标石。五）控制网观测。按照平面控制网等级和技术要求进行GPS测量和精密导线测量。六）数据平差等。（二）地面平面控制网的测量步骤78（三）一等卫星定位控制网测量一）控制网的选点和埋石1．GPS控制网点位的选择首先收集城市轨道交通线路沿线附近标石。稳定、完好的城市原有控制点纳入GPS控制网中，以便于确定GPS网的基准。同时通过原有控制点在GPS网中的坐标的较差，衡量GPS控制网的精度。控制点应选在利于长久保存、施测方便的地方，离开线路中心线或车站等构筑物外缘的距离不宜小于50m。控制点上应视野开阔，避开多路径效应影响，被测卫星的地平高度角应大于15°。远离无线电发射装置和高压输电线，其间距分别不小于200m和50m。建筑物上的控制点应选在便于联测的楼顶承重墙上面。（三）一等卫星定位控制网测量79GPS控制点的位置要便于进行下一级二等精密导线点的扩层，由于城市轨道交通线路贯穿城市繁华地段，交通运输极其繁忙，地面点位不易保存，二等精密导线点大都选在楼顶上，因此GPS点应尽量与相邻二等精密导线点通视，且尽量选在车站或施工竖井附近，以便利用。每个GPS点至少要有两个通视方向，相邻GPS点间距离不低于500m。

2．GPS控制点的标志与埋设

为使点位长期保存，以便利用GPS测量成果进行二等精密导线测量以及复测，GPS点均应埋设具有中心标志的永久性标石。标石分为基本标石、岩石标石和楼顶标石三种。GPS控制点的位置要便于进行下一级80建筑物楼顶标石可现场浇筑，标石下层钢筋插入楼顶平面混凝土中，标石应固结在楼顶板平台上，标石规格和形式见图为了减少多次观测对房屋顶部防水层的影响，同时减少每次观测的对中误差，在埋设GPS控制点时大都同时埋设具有强制对中标志的墩标。若控制点埋于地下，可以根据工程建设区域的地质状况选择埋设适宜的基本标石或岩石标石，标石规格和形式分别见

下图：建筑物楼顶标石可现场浇筑，标石下层81图1：楼顶控制点标石埋设图图2：土中基本标石埋设图1—土；2—捣固之土石层图3：岩石标石埋设图1—石块；2—保护盖图1图2图3图1：楼顶控制点标石埋设图图182二）GPS控制网布设方案及优化1．GPS控制网的布设原则

GPS控制网内应重合3～5个原有城市二等控制点或在城市里的国家一、二等控制点，并尽量保证分布均匀。同时考虑到城市轨道交通总体规划建设，多线路分期建设情况，在城市轨道交通线路交会处和前后期衔接处应布设2个以上的重合点。在隧道口、竖井、车站和车辆段附近应布设1—2个控制点，相邻控制点应有两个以上方向通视，其他位置的控制点间应至少有一个方向通视。二）GPS控制网布设方案及优化83控制网中应有一定数量的GPS点与水准点重合，同时应考虑在少量相邻点间进行电磁波测距用以检查GPS测量成果。对于所有选定的点位均以边连接方式按照静态相对定位原理布网，由于相邻点的相对点位中误差要求精度高，所以在控制网的布设时，相邻的短边控制点间保证同步观测。

GPS控制网必须由非同步独立观测构成闭合环或附合路线，每个闭合环或附合路线中的边数应符合规范规定。控制网中应有一定数量的GPS点与水842、GPS控制网的优化设计

为了确保GPS控制网的精度满足规范要求，在GPS控制网布设时有必要进行优化设计。主要内容为以下几种：（1）零类设计：即控制网的基准设计，是对一个已知图形结构和观测方案的GPS向量网确定最优坐标系统的优化设计。（2）一类设计：即控制网图形设计，是在确定网的精度和观测方案情况下，得到最佳点位的优化设计。（3）二类设计：即观测方案的最佳选择，主要包括时段设计、交通路线、观测时间等。2、GPS控制网的优化设计85GPS控制网布设示意图GPS控制网布设示意图86三）GPS控制网观测1．制定观测计划外业观测，又称数据采集。由于涉及多台接收机同步观测，所以在观测工作实施前，依据GPS网的布设方案、投入观测的接收机数量、可见性预报情况、观测时段长度、交通运输和通信条件，选择最佳的观测时段、进行科学调度。（1）GPS卫星的可见性预报GPS卫星的空间几何分布对定位精度具有重要影响，所以在选择最佳观测时段，制定观测计划时，查看当日的GPS卫星数以及相应的PDOP值的变化情况。确保任何地区全天任何时间均能至少观测到5颗卫星，但最佳观测时段还是选择在PDOP小于6的时间范围内。三）GPS控制网观测87（2）作业调度表根据最优化的原则，应综合考虑GPS网的布设方案、卫星的可见性预报、网的连接方式、各时段观测时间和交通情况，合理调配各接收机，进行科学调度。作业调度表包括观测时段号、测站名称和接收机号等内容。2．接收设备的检验在控制测量作业前，需对GPS接收机和天线等设备进行全面检验。接收机在一般检视和通电检验后，还应进行GPS接收机内部噪声水平的测试、接收机天线平均相位中心稳定性检验和GPS接收机不同测程精度指标的测试。由于埋设的标石大都没有强制对中装置，因此，为了提高对中精度，还需检验基座圆水准器和光学对中器是否准确。（2）作业调度表883、开机观测天线架设完成后，经检查接收机与电源、接收机与天线间的连接情况无误后，按作业调度表规定的时间开机作业，并逐项填写外业观测手簿。但观测期间，操作员应注意以下几方面：1）必须在接收机有关指示灯与仪表正常时，进行测站时段信息输入；2）注意查看接收卫星数、卫星号、相位测量残差、实时定位结果及其变化、存储介质以及电源情况等；

3）不得随意关机并重新启动，不准改动卫星高度角的限值，不准改变数据采样间隔和仪器高等信息。4、GPS外业测量手簿测量手簿应全面记录测站的相关信息，应该现场填写，并有可追溯性，以便内业计算时使用。手簿中应记录测站名称(测站号)、观测时段号、观测日期、观测者、测站类别(新选点、原等级控制点或水准点)、观测起止时间、接收机编号、对应天线号以及天线高三次量取值和量取方式等。5、数据存储3、开机观测89（三）二等精密导线测量一）二等精密导线网的精度要求和布设方案1．二等精密导线的精度要求根据精度分析及误差配赋理论，在一等卫星定位网精度满足要求条件下，点位中误差在±20mm以内，能够保证地面控制测量对横向误差的影响值在±25mm以内的要求。

二等精密导线测量的主要技术要求见下表：（三）二等精密导线测量90平均边长（m）闭合环或附合导线总长度（km）每边测距中误差（mm）测距相对中误差测角中误差（"）测回数方位角闭合差（"）全长相对闭合差相邻点的相对点位中误差（mm）Ⅰ级全站仪Ⅱ级全站仪3503～5±61/60000±2.546±5√n1/35000±8二等精密导线测量的主要技术要求注：1.n为导线的角度个数2.高架线路地段平均边长宜为400m3.全站仪的分级按《城市轨道交通工程测量规范》GB50308-2008附录中有关规定执行。平均边长（m）闭合环或附合导线总长度（km）每边测距中误差（912．二等精密导线的布设方法二等精密导线沿城市轨道交通线路方向布设，根据导线点与首级GPS点的空间分布，通常布设成多条附合导线、闭合导线或多个结点的导线网。附合导线、闭合导线示意图多节点导线示意图2．二等精密导线的布设方法附合导线、闭合导线示意图多节点导线92二）导线点的选埋二等精密导线点的选点要求无论采用何种施工方法，在城市轨道交通施工测量时使用最多的还是二等精密导线点，所以二等精密导线点的选点一定要保证易于观测、便于施工使用、易于保存而且稳定。具体而言，选点时要注意以下几点：（1）为施测方便，在车站、洞口附近，宜多布设导线点，且保证能够至少两个方向通视。为了减少地面导线测量的误差影响，最好确保二等精密导线点能够与洞口通视。（2）相邻导线边长不宜相差过大，个别短边的边长不应短于100m。位置应选在因城市轨道交通工程施工产生变形区域以外的地方，距城市轨道交通路线和车站构筑物的距离应大于30m。二）导线点的选埋93（3）导线点最好选在楼顶，也可埋于地面，但地面上的导线点位应避开地下构筑物如地下管线等，楼顶上的导线点宜选在靠近并能俯视城市轨道交通线路、车站、车辆段的一侧。（4）相邻导线点间以及导线点与其附合的GPS点之间的垂直角不应大于30°，视线离障碍物的距离应不受旁折光的影响。（5）综合考虑城市轨道交通线路总体规划，在城市轨道交通线路相交叉的地方及前、后两期工程衔接的地方应布设适量的共用导线点。（3）导线点最好选在楼顶，也可埋于地面，94三）精密导线观测导线测量通常利用全站仪观测，分为水平角测量和边长测量。全站仪本身的误差主要有以下几种：测距的加常数、乘常数误差；测距的周期误差；相幅误差；相位不均匀误差；竖轴倾斜误差；横轴倾斜误差；视准轴误差；补偿器误差；度盘偏心误差；度盘刻划误差；竖盘指标差；望远镜调焦误差等，所以最好要使用具有“电子补偿”功能的全站仪，并保证在观测时应处于检定周期之内，在观测前进行相关项目的检验。三）精密导线观测95

二等精密导线标石埋设图(mm)1—盖；2—砖；3—素土；4—标石；5—冻土线；6—混凝土1、水平角观测（1）GPS点上或导线结点上观测由于二等精密导线附合在GPS点上，在附合导线两端的GPS点上观测时，应联测其他可通视的GPS点，采用方向观测法，方向数不多于3个时可不归零，夹角的平均观测值与GPS坐标反算夹角之